Su əsaslı qrafen peelingi
Ultrasonik aşındırma yalnız təmiz sudan istifadə edərək sərt həlledicilərdən istifadə etmədən bir neçə qatlı qrafen istehsal etməyə imkan verir. Yüksək güclü sonication qısa bir müalicə ərzində qrafen təbəqələrini parçalayır. Həlledicilərdən qaçınmaq qrafen aşındırmasını yaşıl, davamlı bir prosesə çevirir.
Maye faza aşındırma yolu ilə qrafen istehsalı
Qrafen kommersiya olaraq sözdə maye faza aşındırma yolu ilə istehsal olunur. Qrafenin maye fazalı aşındırılması zəhərli, ekoloji cəhətdən zərərli və bahalı həlledicilərin istifadəsini tələb edir ki, bu da kimyəvi ilkin müalicə kimi və ya mexaniki dispersiya texnikası ilə birlikdə istifadə olunur. Qrafen təbəqələrinin mexaniki dispersiyası üçün ultrasəsləmə yüksək keyfiyyətli qrafen vərəqləri istehsal etmək üçün yüksək etibarlı, səmərəli və təhlükəsiz bir texnika kimi müəyyən edilmişdir. Sərt həlledicilərin istifadəsi həmişə xərclər, çirklənmə, kompleks çıxarılması və utilizasiyası, təhlükəsizlik problemləri, eləcə də ekoloji yüklə müşayiət olunduğundan, toksik olmayan və daha təhlükəsiz alternativ əhəmiyyətli dərəcədə üstünlük təşkil edir. Bir neçə qatlı qrafen təbəqələrinin mexaniki delaminasiyası üçün həlledici kimi sudan və güc ultrasəsindən istifadə edərək qrafenin aşındırılması yaşıl qrafen istehsalı üçün yüksək perspektivli bir texnikadır.
Qrafen nano vərəqlərini dağıtmaq üçün tez-tez maye faza kimi istifadə edilən ümumi həlledicilərə Dimetil sulfoksid (DMSO), N, N-dimetilformamid (DMF), N-metil-2-pirolidon (NMP), Tetrametilüre (TMU), Tetrahidrofuran (THF) daxildir. ), propilen karbonataseton (PC), etanol və formamid.
Ticarət miqyasında qrafen aşındırmaq üçün artıq uzunmüddətli qurulmuş bir texnika olaraq, ultrasəs aşağı qiymətə yüksək təmizlikdə yüksək keyfiyyətli qrafen istehsal etməyə imkan verir. Ultrasəs qrafen aşındırma istənilən həcmdə tamamilə xətti miqyasda ola bildiyi üçün yüksək keyfiyyətli qrafen lopalarının istehsal məhsuldarlığı qrafenin kütləvi istehsalı üçün asanlıqla həyata keçirilə bilər.
UIP2000hdT 2 kVt güclü ultrasəs disperserdir qrafen aşındırma və dispersiya üçün.
Suda Qrafenin Ultrasonik Peelingi
Tyurnina və başqaları. (2020) amplituda və sonikasiya intensivliyinin təmiz su-qrafit məhlullarına təsirini və nəticədə qrafen aşındırmasını araşdırdı. Tədqiqatda onlar Hielscher UP200S (200W, 24kHz) istifadə ediblər. Sudan istifadə edərək ultrasəs aşındırma bir neçə təbəqənin qrafen delaminasiyası üçün bir addımlı proses kimi tətbiq edilmişdir. 2 saatlıq qısa müalicə açıq şüşə sonikasiya qurğusunda bir neçə qatlı qrafen istehsal etmək üçün kifayət idi.
Suda qrafit ləpəsinin sono-mexaniki aşınmasını göstərən kadrların yüksək sürətli ardıcıllığı (a-dan f-ə qədər) UP200s istifadə edərək, 3 mm sonotrode ilə 24 kHz ultrasəs cihazı. Oxlar parçalanma yerini (eksfoliasiya) göstərir, boşluğa nüfuz edən kavitasiya qabarcıqları ilə.
© Tyurnina və başqaları, 2020
Ultrasonik Qrafen aşındırmasının optimallaşdırılması
Tyurnina et al tərəfindən istifadə edilən ultrasəs quraşdırma. (2020) axın rejimində qapalı ultrasəs reaktorundan istifadə etməklə daha çox səmərəlilik və daha sürətli aşınma üçün asanlıqla optimallaşdırıla bilər. Ultrasonik inline müalicə bütün qrafit xammalının əhəmiyyətli dərəcədə daha vahid ultrasəs müalicəsini həyata keçirməyə imkan verir: qrafit / su məhlulunu birbaşa ultrasəs kavitasiyasının məhdud sahəsinə qidalandırmaq, bütün qrafit yüksək keyfiyyətli qrafen lopalarının yüksək məhsuldarlığı ilə nəticələnən vahid şəkildə səslənir.
Hielscher Ultrasonics sistemləri amplituda, vaxt / saxlama, enerji girişi (Ws / mL), təzyiq və temperatur kimi bütün vacib emal parametrlərinə dəqiq nəzarət etməyə imkan verir. Optimal ultrasəs parametrlərinin qurulması ən yüksək məhsuldarlıq, keyfiyyət və ümumi səmərəliliklə nəticələnir.
Ultrasonikasiya qrafen aşındırılmasını necə təşviq edir
Yüksək güclü ultrasəs dalğaları qrafit tozundan və sudan və ya hər hansı bir həlledicidən ibarət bir palçığa birləşdirildikdə, yüksək kəsmə, sıx turbulentlər və yüksək təzyiq və temperatur fərqləri kimi sonomexaniki qüvvələr enerji tələb edən şərait yaradır. Bu enerji tələb edən şərtlər akustik kavitasiya fenomeninin nəticəsidir.
Burada ultrasəs kavitasiyası haqqında daha çox oxuyun!
Güclü ultrasəs qrafit tozunun genişlənməsinə başlayır, çünki mayelər qrafitdən ibarət olan qrafen təbəqələri arasında sıxılır. Ultrasəs kəsmə qüvvələri qrafenin tək təbəqələrini parçalayır və məhlulda qrafen lopaları kimi səpələyir. Suda qrafenin uzunmüddətli sabitliyini əldə etmək üçün səthi aktiv maddə tələb olunur.
Qrafen aşındırmasının ultrasəs maye fazasının aşındırılması mexanizmi.
Tyurnina və digərləri tərəfindən araşdırma və şəkil, 2021.
Qrafen peelingi üçün yüksək performanslı ultrasəs cihazları
Hielscher ultrasəs cihazının ağıllı xüsusiyyətləri etibarlı əməliyyat, təkrarlanan nəticələr və istifadəçi dostu olmasını təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Rəqəmsal rəngli toxunma displey və brauzerin uzaqdan idarə edilməsi vasitəsilə əldə edilə bilən intuitiv menyu vasitəsilə əməliyyat parametrlərinə asanlıqla daxil olmaq və onları yığmaq olar. Buna görə də, xalis enerji, ümumi enerji, amplituda, vaxt, təzyiq və temperatur kimi bütün emal şərtləri avtomatik olaraq quraşdırılmış SD kartda qeyd olunur. Bu, əvvəlki sonikasiya işlərini yenidən nəzərdən keçirməyə və müqayisə etməyə və qrafen aşındırma prosesini ən yüksək effektivliyə optimallaşdırmağa imkan verir.
Hielscher Ultrasonics sistemləri bütün dünyada yüksək keyfiyyətli qrafen təbəqələrinin və qrafen oksidlərinin istehsalı üçün istifadə olunur. Hielscher sənaye ultrasəs cihazları davamlı əməliyyatda (24/7/365) yüksək amplitüdləri asanlıqla işlədə bilər. 200µm-ə qədər amplitüdlər standart sonotrodlarla (ultrasəs zondları / buynuzları və kaskatrodlarTM). Daha yüksək amplitüdlər üçün xüsusi ultrasəs sonotrodları mövcuddur. Sağlamlığına və az texniki xidmət göstərməsinə görə, ultrasəs aşındırma sistemlərimiz adətən ağır yük tətbiqləri və tələbkar mühitlərdə quraşdırılır.
Qrafen aşındırmaq üçün Hielscher ultrasəs prosessorları artıq kommersiya miqyasında bütün dünyada quraşdırılıb. Qrafen istehsal prosesinizi müzakirə etmək üçün indi bizimlə əlaqə saxlayın! Təcrübəli əməkdaşlarımız peeling prosesi, ultrasəs sistemləri və qiymətlər haqqında ətraflı məlumatı paylaşmaqdan məmnun olacaqlar!
Ultrasəs qrafenin sintezi, dispersiyası və funksionallaşdırılması haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün bura klikləyin:
- Qrafen istehsalı
- Qrafen nanoplateletləri
- Su əsaslı qrafen peelingi
- Suda dağılan qrafen
- Qrafen oksidi
- xenes
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 1 ilə 500 ml | 10-200 ml/dəq | UP100H |
| 10 ilə 2000 ml | 20 - 400 ml/dəq | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 ilə 4L/dəq | UIP2000hdT |
| 10-100 l | 2 ilə 10 L / dəq | UIP4000hdT |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | klaster UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizdən soruşun!
Hielscher Ultrasonics, laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında qarışdırma tətbiqləri, dispersiya, emulsiya və ekstraksiya üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
- FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin (2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon Vol. 168, 2020. 737-747.
(Available under a Creative Commons Attribution 4.0: CC BY-NC-ND 4.0. See full terms here.) - Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
- Unalan I.U., Wan C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Polysaccharide-assisted rapid exfoliation of graphite platelets into high quality water-dispersible graphene sheets. RSC Advances 5, 2015. 26482–26490.
- Bang, J. H.; Suslick, K. S. (2010): Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Advanced Materials 22/2010. pp. 1039-1059.
- Štengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.
Bilməyə Dəyər Faktlar
Grafen nədir?
Qrafen sp-in bir qatıdır2- bağlı karbon atomları. Qrafen qeyri-adi böyük xüsusi səth sahəsi (2620 m.) kimi unikal material xüsusiyyətləri təklif edir2g-1), 1 TPa Young modulu və 130 GPa daxili gücü ilə üstün mexaniki xüsusiyyətlər, son dərəcə yüksək elektron keçiricilik (otaq temperaturunda elektron hərəkətliliyi 2,5 × 105 sm).2 V-1s-1), çox yüksək istilik keçiriciliyi (3000 W m K-dən yuxarı).-1), ən mühüm xassələri adlandırmaq. Üstün material xüsusiyyətlərinə görə qrafen yüksək performanslı batareyaların, yanacaq elementlərinin, günəş batareyalarının, superkondensatorların, hidrogen anbarlarının, elektromaqnit qalxanlarının və elektron cihazların hazırlanmasında və istehsalında çox istifadə olunur. Bundan əlavə, qrafen bir çox nanokompozitlərə və kompozit materiallara gücləndirici əlavə kimi daxil edilir, məsələn, polimerlərdə, keramikalarda və metal matrislərdə. Yüksək keçiriciliyinə görə qrafen keçirici boyaların və mürəkkəblərin mühüm tərkib hissəsidir.
Qüsursuz qrafenin böyük həcmdə aşağı qiymətlərlə sürətli və təhlükəsiz ultrasəslə hazırlanması qrafenin getdikcə daha çox sənayedə tətbiqini genişləndirməyə imkan verir.
Qrafen bir atom qalınlığında karbon təbəqəsidir və onu qrafenin tək qatlı və ya 2D strukturu kimi təsvir etmək olar (bir qatlı qrafen = SLG). Qrafen qeyri-adi dərəcədə böyük xüsusi səth sahəsinə və üstün mexaniki xassələrə malikdir (Young modulu 1 TPa və daxili gücü 130 GPa), böyük elektron və istilik keçiriciliyi, yük daşıyıcısının hərəkətliliyi, şəffaflıq təklif edir və qazları keçirməzdir. Bu material xüsusiyyətlərinə görə, qrafen kompozitlərə möhkəmliyini, keçiriciliyini və s. vermək üçün gücləndirici əlavə kimi istifadə olunur. Qrafenin xüsusiyyətlərini digər materiallarla birləşdirmək üçün qrafen birləşməyə səpələnməli və ya nazik təbəqə örtüyü kimi tətbiq edilməlidir. bir substrat üzərinə.
Yüksək performanslı ultrasəs! Hielscher-in məhsul çeşidi kompakt laboratoriya ultrasəs cihazından tutmuş tam sənaye ultrasəs sistemlərinə qədər tam spektri əhatə edir.