Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: info@hielscher.com

Графенови нанопластинки, синтезирани и диспергирани чрез сонда-соникация

Графеновите нанотромбоцити (GNP) могат да бъдат синтезирани и диспергирани с висока ефективност и надеждност с помощта на ултразвукори. Ултразвукът с висока интензивност се използва за ексфолиране на графит и получаване на многослоен графен, често наричан графенови нанопластинки. Соникацията също така се отличава с постигането на отлично разпределение на графеновите нанотромбоцити както в ниско, така и в силно вискозни суспензии.

Обработка на графенови нанопластинки – Превъзходни резултати с Sonication

За обработка на графенови нанотромбоцити сондовите сонди са най-ефективният, надежден и лесен за използване инструмент. Тъй като ултразвукът може да се прилага за синтез, дисперсия и функционализация на графенови нанопластинки, ултразвукораздвижните апарати се използват за множество приложения, свързани с графена:

  • Ексфолиране и синтез Сондовите ултразвукораздвижители се използват за ексфолиране на графит в многослойни графени или графенови нанопластинки. Ултразвукът с висока интензивност нарушава силите между слоя и разгражда графита на по-малки, отделни листове графен.
  • Дисперсия: Постигането на равномерна дисперсия на графенови нанопластинки в течна среда е от решаващо значение за всички приложения, свързани с графена. Сондовите ултразвукораздвижители могат да разпръскват нанопластинките равномерно в течността, предотвратявайки агломерацията и осигурявайки стабилна суспензия.
  • Функционализация: Сонирането улеснява функционализацията на графеновите нанопластинки, като насърчава прикрепването на функционални групи или молекули към техните повърхности. Тази функционализация подобрява тяхната съвместимост със специфични полимери или материали.

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Ултразвуков диспергатор MultiSonoReactor с 16 000 вата диспергиращ капацитет за смесване на графенови нано-тромбоцити в експои смоли или цимент.

Ултразвукова дисперсионна система за индустриална инлайн дисперсия на графенови нанопластинки

Синтез на графенови нанопластинки чрез соникация

Графеновите нанотромбоцити могат да бъдат синтезирани чрез ултразвуково асистирано графитно ексфолиране. Следователно, графитната суспензия се ултразвуков хомогенизатор тип сонда. Тази процедура е тествана с много ниски (напр. 4 тегловни % или по-ниски) до високи твърди (напр. 10 тегловни процента или по-високи) концентрации.
 
Преносим ултразвуков уред UP100H за дисперсия и ексфолиране на графенови нанотромбоцити.Ghanem and Rehim (2018) report the ultrasonic exfoliation of graphite in water with the aid of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDS) in order to prepare dispersed graphene nanoplatelets using a the probe-type sonicator UP 100H allowed for the successful preparation of defect-free few-layer graphene (>5). The following precursor was used: reduced graphene nanosheets were prepared via Hummer method and treated with two additional steps, oxidation of graphite followed by reduction of graphene oxide. Thereby, dispersed graphene nanoplatelets were obtained in water via solvent dispersion method (see scheme below). Graphite layers were exfoliated with sonication using the probe-type sonicator UP100H (100 W). 0.25 g SDS was dissolved in 150 mL deionized water and then 0.5 g of graphite was added. The graphite solution was sonicated for 12h in an ice bath and then the suspension solution was centrifuged at 686× g for 30 min to remove the large particles. The precipitate was discarded and supernatant was re-centrifuged for 90 min at 12,600× g. The obtained dispersed graphene nanoplatelets were washed well several times to get rid of the surfactant. Finally, the product was dried at 60ºC under vacuum.

Бездефектни многослойни подредени графенови нанопластинки се произвеждат чрез ултразвук

Получени изображения на електронен микроскоп с висока разделителна способност на графенови нанолистовечрез ултразвукова водно-фазова дисперсия и метод на Хумер.(Проучване и графика: Ghanem and Rehim, 2018)

 

Ултразвуково синтезираните нанофлуиди са ефективни охлаждащи течности и течности за топлообменници. Топлопроводимите наноматериали като графенови нанопластинки значително увеличават капацитета за пренос на топлина и разсейване на топлината. Соникацията е добре установена в синтеза и функционализацията на термопроводими наночастици като графенови нанотромбоцити.

Диспергиране на CNT в полиетиленгликол (PEG) - Hielscher Ultrasonics

Миниатюра на видео

 

Каква е разликата между графенови листове и нанопластинки?

Графеновите листове и графеновите нанопластинки са наноматериали, съставени от графен, който представлява един слой въглеродни атоми, подредени в шестоъгълна решетка. Понякога графеновите листове и графеновите нанопластинки се използват като взаимозаменяеми термини. Но научно има няколко разлики между тези графенови наноматериали: Основната разлика между графеновите листове и графеновите нанопластинки се крие в тяхната структура и дебелина. Графеновите листове се състоят от един слой въглеродни атоми и са изключително тънки, докато графеновите нанопластинки са по-дебели и се състоят от множество подредени графенови слоеве. Тези структурни различия могат да повлияят на техните свойства и пригодност за специфични приложения. Използването на сондови ултразвукораздвижители е високоефективна и ефикасна техника за синтез, диспергиране и функционализиране на графенови еднослойни графенови листове, както и на многослойни подредени графенови нанопластинки.

Ексфолирането на графит с помощта на сондовия ултразвук UP100H даде девствени графенови нанопластинки

Графично визуализиране на ултразвуковия синтез на графенови нанопластинки с помощта на ултразвуковия апарат UP100H(Проучване и графика: Ghanem and Rehim, 2018)

Ултразвуков ултразвук тип сонда UP400St за дисперсия на наночастици като графенови нанопластинки в стабилна водна суспензия.

Сондов ултразвуков уред UP400St за получаване на графенови нанотромбоцитни дисперсии

Дисперсия на графенови нанопластинки с помощта на Sonication

Равномерната дисперсия на графеновите нанопластинки (GNPs) е от решаващо значение в различни приложения, тъй като пряко влияе върху свойствата и производителността на получените материали или продукти. Поради това се инсталират ултразвукораздвижители за графенови нанотромбоцитни дисперсии в различни индустрии. Следните индустрии са видни примери за използването на силов ултразвук:
 

  • Нанокомпозити: Графеновите нанопластинки могат да бъдат включени в различни нанокомпозитни материали, като полимери, за да подобрят техните механични, електрически и термични свойства. Сондовите ултразвукови апарати помагат за равномерно разпръскване на нанопластинките в полимерната матрица, което води до подобрена производителност на материала.
  • Електроди и батерии: Графеновите нанопластинки се използват при разработването на високоефективни електроди за батерии и суперкондензатори. Соникацията помага за създаването на добре диспергирани електродни материали на основата на графен с увеличена повърхност, което подобрява възможностите за съхранение на енергия.
  • Катализа: Уникирането може да се използва за приготвяне на каталитични материали на базата на графенови нанотромбоцити. Равномерната дисперсия на каталитичните наночастици върху повърхността на графена може да засили каталитичната активност в различни реакции.
  • Сензори: Графеновите нанопластинки могат да се използват при производството на сензори за различни приложения, включително сензори за газ, биосензори и мониторинг на околната среда. Сонирането осигурява хомогенно разпределение на нанопластинките в сензорните материали, което води до подобрена чувствителност и производителност.
  • Покрития и филми: Сондовите ултразвукораздвижители се използват за приготвяне на покрития и филми на основата на графенови нанотромбоцити за приложения в електрониката, космическата индустрия и защитните покрития. Равномерната дисперсия и правилната адхезия към основите са от решаващо значение за тези приложения.
  • Биомедицински приложения: В биомедицинските приложения графеновите нанотромбоцити могат да се използват за доставка на лекарства, образна диагностика и тъканно инженерство. Соникацията помага при приготвянето на наночастици и композити на основата на графен, използвани в тези приложения.
Графеновите нанопластинки могат успешно да се синтезират и диспергират чрез ултразвукова обработка.

SEM изображения на графенови нанопластинки при (b) X3000 и (c) X8000(Проучване и изображения: ©Alizadeh et al., 2018)

Ултразвуково синтезираните нанофлуиди са ефективни охлаждащи течности и течности за топлообменници. Топлопроводимите наноматериали значително увеличават топлопреноса и капацитета за разсейване на топлината. Соникацията е добре установена в синтеза и функционализацията на термопроводими наночастици, както и в производството на стабилни високоефективни нанофлуиди за охлаждащи приложения.

Диспергиране на CNT в полиетилен гликол (PEG)

Миниатюра на видео

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Научно доказани резултати за ултразвукови графенови нанотромбоцитни дисперсии

Учените са използвали ултразвукозащитници на Hielscher за синтез и дисперсия на графенови нанопластинки в многобройни проучвания и са тествали енергично ефектите от ултразвука. По-долу можете да намерите няколко примера за успешното смесване на графенови нанопластинки в различни смеси като водни суспензии, експозиционни смоли или хоросан.
 
Често срещана процедура за надеждна, бърза и равномерна дисперсия на графенови нанопластиноцити е следната процедура:
За дисперсия, графеновите нанопластинки са ултразвукови в чист ацетон с помощта на ултразвуковия миксер на Hielscher UP400S за почти един час, за да се предотврати агломерация на графенови листове. Ацетонът беше напълно отстранен чрез изпаряване. След това графеновите нанотромбоцити се добавят при 1 тегловна % от епоксидната система и се озвучават в епоксидната смола при 90 W за 15 минути.
(срв. Cakir et al., 2016)
 
Друго проучване изследва подсилването на йонни течни нанофлуиди (йонанофлуиди) чрез добавяне на графенови нанопластини. За превъзходна дисперсия сместа от графенови нанопластинки, йонна течност и натриев додецил бензен сулфонат е хомогенизирана с помощта на сондата UP200S на Hielscher за около 90 минути.
(срв. Alizadeh et al., 2018)

 
Tragazikis et al. (2019) съобщават за ефективното включване на графенови нанопластинки в хоросан. Следователно, водни графенови суспензии се произвеждат чрез добавяне на нанотромбоцити – при тегла, вписани от желаното целево съдържание в получените материали – в смеси от обикновена чешмяна вода и пластификатор и последващо магнитно разбъркване в продължение на 2 минути. Суспензиите са хомогенизирани чрез ултразвук за 90 минути при стайна температура, като се използва устройство Hielscher UP400S (Hielscher Ultrasonics GmbH), оборудвано с 22 мм сонотрод, осигуряващо пропускателна мощност от 4500 J/min при честота 24 kHz. Специфичната комбинация от скорост на енергия и продължителност на ултразвука е установена като оптимална след щателно изследване на ефекта на параметрите на ултразвука върху качеството на суспензията.
(срв. Tragazikis et al., 2019)
 
Zainal et al. (2018) заявяват в своето изследване, че правилната техника на дисперсия, като ултразвук, гарантира, че наноматериали като графенови нанопластини могат да подобрят свойствата на материалите за пълнене. Това се дължи на факта, че дисперсията е един от най-важните фактори за производството на висококачествени нанокомпозити като епоксидна фугираща смес.

Графеновите нанопластинки подобряват топлинните характеристики на йонните нанофлуиди. За най-добри резултати от дисперсията, нанотромбоцитите са диспергирани ултразвуково в нанофлуида с помощта на сондата на Hielscher UP400S

Проба от чист BMIM-PF6 (вляво) и ултразвуково приготвена йонанофлуид при 2% тегловна маса (вдясно).(Проучване и изображения: ©Alizadeh et al., 2018)

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Високоефективни соникатори за обработка на графенови нанопластинки

Hielscher Ultrasonics е лидер на пазара, когато става въпрос за високоефективни ултразвукови апарати за обработка на наноматериали. Сондовите ултразвукораздиратели на Hielscher се използват по целия свят в лаборатории и промишлени условия за различни приложения, включително обработка на графенови нанотромбоцити.
Най-съвременните технологии, немската изработка и инженерство, както и дългогодишният технически опит правят Hielscher Ultrasonics ваш предпочитан партньор за успешно ултразвуково приложение.

Защо Hielscher Ultrasonics?

  • висока ефективност
  • Най-съвременна технология
  • надеждност & Стабилност
  • регулируемо, прецизно управление на процеса
  • партида & Вградени
  • за всеки обем
  • Интелигентен софтуер
  • интелигентни функции (напр. програмируеми, протоколиране на данни, дистанционно управление)
  • лесен и безопасен за работа
  • ниска поддръжка
  • CIP (почистване на място)

Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.

Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:

Обем на партидата Дебит Препоръчителни устройства
0.5 до 1,5 мл Н.А. ФлаконВисокоговорител за високи честоти
1 до 500 мл 10 до 200 мл/мин UP100H
10 до 2000 мл 20 до 400 мл/мин UP200Ht, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4 л/мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л/мин UIP4000hdT
15 до 150L 3 до 15 л/мин UIP6000hdT
Н.А. 10 до 100 л/мин UIP16000
Н.А. Голям Клъстер от UIP16000

Свържете се с нас!? Попитайте ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвуковите процесори, приложенията и цената. Ще се радваме да обсъдим Вашия процес с Вас и да Ви предложим ултразвукова система, отговаряща на Вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Ултразвуковите хомогенизатори с високо срязване се използват в лабораторна, настолна, пилотна и промишлена обработка.

Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за смесване, дисперсия, емулгиране и екстракция в лабораторен, пилотен и индустриален мащаб.



Литература? Препратки

Факти, които си струва да знаете

Графенови листове срещу графенови нанопластинки

Както графеновите листове, така и графеновите нанопластинки са наноструктури, получени от графит. Таблицата по-долу подчертава най-забележимите разлики между графеновите листове и графеновите нанопластинки.
 

Диференциация Графенови листове Графенови нанопластинки
Структура Графеновите листове обикновено са единични слоеве графен с двуизмерна структура. Те могат да бъдат много големи и непрекъснати, простиращи се върху макроскопични области. Графеновите нанопластинки са по-малки и по-дебели в сравнение с отделните графенови листове. Те се състоят от множество слоеве графен, подредени един върху друг, образувайки тромбоцитовидни структури. Броят на слоевете в нанотромбоцита може да варира, но обикновено е в диапазона от няколко до няколко десетки слоя
Дебелина Това са еднослойни графенови структури, така че те са изключително тънки, обикновено с дебелина само един атом. Те са по-дебели от еднослойните графенови листове, защото се състоят от множество графенови слоеве, подредени заедно. Дебелината на графеновите нанопластинки зависи от броя на слоевете, които съдържат.
Свойства Еднослойните графенови листове имат изключителни свойства, като висока електрическа проводимост, топлопроводимост и механична якост. Те също така показват уникални електронни свойства, като ефекти на квантово задържане. Графеновите нанопластинки запазват някои от отличните свойства на графена, като висока електрическа и топлопроводимост, но може да не са толкова изключителни, колкото еднослойния графен в тези аспекти поради наличието на множество слоеве. Въпреки това, те все още предлагат предимства пред традиционните въглеродни материали.
Приложения Еднослойните графенови листове имат широк спектър от потенциални приложения, включително в електрониката, нанокомпозитите, сензорите и др. Те често се използват заради изключителните си електронни свойства. Графеновите нанопластинки се използват в различни приложения, като подсилващи материали в композити, смазочни материали, устройства за съхранение на енергия и като добавки за подобряване на свойствата на други материали. По-дебелата им структура ги прави по-лесни за диспергиране в определени матрици в сравнение с еднослойния графен.

Високоефективна ултразвук! Продуктовата гама на Hielscher обхваща пълния спектър от компактни лабораторни ултразвукови уреди до напълно индустриални ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Let's get in contact.