Ултразвуков синтез на Борофен в промишлен мащаб

Borophene, двуизмерен наноструктуриран производно на бор, може да бъде ефективно синтезиран чрез лицева и нискотарифна ултразвукова ексфолиране. Ултразвукова ексфолиране с течна фаза може да се използва за производство на големи количества висококачествени борофенови нано листове. Техниката за ултразвуково ексфолиране се използва широко за производство на 2D наноматериали (напр., графен) и е добре известна със своите предимства на висококачествени наношафти, високи добиви, бърза и фацилната работа, както и цялостна ефективност.

Ултразвуков метод на ексфолиране за подготовка на Борофен

Probe-type ultrasonicators are the preferred method for efficient borophene exfoliation.Ултразвуково задвижвана ексфолиране с течна фаза се използва широко за приготвяне на 2D нано листове от различни насипни прекурсори, включително графит (графен), бор (борофен) сред другите. В сравнение с техниката на ексфолиране на химичното вещество, ултразвуково подпомаганото ексфолиране с течна фаза се счита за по-обещаващата стратегия за подготовка на 0D и 2D наноструктури като борни квантови точки (BQDs) и борофен. (срв. Уанг и др., 2021)
Схемата, оставена показва ултразвуковия нискотемпературен процес на ексфолиране на 2D малкослойни борофенови листове. (Проучване и картина: ©Lin et al., 2021.)

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Ultrasonic reactor for large scale borophene exfoliation. The stainless steel reactor is equipped with a powerful industrial 2000 watts ultrasonicator (20kHz).

Сонохимичен реактор, оборудван с 2000 вата промишлен ултразвуков процесор UIP2000hdT за широкомащабна ексфолиране на борофен.

Казуси на ултразвукова ексфолиране на Борофен

Ексфолирането и деламинацията, използвайки ултразвук на мощността в процес на течно-фаза, е широко проучено и успешно приложено към борофен и други борови производни като борови квантови точки, бор нитрид или магнезиев диборид.

α-Борофен

В проучването, извършено от Göktuna и Taşaltın (2021), α борофен е подготвен чрез лицева и нискотарифна ултразвукова ексфолиране. Ултразвуково синтезираните борофенови наношафети проявяват α борофен кристална структура.
Протокол: 100 mg борови микрочастици са с ултразвук в 100 ml DMF при 200 W (напр., като се използва UP200St със S26d14) за 4h в азот (N2) поток контролирана кабина, за да се предотврати окисляване по време на процеса на ултразвукова течно-фаза ексфолиране. Разтворът на ексфолирани борови частици се центрофугира с 5000 об/мин и 12 000 об/мин съответно за 15 мин, след което борофен внимателно се събира и изсушава във вакуумна околна среда за 4h при 50ºC. (срв. Гьоктуна и Ташалтюн, 2021)

Process steps of borophene exfoliation using the ultrasonic delamination technique

Схематична илюстрация на борофен с малко слоеве, ексфолирани от сондата ултразвуков подпомаган процес на солвотермално лечение.
Проучване и картина: ©Zhang et al., 2020

Малкослоен Борофен

Zhang et al. (2020) отчитат техника за ексфолиране на ацетон солвотермална течна фаза, която дава възможност за производство на висококачествен борофен с голям хоризонтален размер. Използвайки ефекта на подуване на ацетона, боровият прахов прекурсор първо е бил на мокрен в ацетон. След това, намокреният бор прекурсор е допълнително солвотермално обработен в ацетон при 200ºC, последван от ултразвук с ултразвук тип сонда при 225 W за 4h. Борофен с няколко слоя бор и хоризонтален размер до 5,05 мм най-накрая е получен. Техниката за ексфолиране на течна фаза с ацетон солвотермална помощ може да се използва за приготвяне на борови наношафти с големи хоризонтални размери и с високо качество. (срв. Джан и др., 2020 г.)
Когато XRD моделът на ултразвуково ексфолирания борофен се сравнява с прекурсор на насипни борове, може да се наблюдава подобен XRD модел. Повечето от основните дифракционни върхове могат да бъдат индексирани към b-ромбоедриалния бор, което предполага, че кристалната структура е почти запазена преди и след лечението с ексфолиране.

Ultrasonically exfoliated borophene

SEM изображения с ниска разделителна способност а) и висока резолюция (б) на борофен с малко слоеве, получени чрез ултразвуково подпомагана солвотермална ексфолиране в ацетон
Проучване и картина: ©Zhang et al., 2020

The ultrasonic exfoliation process of borophene preserves its crystalline structure.

XRD модели (а) и Raman спектри (б) на необработен насипни бор и борофен с малко слоеве, получени чрез сонда ултразвукова подпомага солвотермална ексфолиране.
Проучване и картина: ©Zhang et al., 2020

Сонохимичен синтез на бор квантово точки

Hao et al. (2020) успешно подготвени мащабни и единни кристални полупроводникови бор квантови точки (BQDs) от разширен бор прах в ацетонитрил, силно полярен органичен разтворител, с помощта на мощен ултразвуков разтвор тип сонда (напр., UP400St, UIP500hdT или UIP1000hdT). Синтезираните борни квантни точки с 2,46 ±0,4 nm в страничен размер и с дебелина 2,81 ±0,5 nm.
Протокол: При типичен препарат от борови квантови точки 30 mg от боровата пудра първо са добавени в тривратна колба и след това 15 mL ацетонитрил е добавен в бутилката преди процеса на ултразвук. Ексфолиацията е извършена при изходна мощност 400 W (напр., като се използва UIP500hdT), честота 20kHz и ултразвуково време от 60 мин. За да се избегне прегряване на разтвора по време на ултразвук, охлаждането с помощта на ледена баня или лабораторен чилър е приложено за постоянна температура. Полученият разтвор е центрофугирал при 1500 об/мин за 60 мин. Супернатантът съдържаше бор квантово точки беше извлечен нежно. Всички експерименти бяха проведени при стайна температура. (срв. Хао и др., 2020 г.)
В изследването на Wang et al. (2021), изследователят подготвя бор квантови точки с помощта на ултразвуковата техника за ексфолиране на течна фаза, също. Те получиха монодисперсна бор квантова точка с тесен размер разпределение, отлична диспергируемост, висока стабилност в IPA разтвор, и двуснимка флуоресценция.

Ultrasonically synthesized boron quantum dots.

TEM изображенията и съответното разпределение на диаметъра на BQD-тата, приготвени при различно ултразвукови условия. а) TEM изображение на BQDs-2 синтезира при 400 W за 2 ч. б) TEM образ на BQDs-3 синтезиран при 550 W за 1 h. (c) TEM образ на BQDs-3 синтезиран при 400 W за 4 h. (d) Разпределение на диаметъра на квантовата точки, придобити от а . д Разпределение на диаметъра на квантните точки, придобити от б . е Разпределение на диаметъра на квантови точки придобиват от в.
Проучване и картина: ©Hao et al., 2020

Ултразвуково ексфолиране на магнезиев диборид Наношети

Процесът на ексфолиране е извършен чрез спиране на 450mg магнезиев диборид
(MgB2) прах (прибл. 100 мрежест размер / 149 микрона) в 150 мл вода и излагането му на ултразвук за 30 минути. Ултразвуковото ексфолиране може да се извърши с ултразвуков мотор тип сонда като Uf200 ः т или UP400St с амплитуда от 30% и цикъл режим от 10sec on/off импулси. Ултразвуковото ексфолиране води до тъмно черно окачване. Черният цвят може да се припише на цвета на девствената MgB2 прах.

Ultrasonicator UP200St (200W) ексфолиращ борофен в ацетонитрил

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Ultrasonic graphene exfoliation in water

Високоскоростна последователност (от a до f) от рамки, илюстриращи соно-механично ексфолиране на графитна люспа във вода с помощта на UP200S, ултразвуков мотор 200W с 3mm сонотрод. Стрелките показват мястото на разделяне (ексфолиране) с кавитационни мехурчета, проникващи в разделянето.
© Тюрнина и др.

Мощни ultrasonicators за Ексфолиране на Борофен във всякакъв мащаб

Hielscher ultrasonicators can be remotely controlled via browser control. Sonication parameters can be monitored and adjusted precisely to the process requirements.Hielscher Ultrasonics проектира, произвежда и разпределя здрави и надеждни ultrasonicators при всякакъв размер. От компактни лабораторни ултразвукови устройства до индустриални ултразвукови сонди и реактори, Hielscher има идеалната ултразвукова система за вашия процес. С дългогодишния опит в приложения като наноматериален синтез и дисперсия, нашият добре обучен персонал ще Ви препоръча най-подходящата настройка за изискванията за ypour. Hielscher промишлени ултразвукови процесори са известни като надеждни работни коне в промишлени съоръжения. Способни да доставят много високи амплитуди, ultrasonicators Hielscher са идеални за високопроизводителни приложения като борофен или ексфолиране на графен, както и наноматериални дисперсии. Амплитудите до 200μm могат лесно непрекъснато да се изпълняват в 24/7 работа. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотродове.
Цялото оборудване е проектирано и произведено в централата ни в Германия. Преди доставката до клиента всяко ултразвуково устройство е внимателно тествано при пълно натоварване. Стремим се към удовлетвореност на клиентите и производството ни е структурирано така, че да изпълнява най-високото осигуряване на качеството (напр. сертифициране по ISO).

Защо Hielscher Ultrasonics?

  • висока ефективност
  • Най-съвременна технология
  • надеждност & устойчивост
  • партида & в редица
  • за всеки обем
  • интелигентен софтуер
  • интелигентни функции (напр. протоколиране на данни)
  • CIP (почистване на място)

Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators:

Партида том Дебит Препоръчителни Devices
1 до 500mL 10 до 200 ml / мин UP100H
10 до 2000mL 20 до 400 ml / мин Uf200 ः т, UP400St
00,1 до 20L 00,2 до 4 л / мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л / мин UIP4000hdT
п.а. 10 до 100 L / мин UIP16000
п.а. по-голям струпване на UIP16000

Свържете се с нас! / Попитай ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвукови процесори, приложения и цена. Ще се радваме да обсъдим процеса с вас и да ви предложим ултразвукова система, която отговаря на вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори за смесване на приложения, дисперсия, емулгиране и екстракция на лаборатория, пилот и промишлен мащаб.



Литература / Препратки

Факти заслужава да се знае

Борофен

Borophene е кристален атомен монослой на бор, т.е., това е двуизмерен алотроп на бор (наричан още бор нано лист). Неговите уникални физически и химични характеристики превръщат борофен в ценен материал за множество промишлени приложения.
Изключителните физически и химични свойства на Borophene включват уникални механични, термични, електронни, оптични и свръхпроводящи фасети.
Това отваря възможности за използване на борофен за приложения в алкални метални йонни батерии, Li-S батерии, съхранение на водород, суперкапацитор, намаляване на кислорода и еволюция, както и РЕАКЦИЯ НА CO2 електроредукция. Особено висок интерес влиза в borophene като аноден материал за батерии и като водороден материал за съхранение. Поради високите теоретични специфични мощности, електронната проводимост и йонните транспортни свойства, борофенът се квалифицира като голям аноден материал за батериите. Поради високия адсорбционния капацитет на водорода до борофен, той предлага голям потенциал за съхранение на водород – с капацитет на инсулт над 15% от теглото си.

Борофен за съхранение на водород

Двуизмерните (2D) материали на борова основа получават много внимание, тъй като H2 носителите за съхранение поради ниската атомна маса на бор и стабилността на декорирането на алкални метали на повърхността, които засилват взаимодействията с H2. Двуизмерни борофенови наношафти, които могат лесно да се синтезират с помощта на ултразвукова ексфолиране на течна фаза, както е описано по-горе, са показали добър афинитет към различни метало-декориращи атоми, при които може да се случи струпване на метални атоми. С помощта на различни метални декорации, като Li, Na, Ca, и Ti на различни борофенови полиморфи, са получени впечатляващи H2 гравиметричните зъболекари, вариращи от 6 до 15 wt %, превишавайки изискването на американския отдел за енергия (DOE) за съхранение на борда на 6.5wt% H2. (срв. Хабиби и др., 2021 г.)


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се промишлени размери.


(function ($) { const $searchForms = $('form[role="search"].hi-sf'); $.each($searchForms, function (index, searchForm) { const $searchForm = $(searchForm); const label = $searchForm.find('.hi-sf__lab').text(); $searchForm.find('.hi-sf__in').attr('placeholder', label); }); }(jQuery));