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

Ultrasonicators тип сонда са предпочитаният метод за ефективно ексфолиране на борофен.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,


Ултразвуков реактор за голямо мащабно ексфолиране на борофен. Реакторът от неръждаема стомана е оборудван с мощен индустриален 2000 вата 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)

Процесни стъпки на ексфолиране на борофен с помощта на ултразвуковата техника на деламинация

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.

Ултразвуково ексфолиран борофен

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

Ултразвуковият процес на ексфолиране на борофен запазва кристалната си структура.

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.

Ултразвуково синтезирани бор квантови точки.

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,


Ултразвукова ексфолиране на графен във вода

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 могат да бъдат дистанционно контролирани чрез управление на браузъра. Параметрите на ултразвук могат да бъдат наблюдавани и регулирани именно към изискванията за процеса.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,


Ултразвукови хомогенизатори с висока срязване се използват в лаборатория, пейка-топ, пилотна и промишлена обработка.

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.)


Ултразвук с висока производителност! Продуктовата гама на Hielscher обхваща пълния спектър от компактния ултразвуков апарат на лабораторията над пейка-топ единици до пълноиндустриални ултразвукови системи.

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