grafen Oxide – Ultrazvučno piling i disperzija
Grafni oksid je voda-rastvorljiv, vodofičan, neotrovan, biorazgradiv i može se lako rasprraziti u stabilne kolokvije. Ultrazvučna ekfozija i rasprskavanje je vrlo efikasna, brza i djelotvorna metoda za sintetiku, raspršiti se i funkcionalno se grafikonski oksid na industrijskoj Skali. U procesorskoj obradi, ultrazvučni rasprsaci proizvode visoko performanse grafita-polimera Kompresa.
Ultrazvučni piling grafena oksid
U cilju kontrole veličine grafena oksida (GO) nanosheets, način piling igra ključni faktor. Zbog svoje precizno kontrolirati parametara procesa, ultrazvučno piling je najrasprostranjeniji raslojavanja tehniku za proizvodnju visoko kvalitetne grafena i grafen oksida.
Za ultrazvučni piling grafena oksida od grafita oksida su na raspolaganju razne protokole. Nađi jedan uzoran opis ispod:
Grafit oksid u prahu se miješa u vodenom KOH s pH vrijednosti 10. Za piling i naknadne disperzija, sonde tipa ultrasonicator UP200St (200W) se koristi. Nakon toga, K + ioni su priložene na grafena bazalnog avion izazvati proces starenja. Starenje se postiže pod rotacijskim isparavanjem (2 h). U cilju otklanjanja prekomjerne K + iona, prah se pere i centrifugira različita vremena.
Dobiveni mješavina se centrifugira i liofilizirani, tako da dispergovati grafena oksid u prahu taloga.
Priprema provodni GO paste: Odgovor grafena oksid u prahu može se razišli u dimetilformamid (DMF) pod sonication kako bi se proizveo provodni pasta. (Han et al.2014)
grafen Oxide – Piling (Sl .: Potts i dr. 2011.)
Ultrazvučno rasipanjem grafena oksid
Ultrazvučno Funksionalizacija grafena oksid
Sonication se uspješno koristi za uključi grafen oksida (GO) u polimera i kompozita.
Primjeri:
- grafena oksid-TiO2 Microsphere kompozitni
- polistiren-magnetita-grafen oksida kompozitnog (core-shell strukturirani)
- polistirena smanjena grafen oksida kompozita
- polianilina nanofiber obložene polistiren / grafen oksida (PANI-PS / GO) jezgra ljuske kompozitni
- polistiren-umetani grafen oksida
- p-fenilendiamina-4vinylbenzen-polistirena modificirani grafen oksida
Ultrazvučni sistem za grafen oksida piling
Ultrazvučni Sistemi za IG i grafena Oxide
Hielscher Ultrasonics nudi velike snage ultrazvučnog sistemi za piling, disperzije i nizvodno obradu grafena i grafena oksida. Pouzdan ultrazvučnog procesore i sofisticiran reaktora dostaviti potrebna snaga, uvjeti proces kao i ustanove za preciznu kontrolu, tako da ultrazvučni rezultati proces može točno podesiti na željenu proces ciljeva.
Jedan od najvažnijih parametara procesa je ultrazvučno amplituda, što je vibratorno širenje i skupljanje na ultrazvučne sonde. Hielscher je industrijski ultrazvučni sistemi su napravljeni da dostavi vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200μm se lako mogu kontinuirano raditi u 24/7 rad. Za još višim amplitudama, Hielscher nudi prilagođena ultrazvučne sonde. Svi naši ultrazvučnih procesora se može podesiti na potrebnu uvjetima procesa i lako pratiti preko ugrađenog softvera. To osigurava najveću pouzdanost, u skladu kvalitetu i ponovljive rezultate. Robusnost Hielscher je ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad na teške i u zahtjevnim okruženjima. To čini sonication preferirani tehnologije proizvodnje za pripremu velikih grafena, grafena oksida i grafitni materijala.
Nudi širok spektar proizvoda ultrasonicators i pribor (kao što su sonotrodes i reaktori sa različitim veličinama i geometrije), najpogodnije uvjete reakcije i faktora (npr reagensi, ultrazvučno unos energije po volumen, tlak, temperatura, brzina, itd protoka) može biti izabrani kako bi dobili najviše kvalitete. Od našeg ultrazvučnog reaktora može biti pod pritiskom do nekoliko stotina barg je sonication visoko viskozne paste sa 250.000 centipoisa nije problem za Hielschers ultrazvučne sisteme.
Zbog ovih faktora, ultrazvučno raslojavanja / piling i rasipanjem ističe konvencionalni miješanje i glodanje tehnike.
- velike snage
- visoke sile smicanja
- visoke pritiske primjenjivo
- preciznu kontrolu
- bešavne skalabilnost (linearno)
- serije i kontinuirane
- ponovljive rezultate
- pouzdanost
- robusnost
- visoku energetsku efikasnost
Literatura / Reference
- Gouvea hitna, Konrath Jr L.G., cava S., Carreno N.L.V., Gontelad M.R.F. (2011): Sinteza nanometric grafena oksida i njegovih efekata kada se dodaju u MgAl2The4 keramičke. 10. SPBMat Brazil.
- Kamisan A.I., Zainuddin L.W., Kamisan A.Š., Kudin T.I.T., Hassan O.H., Abdul Halim N., Yahya M.Z.A. (2016.): Ultrazvučno Assisted Sinteza Smanjena Grafen oksida u Glukoza Solution. Ključni Engineering Materials Vol. 708, 2016. 25-29.
- Štengl V., Henych J. M. sajam, Ecorchard P. (2014): Ultrazvuk piling neorganskih analoga grafena. Nano Research Letters 9 (1), 2014. godine.
- Štengl, V. (2012): Priprema Grafen pomoću Intense kavitacije Field u tlačni Ultrazvučno Reactor. Chemistry - A European Journal 18 (44), 2012. 14047-14054.
- Tolasz J. V. Štengl, Ecorchard P. (2014): Priprema kompozitnih materijala od grafena oksid-Polistiren. 3. Međunarodna konferencija o zaštiti životne sredine, hemije i biologije IPCBEE vol.78, 2014. godine.
- Potts J. R., Dreyer D. R., Bielawski Ch. W., Ruoff R.S (2011): Grafen polimerima nanokompozita. Polimer Vol. 52, broj 1, 2011. 5-25.
Činjenice vredi znati
Ultrazvuk i kavitacije: Kako se Grafit listasti da Grafen Oxide pod sonication
Ultrazvučni piling grafita oksida (GRO) zasniva se na visokom sila smicanja izazvane akustične kavitacije. Akustična kavitacija nastaje zbog izmjenične visok pritisak / niska ciklusa pritisak, koji su generirani od strane spojnica moćnih ultrazvučnih valova u tečnom. Tokom niskog pritiska ciklusa dese vrlo male praznine ili vakuum mjehurića, koje rastu preko naizmjenično ciklusa niskog pritiska. Kada vakuum mjehurići postići veličinu, gdje oni ne mogu apsorbirati više energije, oni kolaps nasilno tijekom ciklusa visokog pritiska. Rezultati balon implozija u cavitational sile smicanja i stres valova, ekstremne temperature do 6000K, ekstremne brzine hlađenja iznad 1010K / s, vrlo visoke pritiske do 2000atm, razlike ekstremni pritisak, kao i tečnost avioni sa do 1000km / h (~280m / s).
Te intenzivne snage utjecati na grafit gomile, koje su Odvojeni u jednoj ili nekoliko sloja grafen oksida i netaknute grafen nanosheets.
grafen Oxide
Grafena oksid (GO) je sintetiziran piling grafit oksid (GRO). Dok je grafit oksid je 3D materijala koji se sastoji u milionima slojeva grafena slojeva interkalatnom kiseonika, grafen oksid je mono- ili nekoliko sloja grafen koji se kiseonikom na obje strane.
Grafena oksida i grafena međusobno razlikuju u sljedećim karakteristikama: grafen oksida je polarna, dok grafen je nepolarna. Grafena oksid je hidrofilna, dok grafen je hidrofobna.
To znači, grafen oksida je topiv u vodi, amfifilnih, netoksični, biorazgradivi i oblici stabilne koloidne suspenzije. Površini grafena oksida sadrži epoksi, hidroksilne i karboksilne grupe, koji su dostupni za interakciju s kationima i aniona. Zbog svoje jedinstvene organski-anorganski hibridni strukture i izuzetnih svojstava, GO-polimer kompozita nude veliki potencijal za skupnu industrijske aplikacije. (Tolasz et al. 2014.)
Smanjena grafena Oxide
Smanjena grafena oksid (RGO) se proizvodi ultrazvučne, hemijskih ili smanjenje grafena oksida. Tokom korak smanjenje, većina funkcionalnosti kisika grafena oksida se uklanjaju tako da je rezultat smanjen grafen oksida (RGO) ima vrlo slične karakteristike netaknute grafen. Međutim, smanjenje grafen oksida (RGO) nije bez grešaka i netaknute kao čisti grafen.