Hielscher Ultrasonics
Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu.
Pozovite nas: +49 3328 437-420
Pošaljite nam mail: info@hielscher.com

grafen oksid – Ultrazvučni piling i disperzija

Ultrazvučni piling je široko korištena tehnika za proizvodnju grafenskog oksida razbijanjem grafitnog oksida na tanke, jednoslojne ili nekoliko slojeva grafena. Hielscher sonikatori stvaraju intenzivnu akustičnu kavitaciju, gdje energetski gusti ultrazvučni valovi stvaraju visokoenergetske mikromjehuriće u tekućem mediju. Ovi kolapsirajući mjehurići stvaraju sile smicanja koje razdvajaju slojeve grafitnog oksida, efikasno ih ljušteći u nano listove grafenskog oksida. Iskoristite prednosti ultrazvuka visokih performansi da svoju aplikaciju zasnovanu na grafenskom oksidu dovedete na viši nivo!

Ultrazvučni piling grafen oksida

Grafen oksid je topiv u vodi, amfifilan, netoksičan, biorazgradiv i može se lako raspršiti u stabilne koloide. Ultrazvučni piling i disperzija je vrlo efikasna, brza i isplativa metoda za sintetizaciju, disperziju i funkcionalizaciju grafenskog oksida u industrijskim razmjerima. U daljnjoj obradi, ultrazvučni disperzatori proizvode kompozite grafen oksid-polimer visokih performansi.

Prednosti ultrazvučnog pilinga

Ultrazvučni piling nudi nekoliko prednosti, uključujući jednostavnost, skalabilnost i ekološku prihvatljivost, jer obično ne zahtijeva jake kemikalije ili složenu obradu. Osim toga, omogućava preciznu kontrolu nad veličinom i debljinom nano listova grafenskog oksida, što je ključno za podešavanje njihovih svojstava u različitim primjenama.

Zahtjev za informacijama




Obratite pažnju na naše Politika privatnosti.




Podešavanje industrijskog sonikatora za eksfolijaciju i disperziju grafena: ultrazvučni talasi visokog intenziteta stvaraju sile kavitacije koje razgrađuju grafit u nanoploče grafen oksida, idealno za skalabilnu proizvodnju u skladištenju energije, elektronici i aplikacijama naprednih materijala.

Industrijski sonikator UIP16000hdT za eksfolijaciju grafenskog oksida uz visoku propusnost

Video prikazuje ultrazvučno miješanje i dispergiranje grafita u 250mL epoksidne smole (Toolcraft L), korištenjem ultrazvučnog homogenizatora (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics proizvodi opremu za raspršivanje grafita, grafena, ugljičnih nanocijevi, nanožica ili punila u laboratoriji ili u procesima proizvodnje velikog obima. Tipične primjene su dispergiranje nano materijala i mikro materijala tokom procesa funkcionalizacije ili za dispergiranje u smole ili polimere.

Pomiješajte epoksidnu smolu s grafitnim punilom koristeći ultrazvučni homogenizator UP400St (400 W)

Video Thumbnail

 

Protokol: Ultrazvučni piling grafen oksida

Digitalni ekran osetljiv na dodir sonikatora tipa Hielscher UP200HTKako bi se kontrolirala veličina nano listova grafen oksida (GO), metoda pilinga igra ključni faktor. Zbog svojih precizno kontrolisanih parametara procesa, ultrazvučni piling je najraširenija tehnika delaminacije za proizvodnju visokokvalitetnog grafena i grafen oksida.
Za ultrazvučni piling grafenskog oksida iz grafitnog oksida dostupni su različiti protokoli. U nastavku pronađite primjer protokola za ultrazvučni piling grafen oksidom:
Grafitni oksid u prahu se miješa u vodenom KOH sa pH vrijednosti 10. Za piling i naknadnu disperziju koristi se ultrazvučni aparat sonde UP200St (200W). Nakon toga, K+ joni se pričvršćuju na bazalnu ravan grafena da izazovu proces starenja. Starenje se postiže rotacionim isparavanjem (2 h). Kako bi se uklonio višak K+ jona, prašak se pere i centrifugira različito vrijeme.
Dobivena smjesa se centrifugira i suši zamrzavanjem, tako da se taloži disperzibilni prah grafenskog oksida.
Priprema provodljive paste grafenskog oksida: Prašak grafenskog oksida može se dispergovati u dimetilformamidu (DMF) pod sonikacijom kako bi se proizvela provodljiva pasta. (Han et al. 2014.)

Ultrazvučni piling se široko koristi za proizvodnju grafenskih nano listova i grafen oksida. Hielscherovi ultrazvučni sistemi uvjeravaju se kao vrlo efikasna, isplativa i brza tehnika sinteze grafena, koji se koriste za velike tokove kaše i koriste se za masovnu proizvodnju grafena. Izvor slike: Potts JR, Dreyer DR, Bielawski Ch. W., Ruoff RS (2011): Polimerni nanokompoziti na bazi grafena. Polymer Vol. 52, broj 1, 2011. 5–25.

Mehanizam ultrazvučnog pilinga grafen oksida
(Sl.: Potts et al. 2011.)

Ultrazvučna funkcionalizacija grafen oksida

Sonikacija se uspješno koristi za ugradnju grafenskog oksida (GO) u polimere i kompozite.
primjeri:

  • kompozit mikrosfera grafen oksid-TiO2
  • kompozit polistiren-magnetit-grafen oksid (strukturirano jezgro-ljuska)
  • kompoziti grafenskog oksida reducirani polistirenom
  • kompozit polistiren/grafenski oksid (PANI-PS/GO) presvučen nanovlaknima
  • polistiren interkalirani grafen oksid
  • p-fenilendiamin-4vinilbenzen-polistiren modificirani grafen oksid
Ultrasonikator tipa sonde UP400St za disperziju nanočestica kao što su nanopločice grafena u stabilnoj vodenoj suspenziji.

Ultrasonikator UP400St za pripremu disperzija grafenskih nanotrombocita

Primjena grafen oksida proizvedenog ultrazvučnim pilingom

Grafen oksid proizveden ultrazvučnim pilingom ima široku primjenu u različitim poljima. U elektronici se koristi u fleksibilnim vodljivim filmovima i senzorima; u skladištenju energije, poboljšava performanse baterija i superkondenzatora. Antibakterijska svojstva grafen oksida čine ga vrijednim u biomedicinskim primjenama, dok su njegova velika površina i funkcionalne grupe prednost u katalizi i sanaciji okoliša. Sve u svemu, ultrazvučni piling olakšava efikasnu proizvodnju visokokvalitetnog grafenskog oksida za upotrebu u najsavremenijim tehnologijama.

Sonikatori za obradu grafena i grafen oksida

Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne sisteme velike snage za piling, raspršivanje i obradu grafena i grafen oksida. Pouzdani ultrazvučni procesori i sofisticirani reaktori daju preciznu kontrolu, omogućavajući podešavanje ultrazvučnih procesa do željenih ciljeva.
Jedan od ključnih parametara je ultrazvučna amplituda, koja određuje vibracionu ekspanziju i kontrakciju ultrazvučne sonde. Hielscher industrijski ultrasonikatori isporučuju visoke amplitude, do 200 µm, kontinuirano rade 24 sata dnevno. Za još veće amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonde. Svi procesori se mogu precizno prilagoditi uslovima procesa i pratiti putem ugrađenog softvera, osiguravajući pouzdanost, dosljedan kvalitet i ponovljive rezultate.
Hielscher sonikatori su robusni i mogu kontinuirano raditi u teškim okruženjima, čineći sonikaciju preferiranom proizvodnom tehnologijom za pripremu grafena, grafen oksida i grafitnog materijala velikih razmjera.
Širok asortiman ultrazvučnih aparata i pribora, uključujući sonotrode i reaktore različitih veličina i geometrija, omogućava odabir optimalnih uvjeta reakcije i faktora, kao što su reagensi, ulaz ultrazvučne energije, tlak, temperatura i brzina protoka, kako bi se postigao najviši kvalitet . Hielscherovi ultrazvučni reaktori mogu čak stvoriti pritisak do nekoliko stotina bara, omogućavajući ultrazvučnu obradu visoko viskoznih pasta sa viskozitetima većim od 250.000 centipoise.
Ultrazvučna delaminacija i piling odlikuju se konvencionalnim tehnikama zbog ovih faktora.

Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!

Molimo koristite obrazac ispod, ako želite zatražiti dodatne informacije o ultrazvučnoj homogenizaciji. Biće nam drago da Vam ponudimo ultrazvučni sistem koji zadovoljava Vaše zahteve.









Molimo obratite pažnju na naše Politika privatnosti.




Hielscher Ultrasonics

  • velike snage
  • velike sile smicanja
  • primenljivi visoki pritisci
  • precizna kontrola
  • besprijekorna skalabilnost (linearna)
  • serijski i kontinuirani
  • ponovljivi rezultati
  • pouzdanost
  • robusnost
  • Visoka energetska efikasnost
7kW ultrazvučni disperzni sistem za inline proizvodnju grafena (kliknite za povećanje!)

Ultrazvučni sistem za piling grafen oksida

 
Da biste saznali više o ultrazvučnoj sintezi, disperziji i funkcionalizaciji grafena, kliknite ovdje:

 

Činjenice koje vrijedi znati

Ultrazvuk i kavitacija: Kako se grafit eksfolira u grafen oksid pomoću ultrazvuka?

Ultrazvučni piling grafitnog oksida (GrO) zasniva se na visokoj sili smicanja izazvanoj akustičnom kavitacijom. Akustična kavitacija nastaje zbog naizmjeničnih ciklusa visokog/niskog tlaka, koji nastaju spajanjem moćnih ultrazvučnih valova u tekućini. Tokom ciklusa niskog pritiska nastaju veoma male šupljine ili vakuumski mehurići, koji rastu tokom naizmeničnih ciklusa niskog pritiska. Kada vakuumski mjehurići dostignu veličinu u kojoj ne mogu apsorbirati više energije, oni se naglo kolabiraju tokom ciklusa visokog pritiska. Implozija mjehurića rezultira kavitacijskim posmičnim silama i valovima naprezanja, ekstremnom temperaturom do 6000K, ekstremnim brzinama hlađenja iznad 1010K/s, veoma visoki pritisci do 2000 atm, ekstremne razlike pritiska kao i mlaznice tečnosti do 1000 km/h (∼280 m/s).
Te intenzivne sile utječu na grafitne naslage, koji su raslojani u jednoslojni ili višeslojni grafen oksid i netaknute nanoploče grafena.

Šta je grafen oksid?

Kako proizvesti grafen oksid? Hielscher Ultrasonics isporučuje moćne ultrazvučne procesore za piling rasutog materijala grafitnog oksida u grafen oksid. www.hielscher.comGrafen oksid (GO) se sintetizira eksfolijacijom grafitnog oksida (GrO). Dok je grafitni oksid 3D materijal koji se sastoji od miliona slojeva slojeva grafena s interkaliranim kisikom, grafen oksid je jednoslojni ili višeslojni grafen koji je oksigeniran s obje strane.
Grafen oksid i grafen se međusobno razlikuju po sljedećim karakteristikama: grafen oksid je polaran, dok je grafen nepolaran. Grafen oksid je hidrofilan, dok je grafen hidrofoban.
To znači da je grafen oksid topiv u vodi, amfifilan, netoksičan, biorazgradiv i formira stabilne koloidne suspenzije. Površina grafenskog oksida sadrži epoksi, hidroksilne i karboksilne grupe koje su dostupne za interakciju s kationima i anionima. Zbog svoje jedinstvene organsko-anorganske hibridne strukture i izuzetnih svojstava, GO-polimer kompoziti nude veliki potencijal za različite industrijske primjene. (Tolasz et al. 2014.)

Šta je redukovani grafen oksid?

Redukovani grafen oksid (rGO) se proizvodi ultrazvučnom, hemijskom ili termičkom redukcijom grafenskog oksida. Tokom koraka redukcije, većina kisikovih funkcionalnosti grafenskog oksida se uklanja tako da rezultirajući reducirani grafen oksid (rGO) ima vrlo slične karakteristike kao netaknuti grafen. Međutim, reducirani grafen oksid (rGO) nije bez defekata i netaknut kao čisti grafen.

Literatura/Reference



Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu.

Let's get in contact.