Ultrazvučna sinteza Borophena na industrijskoj skali

Borofen, dvodimenzionalni nanostrukturiran derivat bora, može se efikasno sintetizirati putem ultrazvučne eksfoliacije lica i niske cijene. Ultrazvučna eksfoliacija tečnosti može se koristiti za proizvodnju velikih količina visokokvalitetnih borofenih nanošaja. Ultrazvučna tehnika eksfoliacije se naširoko koristi za proizvodnju 2D nanomaterijala (npr. grafena) i dobro je poznata po prednostima visokokvalitetnog nanošeta, visokim prinosima, brzom i radu lica, kao i po ukupnoj efikasnosti.

Ultrazvučna metoda eksfoliacije za pripremu Borophena

Ultrasonikatori tipa sonde su preferirajuća metoda za efikasno izluđivanje borofa.Ultrazvučno pogonjen tečno-fazni eksfoliation se naširoko koristi za pripremu 2D nanošeta iz različitih prekurzora u razsutom broju, uključujući grafit (grafen), bor (borophene) između ostalih. U poređenju sa tehnikom hemijskog pilinga, ultrazvučno asistiranom pilingu tečnosti smatra se više obećavajućom strategijom za pripremu 0D i 2D nanostruktura kao što su borove kvantne tolke (BQD) i borofen. (cf. Wang et al., 2021)
Shema lijevo pokazuje ultrazvučni proces niske temperature tečnosti eksfoliation od 2D maloslojna borofena limova. (Studija i slika: ©Lin et al., 2021.)

Informativni zahtev




Zabilježi naš Politika privatnosti.


Ultrazvučni reaktor za veliku količinu borophene eksfoliacije. Reaktor od nehranjivog čelika opremljen je snažnim industrijskim ultrasonikatorom od 2000 vata (20kHz).

Sonohemijski reaktor opremljen sa 2000 vata industrijski ultrazvučni procesor UIP2000hdT za veliku količinu borophene eksfoliation.

Case Studies of Ultrasonic Borophene Exfoliation

Eksfoliacija i delaminacija pomoću ultrazvuka snage u procesu tekuće faze je široko proučavana i uspješno primijenjena na borogen i druge borove derivate kao što su borove kvantne točke, bor nitrid ili magnezij diborid.

α-Borophene

U studiji koju su izveli Göktuna i Taşaltın (2021), α borofen je pripremljen putem ultrazvučne eksfoliacije lica i niske cijene. Ultrazvučno sintetizovani borofenski nanošeti α kristalnu strukturu.
Protokol: 100 mg bor mikročestice su sonicated u 100 ml DMF na 200 W (npr, koristeći UP200St sa S26d14) za 4h u dušiku (N2) protokom kontrolirana kabina kako bi se spriječila oksidacija tokom ultrazvučnog procesa eksfoliacije tečnosti. Otopina pilanih čestica bora centrifugirana je sa 5000 o/min odnosno 12.000 o/min 15 min, zatim je borofen pažljivo sakupljen i sušen u vakuumskom ambijentu za 4h na 50ºC. (cf. Göktuna i Taşaltın, 2021)

Proces koraci borophene exfoliation koristeći ultrazvučnu tehniku delaminacije

Shematska ilustracija borofa sa nekoliko sloja eksfoliranih sondom ultrazvučno asistiranim procesom solvotermalnog liječenja.
Studija i slika: ©Zhang et al., 2020

Malo-sloj Borophene

Zhang et al. (2020) report aceton solvothermal tečni tečni fazni exfoliation tehnika, koja omogućava proizvodnju visokokvalitetnog borofa sa velikom horizontalnom veličinom. Koristeći efekat oticanja acetona, prekursor bora u prahu je prvi put moker u acetonu. Zatim je prekursor mokernog bora dodatno solvotermalno tretiran u acetonu na 200ºC, a zatim sonikacija sonikom tipa sonicator na 225 W za 4h. Borogen sa nekoliko sloja bora i horizontalne veličine do 5,05 mm je konačno dobiven. Tehnika eksfoliacije aceton solvotermalne faze uz pomoć acetona može se koristiti za pripremu bora nanoša sa velikim horizontalnim veličinama i visokog kvaliteta. (cf. Zhang et al., 2020)
Kada se XRD uzorak ultrazvučno eksfoliranog borofa uspoređuje sa prekursorom bulk bora, može se uočavati sličan XRD uzorak. Većina glavnih difrakcionih vrhova može se indeksirati na b-rombohedralnu boru, što ukazuje da je kristalna struktura skoro očuvana prije i nakon tretmana eksfoliacije.

Ultrazvučno eksfoliirani borofen

SEM slike sa niskom rezolucijom (a) i visokom rezolucijom (b) borofena sa malo sloja dobijenih ultrazvučno asistiranom solvotermalnom eksfoliacijom u acetonu
Studija i slika: ©Zhang et al., 2020

Ultrazvučni proces eksfoliacije borofa čuva svoju kristalnu strukturu.

XRD obrasci (a) i Raman spektra (b) neliječenog bulk bora i borofa sa nekoliko sloja dobivenih sondom ultrazvučno asistiranom solvotermalnom eksfoliacijom.
Studija i slika: ©Zhang et al., 2020

Sonochemical Synthesis of Boron Quantum Dots

Hao et al. (2020) uspješno je pripremio velike i uočljive kristalne poluvodičke poluvodičke borske kvantne točke (BQD) iz proširenog borskog praha u acetonitrilu, visoko polarnog organskog otapala, koristeći snažan ultrasonikator tipa sonde (npr. UP400St, UIP500hdT ili UIP1000hdT). Sintetizirane borove kvantne tackice sa 2,46 ±0,4 nm u bocnoj velicini i 2,81 ±0,5 nm debljine.
Protokol: U tipičnoj pripremi borskih kvantnih tacaka, 30 mg borskog praha je prvo dodano u trovratnu pljosku, a zatim je u bocu dodano 15 mL acetonitrila prije procesa ultrasonication. Eksfoliacija je izvršena na izlaznu snagu od 400 W (npr. UIP500hdT), 20kHz frekvencija i ultrazvučno vrijeme od 60 min. Da bi se izbjeglo pregružavanje otopine tokom ultrasonicationa, za konstantnu temperaturu primijenjeno je hlađenje pomoću ledene kupke ili lab chillera. Rezultantni rastvor je centrifugiran na 1500 o/min 60 min. Supernatant je sadržavao borske kvantne toиke, izvuиen je neћno. Svi eksperimenti su obavljeni na temperaturi sobe. (cf. Hao et al., 2020)
U studiji Wang et al. (2021), istraživač priprema bor kvantne toиke koristeжi ultrazvučnu tehniku eksfoliacije teиne faze, takode. Dobili su monodispersiranu borsku kvantnu taиku sa uskom distribucijom veliиine, izvrsnu disperzibilnost, visoku stabilnost u IPA rastvoru, i fluorescenciju sa dvije fotografije.

Ultrazvučno sintetizirane borove kvantne toиke.

TEM slike i odgovarajuća distribucija promjera BQD-ova pripremljena pod različito ultrazvučnim uvjetima. (a) TEM slika BQDs-2 sintetizirana na 400 W za 2 h. (b) TEM slika BQDs-3 sintetizirana na 550 W za 1 h. (c) TEM slika BQDs-3 sintetizirana na 400 W za 4 h. (d) Distribucija promjera kvantnih tacaka stecenih od (a). (e) Distribucija promjera kvantnih tacaka stecenih od (b). (f) Distribucija promjera kvantnih tacaka steci iz (c).
Studija i slika: ©Hao et al., 2020

Ultrazvučna eksfoliacija magnezij diborida Nanosheets

Proces eksfoliacije je izvršen obustavom 450mg magnezij diborida
(MgB2) prah (cca 100 veličina mreže / 149 mikrona) u 150 ml vode i izlaganje ultrasonicationu 30 minuta. Ultrazvučna eksfoliacija se može izvršiti ultrasonikatorom tipa sonde kao što je Uf200 ः t ili UP400St sa amplitudom od 30% i ciklus modom od 10sec on/off impulsa. Ultrazvučna eksfoliacija rezultira tamno crnom suspenzijom. Crna boja se može pripisati boji netacnog MgB2 praha.

Video prikazuje visoko efikasnu disperziju ugljen-crne boje. Ultrazvučni procesor koji se koristi je Hielscher UP200St ultrazvučnik, koji je idealan za pripremu malih i srednjih serija visokokvalitetnih disperzija. Za velike zapremine, Hielscher Ultrasonics isporučuje industrijske ultrazvučne sisteme za kontinuirano linijsko raspršivanje.

Ultrasonicator UP200St (200w) raspršivač ugljičnog crnog u vodi koristeći 1% wt Tween80 kao surfaktant

Informativni zahtev




Zabilježi naš Politika privatnosti.


Ultrazvučna eksfoliacija grafena u vodi

Sekvenca velike brzine (od a do f) okvira koji ilustrira sono-mehaničko izlučivanje grafitnog pahulja u vodi pomoću UP200S, ultrasonikator od 200W sa 3mm sonotrode. Strelice pokazuju mjesto razdvojenosti (eksfoliacije) s mjehurićima kavitacije koji prodiru u podjelu.
© Tyurnina et al. 2020

Moćni Ultrasonicators za Borophene Exfoliation at Any Scale

Hielscher ultrasonicators se može daljinski kontrolirati putem kontrole preglednika. Parametri sonikacije se mogu pratiti i podesiti upravo na procesne zahtjeve.Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi, i distribuira robusne i pouzdane ultrasonikatore u bilo koju veličinu. Od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja do industrijskih ultrazvučnih sondi i reaktora, Hielscher ima idealan ultrazvučni sistem za vaš proces. Sa dugim iskustvom u aplikacijama kao što su nanomaterijalna sinteza i disperzija, naše dobro obučeno osoblje će vam preporučiti najpogostenije podešavanje za ypour zahtjeve. Hielscher industrijski ultrazvučni procesori su poznati kao pouzdani konji na poslu u industrijskim objektima. Sposobni isporučiti vrlo visoke amplitude, Hielscher ultrasonicators su idealni za visokousposobne aplikacije kao što su borofen ili piling grafena kao i nanomaterijala disperzije. Amplitute do 200μm mogu se lako kontinuirano pokrenuti u 24/7 operaciji. Za još više amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode.
Sva oprema je dizajnirana i proizvedena u našem zaglavlju u Njemačkoj. Prije isporuke klijentu, svaki ultrazvučni uređaj se pažljivo testira pod punim teretom. Težimo zadovoljstvu kupaca i naša proizvodnja je strukturiran kako bi ispunila najkvalitetnije osiguranje (npr. ISO certifikacija).

Zašto Hielscher Ultrasonics?

  • visoka efikasnost
  • Najmodnija tehnologija
  • pouzdanost & robusnost
  • serija & U redu
  • za bilo koji volumen
  • inteligentni softver
  • pametne funkcije (npr. protokoliranje podataka)
  • CIP (čisto-na mjestu)

Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators:

Batch Volumen protok Preporučeni uređaji
1 do 500ml 10 do 200ml / min UP100H
10 do 2000mL 20 do 400mL / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100l 2 do 10L / min UIP4000hdT
N / A. 10 do 100L / min UIP16000
N / A. veći klaster UIP16000

Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!

Traži više informacija

Molimo koristite formular ispod da Zatražit dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, aplikacijama i cijeni. Biće nam drago da diskutujemo o vašem procesu sa vama i da vam ponudimo ultrazvučni sistem.









Molim vas, obratite se našem Politika privatnosti.


Ultrazvučni homogenizatori visoke smice se koriste u laboratoriji, klupi-vrhu, pilotu i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulgaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim skalama.



Književnost/reference

Činjenice vredi znati

Borophene

Borofen je kristalni atomski monolej bora, to je dvodimenzionalni alotrop bora (naziva se i bor nanošet). Njegove jedinstvene fizičke i hemijske karakteristike pretvaraju borofen u vrijedan materijal za brojne industrijske primjene.
Boropheneova izuzetna fizička i hemijska svojstva uključuju jedinstvene mehaničke, termalne, elektronske, optičke i superprovodne facete.
To otvara mogućnosti upotrebe borofa za aplikacije u alkalnim metalnim ionim baterijama, Li-S baterijama, skladištenju vodika, superkapacitoru, redukciji kisika i evoluciji, kao i co2 reakciji elektroredukcije. Posebno veliki interes ide u borofen kao anodni materijal za baterije i kao materijal za skladištenje vodika. Zbog visokih teoretskih specifičnih kapaciteta, elektronske provodljivosti i iona transportnih svojstava, borogen se kvalifikuje kao veliki anodni materijal za baterije. Zbog velikog adsorbcionog kapaciteta vodika do borofa nudi veliki potencijal za skladištenje vodika – sa kapacitetom odmaknućem preko 15% njegove težine.

Borophene za skladištenje vodika

Dvodimenzionalni (2D) materijali na bazi bora primaju mnogo pažnje jer H2 skladišni mediji zbog niske atomske mase bora i stabilnosti ređenja alkalnih metala na površini, koji pojačavaju interakcije sa H2. Dvodimenzionalni borofinski nanošeti, koji se mogu lako sintetizirati koristeći ultrazvučnu tečno-faznu eksfoliaciju kao što je gore opisano, pokazali su dobar afinitet za različite atome koji ukrašuju metal, u kojima može doći do nakupljanja metalnih atoma. Koristeći razne metalne ukrase, kao što su Li, Na, Ca i Ti na različitim borofinskim polimorfima, dobijene su impresivne H2 gravimetrijske gustine u rasponu od 6 do 15 wt %, što premašuje zahtjev ministarstva energetike (DOE) za skladištenje na brodu od 6,5wt% H2. (cf. Habibi et al., 2021)


Ultrazvuka visokih performansi! Hielscherov proizvodni raspon pokriva cijeli spektar od kompaktnog lab ultrasonicatora preko klupa-top jedinica do puno-industrijskih ultrazvučnih sistema.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija u industrijske veličine.