Ultrazvučni piling vode-Raširen grafena
- Mono- i bi-sloj grafena nanosheets može brzo proizvedeno preko ultrazvučnog piling sa visokim propusnost i po niskoj cijeni.
- Ultrazvučno listasti grafen može biti funkcionalna sa biopolimera u cilju dobijanja vode dispergovati grafen.
- Ultrazvučnim kavitacija, sintetizirani grafen može se dalje prerađuje u stabilne disperzije na bazi vode.
Ultrazvučni piling visokokvalitetnih grafena
Ultrasonication je pouzdana metoda za proizvodnju slojeva grafena (mono-, bi- i nekoliko sloja grafena) od grafita pahuljica ili čestica. Dok druge tehnike zajedničkog piling, kao što su penkala i and roll mlinovi ili visoke smične mješalice su vezani za niske kvalitete i korištenje agresivnih reagensa i otapala, ultrazvučni način piling oduševljava svojim visoke kvalitete proizvodnje, visoke proces kapaciteta i blagim uvjetima obrade.
Ultrazvučna kavitacija stvara intenzivan sile smicanja, koji odvajaju naslagane slojeve grafita u mono-, bi- i nekoliko slojeva bez grešaka grafen.
Voda-Dispersable grafena listovi
U normalnim uvjetima, grafen je teško dispersable u vodi i stvara agregata i aglomerata kada se razišli u vodenom mediju. Od vodeni sistemi imaju značajne prednosti biti jeftin, netoksičan, ekološki, sisteme grafena na bazi vode su izuzetno atraktivna proizvođačima grafena i nizvodno industrije.
Da bi se dobila grafena nanosheets vode dispersable je ultrazvučno ekspandiranog grafen je modifikovan polisaharide / biopolimera kao što su pullulan, hitozan, alginat, želatina ili guma arabika.
- visoke kvalitete grafena
- visokih prinosa
- disperzija na bazi vode
- visoke koncentracije
- visoka efikasnost
- brz proces
- jeftino
- visoke propusnosti
- ekološki
Ultrazvučni sistem za grafen piling
Protokol o Direktno Piling grafita
Nejonske pullulan i anionskih alginat (1,0 g) je odvojeno rastvoriti u 20 ml destilirane vode (DI), dok katjonskim hitozan (0,4 g) je otopljen u 20 ml DI sa 1 tež% octene kiseline. Grafitni prah je raspršeni u vodenom biopolimer rješenja i liječiti se ultrazvučnog UP200S procesor (Maksimalna snaga 200 W, frekvencija 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Njemačka) opremljen konusa frustum titan dihtovanje (model mikro tip S3, promjera tip 3 mm, maksimalna amplituda 210μm, gustoća akustičke snage ili intenzitet površine 460 W cm-2) Pod sljedećim uvjetima: 0,5 ciklusa i 50% amplitude, u trajanju od 10, 20, 30 i 60 min, respektivno. Najbolji rezultati su dobijeni na 30min sonication. Sonication je primijenjen na snagu 16.25 W za 30 minuta, sa potrošnjom energije (energetski izlaz po jedinici volumena) od 731 Ws ml-1.
Nakon toga, smjese su centrifugirani na 1500 obrtaja u minuti za 60 min ukloniti unexfoliated grafita čestica i zatim oprati 5 puta i ponovo centrifugira na 5000 rpm 20 minuta da biste uklonili višak biopolimera. Rezultanta tamno-siva rješenja su vakuum suši na 40 ° C do masovnih gubitaka. Rezultirajući polimer-grafena u prahu su redispersed u vodi (1 mg ml-1 za pullulan i hitozan; 0.18 mg ml-1 za alginat) za karakterizaciju. Grafena listova dobiveni pullulan-, alginate-, i hitozan-pomoć ultrasonication su označeni kao pull-G, ALG-G, i chit-G, odnosno.
Od tri sistema, pullulan i hitozan bili efikasniji u piling od grafita nego alginata. Ova metoda dala eksfolijativnim mono-, bi-, a malo-sloj grafena listova sa samo niskim lateralne (ivicama) defekata. Apsorpciju biopolimera na grafena površini pruža dugotrajnu stabilnost (više od 6 mjeseci) u vodenoj otopini.
(Unalan et al. 2015.)
TEM slike pull-G za: (a) 10 min; (B) 20 min; (C) 30 min; (D) 60 min; (E) chit-G za 30 min; (F) ALG-G za 30 min. (Unalan et al. 2015.)
Ultrazvučni Systems
ultrazvučnog procesora velike snage Hielscher se koriste širom svijeta za uspješnu piling i disperzija grafita i grafena. Naša ultrazvučnog Homogenizatori su dostupni iz laboratorija i klupa-top do pune industrijsku proizvodnju jedinica. Osim robusnosti, 24/7 rad i niske troškove održavanja, Hielscher ultrasonicators uvjeriti visokim lakoćom obrade i linearne skalabilnost.
Procesi mogu se lako testirati i optimizirani u laboratoriji. Nakon toga, svi rezultati proces se može skalirati potpuno linearna komercijalnim nivo proizvodnje. To čini sonication efektivan i efikasan način proizvodnje za velike količine visoko kvalitetnih grafen listova.
Hielscher Ultrazvuk’ industrijskih ultrazvučnog procesora može isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200μm se lako mogu kontinuirano raditi u 24/7 rad. Za još višim amplitudama, prilagođene ultrazvučno sonotrodes su dostupni. Odgovarajući reaktora ultrazvuk osigurati sposobnost pouzdan i siguran masovnu proizvodnju visoko kvalitetnih grafena nanosheets.
ultrazvučnog Homogenizatori velike snage Hielscher su na raspolaganju za bilo koji proces skali – iz laboratorija za proizvodnju.
Robusnost Hielscher je ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad na teške i u zahtjevnim okruženjima.
Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators:
| Batch Volumen | protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| N / A. | 10 do 100L / min | UIP16000 |
| N / A. | veći | klaster UIP16000 |
Literatura / Reference
- Unalan I.U., Wan C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Lysacharide-assisted rapid exfoliation of graphite trombocits into high quality water disperziible graphene sheets. RSC Advances 5, 2015. 26482–26490.
Činjenice vredi znati
grafena
Grafen je monolayer od sp2-bonded atoma ugljika. Grafena nudi jedinstvene karakteristike materijala kao što je izvanredno velike specifične površine (2620 m2G-1), Superior mehanička svojstva sa Youngov modul od 1 TPa i suštinski snagu od 130 GPa, izuzetno visok elektronski provodljivost (sobnoj temperaturi pokretljivošću elektrona od 2,5 × 105 cm2 V-1e-1), Vrlo visoka toplinska vodljivost (iznad 3000 W m K-1), Da navedemo najvažnije osobine. Zbog svoje superiorne osobine materijala, grafen se često koristi u razvoju i proizvodnji baterija visokih performansi, gorive ćelije, solarne ćelije, superkondenzatora, vodik skladišta, elektromagnetskih štitova i elektronskih uređaja. Osim toga, grafen je uključena u mnoge nanokompozita i kompozitnih materijala kao ojačanje aditiv, npr u polimeri, keramika i metal matrice. Zbog svoje visoke vodljivosti, grafen je važna komponenta provodne boja i boje.
Brz i siguran ultrazvučno priprema bez grešaka grafen u velikim količinama uz niske troškove omogućuje proširenje aplikacije grafena na sve više i više industrije.