Hielscher Ultrasonics
Rádi s vámi probereme váš postup.
Zavolejte nám: +49 3328 437-420
Napište nám: info@hielscher.com

Nanovrstvy oxidu ruthenitého pomocí ultrazvukové exfoliace

Jednovrstvé nanovrstvy oxidu ruthenitého lze efektivně vyrábět pomocí ultrazvuku typu sondy. Hlavními výhodami ultrazvukové exfoliace nanovrstev jsou efektivita procesu, vysoké výtěžky, krátké ošetření a snadný, bezpečný provoz. Díky své vysoké účinnosti a vynikající kvalitě vyráběných nanolistů se ultrazvuku používá pro průmyslovou výrobu mnoha nanolistů včetně grafenu a borofenu.

Ultrazvuková exfoliace nanovrstev oxidu ruthenitého

Nanovrstvy z oxidu ruthenia (RuO2, známé také jako ruthenát) nabízejí jedinečné vlastnosti, jako je vysoká vodivost, nízký odpor, vysoká stabilita, vysoká pracovní funkce a dobrá náchylnost k suchému leptání. Díky tomu je oxid ruthenia dobrým materiálem pro elektrody v paměťových zařízeních a tranzistorech.

Ultrazvuková exfoliace je vysoce účinná metoda pro rychlou a jednoduchou výrobu jednovrstvých nanovrstev oxidu ruteničého.

SEM snímky exfoliovaných nanolistů RuO2 pomocí a) 1 minuty a b) 7 minut ultrazvuku.
(studie a obrázky: ©Kim et al., 2021)

Žádost o informace




Všimněte si našich Zásady ochrany osobních údajů.




Vysoce výkonné ultrasonicators jsou spolehlivé a vysoce účinné odlupování nedotčených nanolistů, jako je grafen, monovrstvy oxidu ruthenitého a borofen v kontinuální inline výrobě.

Průmyslový výkonový ultrazvukový systém pro průmyslové inline exfoliační nanovrstvy oxidu ruteničitého.

Případová studie: Vysoce účinná exfoliace RuO2 pomocí ultrazvuku typu sondy

Ultrazvuková kapalinová exfoliace jednovrstvých nanovrstev.Kim et al. (2021) ve své studii prokázali významné zlepšení exfoliace jednovrstvých nanovrstev oxidu ruthenia. Výzkumník vytvořil vysoké výtěžky tenkých desek oxidu kovu RuO2 pomocí ultrazvuku. Konvenční proces interkalace prostřednictvím iontoměničových reakcí je pomalý a produkuje pouze omezené množství dvourozměrných (2D) nanovrstev kvůli velikosti molekul a chemické energii potřebné pro reakci. Aby se proces urychlil a zvýšilo se množství produkovaných nanovrstev oxidu ruthenitého, zintenzivnili proces exfoliace aplikací ultrazvukové energie na roztok oxidu RuO2. Zjistili, že po pouhých 15 minutách ultrazvuku se množství listů zvýšilo o více než 50%, současně se snížila boční velikost listů. Výpočty teorie funkcionálu hustoty ukázaly, že aktivační energie exfoliace je významně snížena rozdělením vrstev RuO2 na malou boční velikost. K tomuto snížení velikosti dochází, protože sonikace pomohla snadněji rozbít vrstvy oxidu kovu. Tento výzkum zdůrazňuje, že použití ultrazvuku je dobrý a snadný způsob, jak vytvořit jednovrstvé nanovrstvy oxidu ruthenia. To ukazuje, že ultrazvukem podporovaný proces iontové výměny nabízí snadný a efektivní přístup k výrobě 2D nanovrstev z oxidů kovů. Potřeby ultarsonické exfoliace vysvětlují, proč je ultrazvuková exfoliace a delaminace široce používána jako výrobní technika pro 2D nanomateriály, známé také jako xeny, včetně grafenu a borofenu.

Ultrazvukový exfoliační proces pomocí ultrazvukového ultrazvuku HIelscher UIP1000hd urychluje a výrazně zintenzivňuje odlupování jednovrstvých nanolistů oxidu ruthenia. Nanovrstvy RuO2 vykazují vysokou vodivost a jsou považovány za potenciální materiál pro supravodiče.

Ultrazvuková exfoliace podporuje vysoce efektivní a zrychlenou výrobu 2D nanovrstev oxidu ruthenitého ve velkém měřítku
(studie a obrázky: ©Kim et al., 2021).

Ultrasonicator UP400St pro ultrazvukem zesílenou exfoliaci nanolistu oxidu ruthenia.

Ultrazvuková exfoliace nanovrstev RuO2 může být provedena i v laboratorním měřítku. Obrázek ukazuje ultrazvukový přístroj typu sondy UP400St během odlupování nanovrstev v kádince.

Protokol pro ultrazvukem asistovanou exfoliaci oxidu ruthenitého

Následující protokol je podrobnou instrukcí pro syntézu nanovrstev RuO2 pomocí ultrazvukem podporovaného procesu reakce iontové výměny, jak popisuje Kim et al. (2021).
 

  1. Připravte si roztok RuO2 a interkalant tak, že se rozpustí v rozpouštědle (2-propanol) a míchá se až 3 dny.
  2. Aplikujte ultrazvukovou energii pomocí ultrazvuku typu sondy (např. Ultrazvukový přístroj typu sondy UP1000hdT (1000W, 20kHz) se sonotrodou BS4d22) na roztok po dobu 15 minut, aby se zvýšil výtěžek nanolistů RuO2 o více než 50% a rozdělily se vrstvy RuO2 na rovnoměrně malou boční velikost.
  3. Použijte výpočty teorie funkcionálu hustoty k potvrzení toho, že aktivační energie exfoliace je výrazně snížena.
  4. Sbírejte výsledné nanovrstvy RuO2, které lze použít pro různé aplikace.

 
Jednoduchost tohoto protokolu pro ultrazvukovou exfoliaci nanovrstev RuO2 podtrhuje výhody výroby ultrazvukových nanovrstev. Sonikace je vysoce účinná technika pro výrobu vysoce kvalitních jednovrstvých nanolistů RuO2 o tloušťce přibližně 1 nm. Bylo také zjištěno, že protokol je škálovatelný a reprodukovatelný, takže je vhodný pro velkosériovou výrobu nanovrstev RuO2 pro různé aplikace v elektronice, katalýze a skladování energie.

Ultrazvuková exfoliace grafenu ve vodě

Vysokorychlostní sekvence snímků (od a do f) ilustrující sonomechanickou exfoliaci grafitových vloček ve vodě pomocí UP200S, 200W ultrasonikátoru s 3mm sonotrodou. Šipky ukazují místo štěpení (exfoliace) s kavitačními bublinami pronikajícími do štěrbiny.
(studie a obrázky: © Tyurnina et al. 2020

Intenzivní ultrazvuku pomocí ultrazvukové sondy (sonotrody) je vysoce účinná metoda delaminace a exfoliace grafenových nanolistů.

Mechanismus ultrazvukové exfoliace 2D nanovrstev.
(studie a grafika: Tyurnina et al., 2020)

Žádost o informace




Všimněte si našich Zásady ochrany osobních údajů.




Vysoce výkonné ultrasonicators pro exfoliaci RuO2

Průmyslový Ultrasonicator UIP6000hdT dodává 6000 wattů ultrazvuku s vysokou intenzitou prostřednictvím sondy (sonotrody) pro homogenizaci, disperzi, emulgaci a extrakci.Pro výrobu vysoce kvalitních nanovrstev z oxidu ruthenitého a dalších xenů je zapotřebí spolehlivé vysoce výkonné ultrazvukové zařízení. Amplituda, tlak a teplota jsou zásadní parametry, které jsou rozhodující pro reprodukovatelnost a konzistentní produkt. Hielscher Ultrazvukové procesory jsou výkonné a přesně ovladatelné systémy, které umožňují přesné nastavení procesních parametrů a nepřetržitý ultrazvukový výstup s vysokým výkonem. Hielscher průmyslové ultrasonicators mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v provozu 24/7. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonotrody. Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu v náročném provozu a v náročných prostředích.
Naši zákazníci jsou spokojeni s vynikající robustností a spolehlivostí systémů Hielscher Ultrasonics. Instalace v oblastech náročných aplikací (např. zpracování nanomateriálů ve velkém měřítku), náročných prostředích a provozu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu zajišťují efektivní a ekonomické zpracování. Ultrazvuková intenzifikace procesu zkracuje dobu zpracování a dosahuje lepších výsledků, tj. vyšší kvality, vyšších výnosů, inovativních produktů.

Projekce, výroba a poradenství – Kvalita Made in Germany

Hielscher ultrasonicators jsou dobře známí pro své nejvyšší standardy kvality a designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových zařízení do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí jsou snadno zvládnutelné Hielscher ultrasonikators.

Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrasonicators s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators jsou v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.

Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:

Objem dávky Průtok Doporučená zařízení
0Přibližně 5 až 1,5 ml Není k dispozici VialTweeter
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
10 až 2000 ml 20 až 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 0.2 až 4 l/min UIP2000hdT
10 až 100 l 2 až 10 l/min UIP4000hdT
15 až 150 l 3 až 15 l/min UIP6000hdT
Není k dispozici 10 až 100 l / min UIP16000
Není k dispozici větší shluk UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!

Vyžádejte si více informací

Použijte prosím níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových procesorech, aplikacích a ceně. Rádi s vámi prodiskutujeme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém, který bude vyhovovat vašim požadavkům!









Vezměte prosím na vědomí naše Zásady ochrany osobních údajů.




Ultrazvukové homogenizátory s vysokým smykem se používají v laboratorním, stolním, pilotním a průmyslovém zpracování.

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakci v laboratorním, pilotním a průmyslovém měřítku.



Literatura / Reference


Vysoce výkonné ultrazvuky! Hielscherův sortiment pokrývá celé spektrum od kompaktních laboratorních ultrasonicator přes stolní jednotky až po plně průmyslové ultrazvukové systémy.

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k průmyslová velikost.

Rádi s vámi probereme váš postup.

Pojďme se spojit.