Ultraheli borofeneeni süntees tööstuslikus mastaabis

Borophene, kahemõõtmeline nanostruktuurne boori derivaat, saab tõhusalt sünteesida kerge ja odava ultraheli koorimise kaudu. Ultraheli vedelikufaasi koorimist saab kasutada suure hulga kvaliteetsete borofeneeni nanolehtede tootmiseks. Ultraheli koorimistehnikat kasutatakse laialdaselt 2D nanomaterjalide (nt grafeeni) tootmiseks ja see on tuntud kvaliteetsete nanolehtede, kõrge saagikuse, kiire ja kerge töö ning üldise tõhususe eeliste poolest.

Ultraheli koorimismeetod borofene ettevalmistamiseks

Probe-type ultrasonicators are the preferred method for efficient borophene exfoliation.Ultraheli juhitud vedelikufaasi koorimist kasutatakse laialdaselt 2D nanolehtede valmistamiseks erinevatest lahtiselt lähteainetest, sealhulgas grafiit (grafeen), bor (borofeen). Võrreldes keemilise koorimise tehnikaga peetakse ultraheli abil vedela faasi koorimist paljutõotavamaks strateegiaks 0D ja 2D nanostruktuuride, näiteks boori kvantpunktide (BQD- de) ja borofene valmistamiseks. (vrd Wang et al., 2021)
Vasak skeem näitab 2D-kihiliste borofene lehtede ultraheli madala temperatuuriga vedeliku koorimisprotsessi. (Uuring ja pilt: ©Lin et al., 2021.)

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonic reactor for large scale borophene exfoliation. The stainless steel reactor is equipped with a powerful industrial 2000 watts ultrasonicator (20kHz).

Sonokeemiline reaktor, mis on varustatud 2000 vatti tööstuslikku ultraheliprotsessorit UIP2000hdT suuremahulise borofeeni koorimise jaoks.

Ultraheli borophene koorimise juhtumiuuringud

Koorimist ja delamineerimist, kasutades vedelikufaasi protsessis võimsuse ultraheli, on laialdaselt uuritud ja edukalt rakendatud borofeneeni ja muude boori derivaatide, nagu boori kvantpunktid, boornitriid või magneesiumdiboriid.

α-Borophene

Göktuna ja Taşaltıni (2021) uuringus valmistati α borophene kerge ja odava ultraheli koorimise kaudu. Ultraheli sünteesitud borofeneeni nanolehtedel on α borofene kristalne struktuur.
Protokoll: 100 mg boori mikroosakeid helistati 100 ml DMF-is 200 W juures (nt KASUTADES UP200St koos S26d14-ga) 4h lämmastikus (N2) voolu kontrollitud salongi, et vältida oksüdatsiooni ultraheli vedeliku faasi koorimisprotsessi ajal. Kooritud booriosakeste lahus tsentrifuugeeriti vastavalt 5000 pööret minutis ja 12 000 pööret minutis, seejärel koguti borofen ettevaatlikult ja kuivatati vaakum ambientis 4h juures 50ºC. (vrd Göktuna ja Taşaltın, 2021)

Process steps of borophene exfoliation using the ultrasonic delamination technique

Borofene'i skemaatiline illustratsioon, millel on mõned kihid, mida sondi ultraheli abistatud solvotermiline raviprotsess koorib.
Uuring ja pilt: ©Zhang et al., 2020

Mõnekihiline borophene

Zhang jt (2020) teatavad atsetooni solvotermilise vedeliku faasi koorimistehnikast, mis võimaldab suure horisontaalse suurusega kvaliteetse borofeeni tootmist. Atsetooni turseefekti kasutades märgati booripulbri lähteaine esmalt atsetoonis. Seejärel töödeldi märja boori lähteainet veelgi solvotermiliselt atsetoonis 200 ° C juures, millele järgnes ultrahelitöötlus sondi tüüpi sonicaatoriga 225 W juures 4h kohta. Lõpuks saadi borophene, millel oli paar kihti boori ja horisontaalne suurus kuni 5,05 mm. Atsetooni solvotermilise vedeliku faasi koorimise tehnikat saab kasutada suurte horisontaalsete suurustega ja kõrge kvaliteediga boori nanolehtede valmistamiseks. (vrd Zhang et al., 2020)
Kui ultraheli kooritud borofeneeni XRD mustrit võrreldakse lahtise boori lähteainega, võib täheldada sarnast XRD mustrit. Enamikku peamisi difraktsioonitippe saab indekseerida b-rhombohedral booriga, mis viitab sellele, et kristalne struktuur on peaaegu konserveerunud enne ja pärast koorimistöötlust.

Ultrasonically exfoliated borophene

Borofeneeni madala eraldusvõimega (a) ja kõrge eraldusvõimega (b) SEM-pildid, millel on vähe kihte, mis on saadud ultraheli abil solvotermilise koorimise teel atsetoonis
Uuring ja pilt: ©Zhang et al., 2020

The ultrasonic exfoliation process of borophene preserves its crystalline structure.

XRD mustrid (a) ja Raman spectra (b) töötlemata lahtise boori ja borophene vähe kihte saadud sondi ultraheli abistatud solvotermiline koorimine.
Uuring ja pilt: ©Zhang et al., 2020

Boori kvantpunktide sonokeemiline süntees

Hao jt (2020) valmistasid edukalt suuremahulised ja ühtlased kristalsed pooljuhtboori kvantpunktid (BQD-d) laiendatud booripulbrist atsetonitriidis, mis on väga polaarne orgaaniline lahusti, kasutades võimsat sondi tüüpi ultraheliatorit (nt UP400St, UIP500hdT või UIP1000hdT). Sünteesitud boori kvantpunktid, mille külgsuurus on 2,46 ±0,4 nm ja paksusega 2,81 ±0,5 nm.
Protokoll: Boori kvantpunktide tüüpilises preparaadis lisati kõigepealt 30 mg booripulbrit kolmekaelalisse kolbi ja seejärel lisati pudelisse enne ultraheliuuringut 15 ml atsetonitriilit. Koorimine toimus väljundvõimsusel 400 W (nt kasutades UIP500hdT), 20kHz sagedus ja ultraheli aeg 60 min. Lahuse ülekuumenemise vältimiseks ultraheliuuringu ajal rakendati püsiva temperatuuri jahutamist jäävanni või labori jahuti abil. Saadud lahendus tsentrifuugeeriti 1500 pööret minutis 60 minutiks. Supernatant sisaldas boori kvanttäidid ekstraheeriti õrnalt. Kõik katsed viidi läbi toatemperatuuril. (vrd Hao et al., 2020)
Wangi jt (2021) uuringus valmistab teadlane boori kvantpunktid, kasutades ka ultraheli vedeliku faasi koorimise tehnikat. Nad said monodisperseeritud boori kvantpunkti, millel oli kitsas suurusjaotus, suurepärane dispersioon, kõrge stabiilsus IPA lahuses ja kahe foto fluorestsents.

Ultrasonically synthesized boron quantum dots.

TEM-pildid ja BQD-ide vastav läbimõõdu jaotus, mis on valmistatud erinevalt ultraheli tingimustes. a) TEM-pilt BQDs-2 sünteesitud 400 W 2 h. b) TEM pilt BQDs-3 sünteesitud 550 W 1 h. (c) TEM pilt BQDs-3 sünteesitud 400 W 4 h. (d) Läbimõõdu jaotus kvant täpid omandatud a. e) Punktist b omandatud kvantpunktide läbimõõdu jaotus. f) Punktist c omastatud kvantpunktide läbimõõdu jaotus.
Uuring ja pilt: ©Hao et al., 2020

Magneesiumi diboriidi nanolehtede ultraheli koorimine

Koorimisprotsess viidi läbi 450 mg magneesiumdiboriidi peatamisega.
(MgB2) pulber (umbes 100 võrgusilma suurus / 149 mikronit) 150 ml vees ja kokkupuude ultraheliga 30 minutit. Ultraheli koorimist saab läbi viia sondi tüüpi ultraheliga, näiteks Uf200 ः t või UP400St amplituud 30% ja tsükli režiim 10sec see /off impulsid. Ultraheli koorimine toob kaasa tumeda musta suspensiooni. Musta värvi võib seostada põlise MgB2 pulbri värviga.

Ultraheliator UP200St (200W) kooriv borofeen atsetonitriil

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonic graphene exfoliation in water

Grafiidihelveste sonomehaanilist koorimist vees illustreerivate raamide kiire järjestus (a-st f-ni), kasutades UP200S, 200W ultraheliator 3mm sonotrode. Nooled näitavad lõhenemise (koorimise) kohta, kus kavitatsioonimullid tungivad lõhenema.
© Tyurnina jt 2020

Võimsad ultraheliatorid Borophene koorimiseks mis tahes skaalal

Hielscher ultrasonicators can be remotely controlled via browser control. Sonication parameters can be monitored and adjusted precisely to the process requirements.Hielscheri ultraheli kujundab, toodab ja levitab igas suuruses tugevaid ja usaldusväärseid ultraheliatoreid. Alates kompaktsetest labori ultraheli seadmetest kuni tööstuslike ultraheli sondide ja reaktoriteni on Hielscheril teie protsessi jaoks ideaalne ultraheli süsteem. Pikaajalise kogemusega sellistes rakendustes nagu nanomaterjalide süntees ja dispersioon, soovitavad meie hästi koolitatud töötajad teile kõige sobivamat seadistust ypour-nõuete täitmiseks. Hielscheri tööstuslikud ultraheliprotsessorid on tööstusrajatistes tuntud kui usaldusväärsed tööhobused. Hielscheri ultraheliatorid, mis on võimelised pakkuma väga kõrgeid amplituudi, sobivad ideaalselt suure jõudlusega rakendustele, nagu borofen või grafeeni koorimine, samuti nanomaterjalide dispersioonid. Kuni 200 μm amplituudi saab 24/7 töös kergesti pidevalt käivitada. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid.
Kõik seadmed on projekteeritud ja valmistatud meie peakontoris Saksamaal. Enne kliendile tarnimist testitakse iga ultraheli seadet hoolikalt täiskoormusel. Me püüdleme klientide rahulolu poole ja meie tootmine on üles ehitatud nii, et see vastaks kõrgeimale kvaliteedi tagamisele (nt ISO sertifikaat).

Miks Hielscher Ultrasonics?

  • kõrge efektiivsusega
  • Tipptasemel tehnoloogia
  • usaldusväärsus & stabiilsus
  • partii & järjekorras
  • mis tahes mahu puhul
  • intelligentne tarkvara
  • nutikad funktsioonid (nt andmete protokollimine)
  • CIP (puhas koht)

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

partii Köide flow Rate Soovitatavad seadmed
1 kuni 500 ml 10 kuni 200 ml / min UP100H
10 kuni 2000 ml 20 kuni 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 kuni 20 l 0.2 kuni 4 l / min UIP2000hdT
10 kuni 100 l 2 kuni 10 l / min UIP4000hdT
e.k. 10 kuni 100 l / min UIP16000
e.k. suurem klastri UIP16000

Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allolevat vormi, et küsida lisateavet ultraheli protsessorite, rakenduste ja hinna kohta. Meil on hea meel arutada teie protsessi teiega ja pakkuda teile ultraheli süsteem, mis vastab teie vajadustele!









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.



Kirjandus/viited

Faktid Tasub teada

Borophene

Borophene on booride kristalne aatomimonolayer, st see on boori kahemõõtmeline allotroop (nimetatakse ka boori nanoleheks). Selle ainulaadsed füüsikalised ja keemilised omadused muudavad borofeneeni väärtuslikuks materjaliks paljude tööstuslike rakenduste jaoks.
Borophene'i erakordsete füüsikaliste ja keemiliste omaduste hulka kuuluvad unikaalsed mehaanilised, termilised, elektroonilised, optilised ja ülijuhtivad tahud.
See avab võimalused borofeneeni kasutamiseks leeliseliste metalliioonide, Li-S patareide, vesiniku salvestamise, superkondensaatori, hapniku redutseerimise ja evolutsiooni, samuti CO2 elektroreduktsioonireaktsiooni jaoks. Eriti suur huvi läheb borofeneenile kui akude anoodimaterjalile ja vesiniku ladustamismaterjalile. Tänu suurele teoreetilisele erivõimsusele, elektroonilisele juhtivusele ja ioontranspordi omadustele kvalifitseerub borofeen akude suurepäraseks anoodimaterjaliks. Tänu vesiniku suurele adsorbtsioonivõimele borofeneenile pakub see suurt potentsiaali vesiniku salvestamiseks - tõllevõimsus on üle 15% selle kaalust.

Borophene vesiniku säilitamiseks

Kahemõõtmelised (2D) booripõhised materjalid saavad suurt tähelepanu H2-salvestuskandjana boori madala aatommassi ja leelismetallide kaunistamise stabiilsuse tõttu pinnal, mis suurendab koostoimet H2-ga. Kahemõõtmelised borofene nanolehed, mida saab kergesti sünteesida ultraheli vedelikufaasi koorimise abil, nagu eespool kirjeldatud, on näidanud head afiinsust erinevate metallide kaunistamise aatomite suhtes, kus võib toimuda metalli aatomite klasterdamine. Kasutades erinevaid metallist kaunistusi, nagu Li, Na, Ca ja Ti erinevatel borofene polümorfidel, on saadud muljetavaldavad H2 gravimeetrilised tihedused vahemikus 6 kuni 15 wt %, ületades USA energeetikaministeeriumi (DOE) nõuet pardal ladustamiseks 6,5wt% H2. (vrd Habibi et al., 2021)


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid Lab et tööstuslik suurus.


(function ($) { const $searchForms = $('form[role="search"].hi-sf'); $.each($searchForms, function (index, searchForm) { const $searchForm = $(searchForm); const label = $searchForm.find('.hi-sf__lab').text(); $searchForm.find('.hi-sf__in').attr('placeholder', label); }); }(jQuery));