Vees dispergeeruva grafeeni ultraheli koorimine

  • Ühe- ja kahekihilised grafeeri nanosalvesid saab kiirelt produtseerida ultraheli koorimisega, millel on kõrge läbilaskevõime ja madala hinnaga.
  • Ultraheli sulav grafeen võib funktsionaliseerida biopolümeeridega, et saada vees dispergeeritavat grafeeni.
  • Ultraheli kavitatsiooniga saab sünteesitud grafeeni veelgi töödelda stabiilseks veepõhiseks dispersiooniks.

Kõrgekvaliteedilise grafiini ultraheli koorimine

Ultraheli määramine on usaldusväärne meetod grafiidi helveste või osakeste grafeenikihtide (mono-, bi- ja paksune graafeen) tootmiseks. Kuigi teised tavalised koorimise tehnikad, nagu palli- ja rullvõrega või kõrge nihkega segistid, on seotud madala kvaliteediga ning agressiivsete reaktiivide ja lahustite kasutamisega, on ultraheli koorimise meetod veenev selle kõrge kvaliteediga toodangu, suure tootmisprotsessi ja kergete töötlemistingimuste tõttu.
Ultraheli kavitatsioon loob intensiivsed nihkejõud, mis eraldavad virnastatud grafiidikihid mono-, bi- ja mõne kihi defektivaba grafeeni.

Vees dispergeeruvad grafeeni lehed ultrahelitöötluse kaudu

Sonikatsioon ultraheli sondi abil on tõhus meetod ühekihiliste grafeeni nanolehtede koorimiseks ja nende ühtlaseks hajutamiseks. Ultraheli funktsionaliseerimine võimaldab toota vees dispergeeruvat grafeeni.Ultraheli on efektiivne protseduur, millel on korratavad tulemused süsinikunanotorude eemaldamiseks vees või orgaanilistes lahustites. [/pealdis] Normaalsetes tingimustes on grafeen vees vaevalt dispergeeritav ja moodustab vesikeskkonnas dispergeeritud agregaate ja aglomeraate. Kuna vesisüsteemidel on märkimisväärsed eelised, kuna need on odavad, mittetoksilised, keskkonnasõbralikud, on veepõhised grafeenisüsteemid grafeenitootjatele ja järgtööstusele väga atraktiivsed.
Selleks, et saada vees dispergeeritavaid grafeeni nanosalve, redutseeritakse ultrahelihinnatud grafeen polüsahhariidide / biopolümeeridega nagu pullulan, kitosaan, alginaat, želatiin või kummiaraabik.

Eelised:

  • kvaliteetne grafeen
  • kõrge tootlus
  • veepõhine dispersioon
  • suur kontsentratsioon
  • kõrge efektiivsusega
  • kiire protsess
  • odav
  • kõrge läbilaskevõimega
  • keskkonnasõbralik

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


7kW ultraheli hajutussüsteem inline grafeeni tootmiseks (Klõpsa suurendamiseks!)

Ultraheli reaktor sondi tüüpi ultrasonikaatoritega tööstusliku grafeeni koorimiseks

Grafiidi otsese koorimise protokoll ultraheli abil

Mitteioonne pullulaan ja anioonne alginaat (1,0 g) lahustati eraldi 20 ml destilleeritud vees, samas kui katioonne kitosaan (0,4 g) lahustati 20 ml destilleeritud vees 1 massiprotsendilise äädikhappega. Grafiitpulber dispergeeriti biopolümeeri vesilahustes ja töödeldi sondi tüüpi ultrasonikaatoriga UP200S (maksimaalne võimsus 200 W, sagedus 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Saksamaa), mis oli varustatud titaansonotrode'iga (mikroots S3, otsa läbimõõt 3 mm, maksimaalne amplituud 210 μm, akustiline võimsustihedus või pinna intensiivsus 460 W cm-2) järgmistel tingimustel: 0,5 tsüklit ja 50% amplituudi, vastavalt 10, 20, 30 ja 60 min. Parimad tulemused saadi 30min ultrahelitöötlusel. Sonikatsiooni rakendati võimsusega 16, 25 W 30 minutit, energiatarbimine (energiaväljund ruumalaühiku kohta) oli 731 Ws ml-1.
Seejärel tsentrifuugiti segusid kiirusel 1500 pööret minutis 60 minutit, et eemaldada koorimata grafiidiosakesed, seejärel pesti 5 korda ja tsentrifuugiti uuesti kiirusel 5000 pööret minutis 20 minutit, et eemaldada liigsed biopolümeerid. Saadud tumehallid lahused kuivatati vaakumis 40ºC juures kuni massikadudeta. Saadud polümeer-grafeeni pulbrid repergeeriti iseloomustamiseks vees (1 mg ml-1 pullulaani ja kitosaani puhul; 0,18 mg ml-1 alginaadi puhul). Pullulaani-, alginaat- ja kitosaaniabil ultraheliga saadud grafeenilehed olid vastavalt tähistatud kui pull-G, alg-G ja chit-G.
Kolmest süsteemist väljus pullulan ja kitosaan efektiivsemaks grafiidi koorimine kui alginaat. Selle meetodiga saadi kooritud ühe-, kahe- ja paarikihilised grafeeni lehed, millel on ainult väikesed külgmised (servad) defektid. Biopolümeeride adsorbeerimine grafeeni pinnal annab vesilahuse pikaajalise stabiilsuse (üle 6 kuu).
(vrd Unalan et al. 2015)

Ultraheli grafeeni koorimine vees

Kiire kaadrite jada (a-st f-ni), mis illustreerib grafiidihelveste sonomehaanilist koorimist vees kasutades UP200S, 200W ultrasonikaatorit 3 mm sonotrode'iga. Nooled näitavad lõhenemise (koorimise) kohta kavitatsioonimullidega, mis tungivad lõhenemisse.
(uuring ja pildid: © Tyurnina et al. 2020

Vees dispergeeruvate grafeen-nanosaltide ultraheli koorimine (Unalan et al. 2015)

TEM-pildid pull-G jaoks: (a) 10 min; (b) 20 min; (c) 30 min; (d) 60 min; (e) topsi G-ga 30 minutit; (f) alg-G 30 min. (Unalan jt 2015)

Ultrasonikaatorid grafeeni koorimiseks

Tööstuslik ultrasonikaator UIP6000hdT pakub 6000 vatti suure intensiivsusega ultraheli sondi (sonotrode) kaudu homogeniseerimise, dispersiooni, emulgeerimise ja ekstraheerimise rakenduste jaoks.Hielscheri suure võimsusega ultraheli protsessoreid kasutatakse kogu maailmas grafiidi ja grafeeni edukaks koorimiseks ja hajutamiseks. Meie ultraheli dispergeerijad on saadaval laborist ja pinkidest kuni täielike tööstuslike tootmisüksusteni. Lisaks töökindlusele, 24/7 operatsioonile ja madalale hooldusele veenavad Hielscheri ultrasonikaatorid töötlemise lihtsust ja lineaarset mastaapsust.
Protsesse saab laboris kergesti testida ja optimeerida. Seejärel saab kõiki protsessi tulemusi korrektselt arvutada täiesti lineaarselt kaubandusliku tootmise tasemele. See muudab ultrahelitöötluse tõhusaks ja tõhusaks tootmismeetodiks kõrgekvaliteetsete grafeeni lehtede suurele mahule.
Hielscher Ultrasonics tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Sobivad ultrahelireaktorid tagavad kvaliteetsete grafeeni nanolehtede usaldusväärse ja ohutu masstootmise ning stabiilsete nanolehtede dispersioonide võime.

Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 töötamist rasketes tingimustes ja nõudlikes keskkondades.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

partii Köide flow Rate Soovitatavad seadmed
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 UIP4000
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 taotleda lisateavet ultraheli dispergeerijate kohta nanolehtede koorimiseks, grafeeniga seotud rakendused, tehnilised üksikasjad ja hinnad. Meil on hea meel arutada teiega teie grafeeni tootmisprotsessi ja pakkuda teile teie nõuetele vastavat ultrasonikaatorit!









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Intensiivne ultraheliuuring ultraheli sondi (sonotrode) abil on väga tõhus meetod grafeeni nano-lehtede delamineerimiseks ja koorimiseks.

2D nanolehtede ultraheli koorimise mehhanism.
(uuring ja graafik: Tyurnina et al., 2020)



Faktid Tasub teada

Grafeen

Grafiini leht Grafeen on SP-i monokiht2-lühendatud süsinikuaatomeid. Graphein pakub ainulaadseid materjale nagu erakordselt suur eripind (2620 m2g-1), suurepärased mehaanilised omadused Young'i moduliga 1 TPa ja sisemine tugevus 130 GPa, väga suur elektrooniline juhtivus (ruumitemperatuuri elektronide liikuvus 2,5 × 105 cm2 V-1s-1), väga kõrge soojusjuhtivus (üle 3000 W m K-1), et nimetada kõige olulisemad omadused. Tänu oma suurepärastele materjaliomadustele kasutatakse grafeeni suure jõudlusega patareide, kütuseelementide, päikeseelementide, superkondensaatorite, vesinikuhoidlate, elektromagnetiliste kilpide ja elektrooniliste seadmete väljatöötamiseks ja tootmiseks. Lisaks on grafeen mitmetesse nanokomposittidesse ja komposiitmaterjalidesse lisatud tugevdavaks lisandiks, näiteks polümeerides, keraamikas ja metalli maatriksites. Tänu oma suurele juhtivusele on grapheen juhtivate värvide ja trükivärvide oluline komponent.
Kiire ja turvaline defekt-vabade grafeenide ultraheli ettevalmistamine väikeste kuludega suures mahus võimaldab grafeeni rakendusi laiendada üha rohkematele tööstusharudele.

Kirjandus / viited


Suure jõudlusega ultraheli! Hielscheri tootevalik hõlmab kogu spektrit alates kompaktsest labori ultraheliaatorist üle pink-top üksuste kuni täistööstuslike ultrahelisüsteemideni.

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


Meil on hea meel arutada teie protsessi.

Võtame ühendust.