سنتز پروسکایت توسط اولتراسونیک

واکنش های ناشی از التراسونیک و تشدید ارائه آسان, دقیقا قابل کنترل و روش سنتز همه کاره برای تولید مواد نور فعال, که اغلب نمی تواند با تکنیک های معمولی آماده.
تبلور اولتراسونیک و رسوب کریستال های پروسکایت یک تکنیک بسیار موثر و اقتصادی است که اجازه می دهد تا برای تولید نانوکریستال های پروسکایت در مقیاس صنعتی برای تولید انبوه تولید شود.

سنتز التراسونیک نانوکریستال های پروسکایت

پروسکایت های سرب هالید آلی-معدنی خواص اپتوالکترونیک استثنایی مانند جذب نور بالا، طول عمر حامل بسیار طولانی، طول انتشار حامل و تحرک حامل بالا را نشان می دهند که باعث می شود ترکیبات پروسکایت به یک ماده کاربردی برتر برای کاربردهای با کارایی بالا در پنل های خورشیدی، LED ها، آشکارسازهای نور، لیزرها و غیره تبدیل شود.
امواج فراصوت یکی از روش های فیزیکی برای تسریع واکنش های آلی مختلف است. فرآیند تبلور تحت تأثیر و کنترل درمان اولتراسونیک قرار می گیرد و در نتیجه خواص اندازه قابل کنترل نانوذرات پروسکایت تک کریستالی است.

تصاویر TEM برای CH₃Nh₃سرب بی آر₃ QDs (a) با و (b) بدون درمان اولتراسونیک.

مطالعات موردی سنتز پروسکایت التراسونیک

تحقیقات انواع مختلفی از رشد کریستال پروسکایت به کمک اولتراسونیک را انجام داده است. به طور کلی ، بلورهای پروسکایت با روش رشد مایع تهیه می شوند. به منظور رسوب بلورهای پروسکایت، حلالیت نمونه های هدف به آرامی و کنترل می شود و در محلول پیش ساز کاهش می یابد. رسوب التراسونیک نانو کریستال پروسکایت است که عمدتا در خاموش کردن ضد حلال بر اساس.

تبلور التراسونیک نانوکریستال های پروسکایت

جانگ و همکاران (2016) سنتز موفقیت آمیز اولتراسونیک به کمک نانوکریستال های پروسکایت سرب هالید را گزارش می دهند. با استفاده از سونوگرافی، APbX₃ نانوکریستال های پروسکایت با طیف گسترده ای از ترکیبات ، جایی که A = CH₃Nh₃، Cs یا HN=CHNH₃ (فرمامیدینیوم) و X = Cl، Br یا I رسوب کردند. اولتراسونیک روند انحلال پیش سازها (AX و PbX را تسریع می کند)_H2S) در تولوئن است و سرعت انحلال سرعت رشد نانوکریستال ها را تعیین می کند. پس از آن، تیم تحقیقاتی آشکارسازهای نوری با حساسیت بالا را با پوشش چرخشی همگن نانوکریستال های با اندازه یکنواخت بر روی بسترهای اکسید سیلیکون با مساحت بزرگ ساختند.

توزیع اندازه ذرات CH3NH3PbBr3 (a) با و (b) بدون درمان اولتراسونیک.
چن و همکاران 2017

تبلور نامتقارن التراسونیک پروسکایت

پنگ و همکاران (2016) روش رشد جدیدی را بر اساس تبلور نامتقارن ناشی از کاویتاسیون (CTAC) ایجاد کردند که با تأمین انرژی کافی برای غلبه بر سد هسته زایی ، هسته سازی ناهمگن را تقویت می کند. به طور خلاصه، آنها یک پالس اولتراسونیک بسیار کوتاه (≈ 1 ثانیه) را به محلول زمانی که با انتشار بخار ضد حلال به سطح فوق اشباع پایین رسید، معرفی کردند. پالس اولتراسونیک در سطوح فوق اشباع بالا معرفی می شود، جایی که کاویتاسیون باعث رویدادهای هسته ای بیش از حد و در نتیجه رشد انبوهی از کریستال های کوچک می شود. امیدوار کننده، MAPbBr₃ فیلم های تک کریستالی در سطح بسترهای مختلف در عرض چند ساعت از درمان فراصوت چرخه ای رشد می کنند.

سنتز التراسونیک از نقاط کوانتومی پروسکایت

چن و همکاران (2017) در کار تحقیقاتی خود روشی کارآمد برای تهیه نقاط کوانتومی پروسکایت (QDs) تحت تابش اولتراسونیک ارائه می دهند. فراصوت به عنوان یک روش مکانیکی به منظور تسریع در رسوب نقاط کوانتومی پروسکایت استفاده می شود. فرآیند تبلور نقاط کوانتومی پروسکایت با درمان اولتراسونیک تشدید و کنترل می شود و در نتیجه اندازه دقیق نانوکریستال ها ایجاد می شود. تجزیه و تحلیل ساختار، اندازه ذرات و مورفولوژی نقاط کوانتومی پروسکایت نشان داد که تبلور اولتراسونیک اندازه ذرات کوچکتر و توزیع اندازه ذرات یکنواخت تری را ارائه می دهد. با استفاده از سنتز اولتراسونیک (= سونوشیمیایی)، امکان تولید نقاط کوانتومی پروسکایت با ترکیبات شیمیایی مختلف نیز وجود داشت. این ترکیبات مختلف در بلورهای پروسکایت اجازه می دهد تا قله های انتشار و لبه های جذب CH ناتوان شوند₃Nh₃Pbx₃ (X = Cl، Br و I)، که منجر به طیف رنگی بسیار گسترده ای شد.

پراکندگی اولتراسونیک

فراصوت از سوسپانسیون ذرات نانو و جوهر یک تکنیک قابل اعتماد برای پراکنده کردن آنها به صورت همگن قبل از اعمال نانو تعلیق بر روی بسترهایی مانند شبکه ها یا الکترودها است. (cf. Belchi و همکاران 2019; پیچلر و همکاران 2018)
پراکندگی اولتراسونیک به راحتی کنترل غلظت جامد بالا (به عنوان مثال،. خمیر) و توزیع نانو ذرات به ذرات تک پراکنده به طوری که یک سیستم تعلیق یکنواخت تولید می شود. این اطمینان حاصل می کند که در کاربرد بعدی، هنگامی که بستر پوشش داده می شود، هیچ توده ای مانند آگلومراها عملکرد پوشش را مختل نمی کند.

پراکندگی التراسونیک آماده سازی یکنواخت نانو اندازه تعلیق: منحنی سبز – قبل از فراصوت / منحنی قرمز پس از فراصوت

پردازنده های اولتراسونیک برای بارش پروسکایت

Hielscher مافوق صوت طراحی و تولید سیستم های مافوق صوت با کارایی بالا برای سنتز سونوشیمیایی کریستال پروسکایت با کیفیت بالا. به عنوان رهبر بازار و با تجربه طولانی مدت در پردازش اولتراسونیک، Hielscher مافوق صوت به مشتریان خود از اولین امکان سنجی test به بهینه سازی فرآیند به نصب نهایی پردازنده های اولتراسونیک صنعتی برای تولید در مقیاس بزرگ کمک می کند. ارائه نمونه کارها کامل از آزمایشگاه و مافوق صوت نیمکت بالا تا پردازنده های اولتراسونیک صنعتی, Hielscher می تواند به شما دستگاه ایده آل برای فرایند نانوکریستال خود را توصیه.
همه مافوق صوت Hielscher دقیقا قابل کنترل هستند و می تواند از دامنه های بسیار کم تا بسیار بالا تنظیم شود. دامنه یکی از اصلی ترین عواملی است که بر تأثیر و مخرب بودن فرآیندهای فراصوت تأثیر می گذارد. Hielscher اولتراسونیک’ پردازنده های اولتراسونیک طیف بسیار گسترده ای از دامنه ها را ارائه می دهند که طیف وسیعی از کاربردهای بسیار خفیف و نرم تا بسیار شدید و مخرب را پوشش می دهند. انتخاب تنظیم دامنه مناسب، تقویت کننده و سونوترود اجازه می دهد تا برای تنظیم تاثیر اولتراسونیک مورد نیاز برای فرآیند خاص خود را. درج راکتور سلول جریان ویژه Hielscher MPC48 – MultiPhaseCavitator (نگاه کنید به تصویر سمت چپ) – اجازه می دهد تا فاز دوم را از طریق 48 کانول به عنوان یک فشار نازک به نقطه داغ حفره ای تزریق کند، جایی که امواج اولتراسوند با کارایی بالا دو فاز را به یک مخلوط همگن پراکنده می کنند. MultiPhaseCavitator برای شروع نقاط بذر کریستال و کنترل واکنش بارش نانوکریستال های پروسکایت ایده آل است.
پردازنده های اولتراسونیک صنعتی Hielscher می توانند دامنه فوق العاده بالا ارائه. دامنه های تا 200 میکرومتر را می توان به راحتی به طور مداوم در عملیات 24/7 اجرا کرد. برای دامنه های حتی بالاتر ، سونوترودهای اولتراسونیک سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار.
مشتریان ما با استحکام و قابلیت اطمینان برجسته از سیستم های مافوق صوت Hielscher راضی هستند. نصب در زمینه های کاربردهای سنگین، محیط های خواستار و عملکرد 24/7 پردازش کارآمد و اقتصادی را تضمین می کند. تشدید فرآیند اولتراسونیک زمان پردازش را کاهش می دهد و نتایج بهتری را به دست می آورد، یعنی کیفیت بالاتر، بازده بالاتر، محصولات نوآورانه.
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد: