בורון ניטריד צינורות – פילינג ומפוזר באמצעות Sonication

Ultrasonication מוחל בהצלחה על עיבוד ופיזור של צינוריות בורון nitride (BNNTs). sonication בעוצמה גבוהה מספק detangling הומוגני והפצה בפתרונות שונים ובכך היא טכניקת עיבוד חיונית לשלב BNNTs לתוך פתרונות מטריצות.

עיבוד אולטרה סאונד של צינוריות בורון ניטריד

על מנת לשלב צינורות בורון ניטריד (BNNTs) או ננו-מבנים בורון ניטריד (BNNs) כגון nanosheets ו nanoribbons לתוך פתרונות נוזליים או מטריצות פולימריות, טכניקת פיזור יעילה ואמינה נדרשת. פיזור אולטרה סאונד מספק את האנרגיה הנדרשת כדי לקלף, detangle, לפזר, ולתפקד boron nitride nanotubes ו boron nitride nanostructures ביעילות גבוהה. פרמטרי העיבוד הניתנים לשליטה מדויקת של אולטרסאונד בעצימות גבוהה (כלומר אנרגיה, משרעת, זמן, טמפרטורה ולחץ) מאפשרים להתאים בנפרד את תנאי העיבוד ליעד התהליך הממוקד. משמעות הדבר היא אינטנסיביות קולית ניתן להתאים לגבי ניסוח ספציפי (איכות של BNNTs, ממס, ריכוז מוצק נוזלי וכו '), ובכך להשיג תוצאות אופטימליות.

Boron nitride nanotubes (BNNTs) can be synthesized using sonication

מסלול אולטרה סאונד לסנתז בורון ניטריד ננו
(לימודים וגרפיים: יו ואח' 2012)

היישומים של עיבוד קולי BNNT ו- BNN מכסים את הטווח המלא מן הפיזור ההומוגני של ננו-מבנים בורון nitride דו מימדי (2D-BNNs), כדי פונקציונליזציה שלהם פילינג כימי של בורון משושה חד שכבתי nitride. להלן, אנו מציגים את הפרטים על פיזור קולי, פילינג, ופונקציונליזציה של BNNTs ו BNNs.

בקשת מידע





Dispersion of boron nitride nanotubes using high-intensity ultrasonicators from Hielscher Ultrasonics

התקנת מפזרים קוליים (2x UIP1000hdT) לעיבוד צינוריות בורון ניטריד בקנה מידה תעשייתי

פיזור אולטרה סאונד של צינוריות בורון ניטריד

כאשר צינורות בורון ניטריד (BNNTs) משמשים לחיזוק פולימרים או לסנתז חומרים חדשים, נדרש פיזור אחיד ואמין למטריצה. מפזרים אולטרה סאונד נמצאים בשימוש נרחב כדי לפזר חומרים ננו כגון CNTs, חלקיקים מתכתיים, חלקיקי ליבה-פגז וסוגים אחרים של חלקיקי ננו לשלב השני.
פיזור אולטרה סאונד הוחל בהצלחה כדי להתנתק ולהפיץ BNNTs באופן אחיד בפתרונות מימיים ולא מימיים כולל אתנול, אתנול PVP, אתנול TX100, כמו גם פולימרים שונים (למשל פוליאוריתן).
פעיל שטח בשימוש נפוץ כדי לייצב פיזור BNNT מוכן באולטרסאונד הוא 1%wt נתרן דודקיל סולפט (SDS) פתרון. לדוגמה, 5 מ"ג BNNTs מפוזרים באולטרסאונד בבקבוקון עם 5 מ"ל של 1%wt. פתרון SDS באמצעות מפזר מסוג בדיקה קולי כגון UP200St (26 קילו-הרץ, 200 ואט).

פיזור מימית של BNNTs באמצעות אולטראסאונד

בשל האינטראקציות החזקות שלהם ואן דר ואלס ומשטח הידרופובי, צינוריות בורון ניטריד אינן ניתנות לפיזור גרוע בפתרונות מבוססי מים. כדי לפתור בעיות אלה, Jeon et al. (2019) השתמשו Pluronic P85 ו F127, אשר יש גם קבוצות הידרופיליות וקבוצות הידרופובי לתפקד BNNT תחת sonication.

Length reduction and cutting of boron nitride nanotubes (BNNTs) by high-intensity ultrasonication

תמונות SEM של BNNTs מעודנים לאחר משכי זמן שונים sonication. כפי שמוצג, האורכים של BNNTs אלה להקטין עם הגידול במשך sonication המצטבר.
(מחקר ותמונה: לי ואח ' 2012)

פילינג ללא פעילי שטח של בורון ניטריד ננו גליונות באמצעות Sonication

לין ואח ' (2011) מציגים שיטה נקייה של פילינג ופיזור של בורון משושה nitride (h-BN). בורון משושה nitride נחשב באופן מסורתי להיות מסיס במים. עם זאת, הם הצליחו להוכיח כי מים יעילים כדי לקלף את מבני h-BN שכבות באמצעות ultrasonication, יצירת "נקי" פיזור מימית של h-BN nanosheets ללא שימוש בחומרים פעילי שטח או פונקציונליזציה אורגנית. זה תהליך פילינג קולי הפיק כמה שכבות h-BN nanosheets, כמו גם nanosheet חד שכבתית מינים nanoribbon. רוב הננו-גליונות היו בגדלים לרוחב מופחתים, שיוחסו לחיתוך יריעות h-BN של אב הנגרמות על ידי הידרוליזה בסיוע sonication (שאושרה על ידי בדיקת האמוניה ותוצאות הספקטרוסקופיה). הידרוליזה המושרה באולטרסאונד גם קידם את פילינג של h-BN nanosheets בסיוע אפקט הקוטביות של הממס. ה- h-BN nanosheets בפיזורים מימיים "נקיים" אלה הפגינו יכולת תהליך טובה באמצעות שיטות פתרון השומרות על המאפיינים הפיזיים שלהם. ננו-גליונות h-BN מפוזרים במים גם הפגינו זיקה חזקה כלפי חלבונים כגון פריטין, מה שמרמז כי משטחי nanosheet היו זמינים עבור הטיות ביולוגיות נוספות.

אולטרה סאונד ננו פיזור עם ultrasonicator UP400St

בקשת מידע





שיטת הפיזור הסונו-מכנית באמצעות כוחות cavitation וגזירה קוליים היא גישת מיזוג פיזית טהורה, אשר הוכח מסוגל להפריך BNNTs וייצוב BNNTs בודדים תוך שמירה על שלמותם ותכונות מהותיות. החלת אנרגיה קולית מתאימה (Ws / mL), כלומר משרעת מותאמת ומשך sonication, פיזור קולי יכול להתפרק ולפזר BNNTS באופן אחיד. משרעת גבוהה יותר sonication ארוך יותר ניתן ליישם אם אורך צינוריות בורון nitride צריך להיות מופחת. קרא עוד על הפחתת גודל קולי חיתוך אורך של BNNTs בסעיף הבא.

הפחתת גודל אולטרה סאונד וחיתוך של צינוריות בורון Nitride

אורך צינוריות בורון nitride ממלא תפקיד מכריע כשמדובר העיבוד הבא של BNNTs לתוך פולימרים וחומרים פונקציונליים אחרים. לכן זוהי עובדה חשובה כי sonication של BNNTs בממס יכול לא רק להפריד BNNTs בנפרד, אלא גם לקצר את BNNTs מובנה במבוק בתנאים מבוקרים. BNNTs מקוצר יש סיכוי נמוך בהרבה של מאגד במהלך הכנה מורכבת. לי ב al. (2012) הוכיח כי האורכים של BNNTs פונקציונלי יכול להיות מקוצר ביעילות מ >10μm כדי ∼500nm על ידי ultrasonication. הניסויים שלהם מראים כי פיזור קולי יעיל של BNNT בתמיסה הכרחי עבור חיתוך כזה של הפחתת גודל BNNT וחיתוך.

Boron nitride nanotubes can be efficiently dispersed and reduced in length using high-intensity ultrasonication

(ג) mPEG מפוזרים היטב - DSPE / BNNTs במים (לאחר 2 שעות של sonication). (ד) נציג סכמטי של BNNT פונקציונלי על ידי מולקולת mPEG-DSPE
(מחקר ותמונה: לי ואח ' 2012)

Ultrasonic dispersion is a well established technique to disperse and exfoliate boron nitride nanotubes.

homogenizer Ultrasonic UP400St לפיזור צינורות בורון ניטריד (BNNTs)

בקשת מידע





אולטרה סאונד בעלי ביצועים גבוהים לעיבוד BNNT

התכונות החכמות של אולטראסאונד Hielscher נועדו להבטיח פעולה אמינה, תוצאות לשחזור וידידותיות למשתמש. ניתן לגשת בקלות להגדרות תפעוליות ולחייג אליהן באמצעות תפריט אינטואיטיבי, אליו ניתן לגשת באמצעות תצוגת מגע צבעונית דיגיטלית ושלט רחוק בדפדפן. לכן, כל תנאי העיבוד כגון אנרגיה נטו, אנרגיה כוללת, משרעת, זמן, לחץ וטמפרטורה נרשמים באופן אוטומטי על כרטיס SD מובנה. זה מאפשר לך לתקן ולהשוות ריצות sonication הקודם כדי לייעל את תהליך פילינג ופיזור של צינוריות בורון nitride וננו ליעילות הגבוהה ביותר.
מערכות אולטרסוניקה Hielscher משמשים ברחבי העולם לייצור BNNTs באיכות גבוהה. אולטראסאונד תעשייתי Hielscher יכול בקלות להפעיל משרעת גבוהה בפעולה רציפה (24/7/365). אמפליטודות של עד 200μm ניתן ליצור בקלות ברציפות עם sonotrodes סטנדרטי (בדיקות קוליות / קרניים). עבור משרעת גבוהה עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. בשל החוסן שלהם ותחזוקה נמוכה, מערכות פילינג ופיזור קולי שלנו מותקנים בדרך כלל עבור יישומים חובה כבדה בסביבות תובעניות.
Hielscher אולטרסוניקה’ מעבדי אולטראסוניות תעשייתיים יכולים לספק משרעת גבוהה מאוד. משרעת של עד 200μm ניתן להפעיל ברציפות בקלות בפעולה 24/7. עבור משרעת גבוהה עוד יותר, sonotrodes אולטראסוניות מותאמות אישית זמינים.
מעבדי אולטראסאונד Hielscher לפיזור ופילינג של צינוריות בורון nitride, כמו גם CNTs וגרפן מותקנים כבר ברחבי העולם בקנה מידה מסחרי. צרו קשר עכשיו כדי לדון בתהליך הייצור של BNNT! הצוות המנוסה שלנו ישמח לשתף מידע נוסף על תהליך פילינג, מערכות קוליות ותמחור!
הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו:

נפח תצווה קצב זרימה התקנים מומלצים
1 עד 500mL 10 עד 200mL / min מעלהay
10 עד 2000mL 20 עד 400mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 ל 20L 0.2 ל 4 ליטר / דקה UIP2000hdT
10 עד 100 ליטר 2 עד 10L / min UIP4000hdT
N.A. 10 עד 100L / min UIP16000
N.A. יותר גדול אשכול UIP16000

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף אודות מעבדים אולטרה סאונד, יישומים ומחיר. נשמח לדון בתהליך שלך איתך ולהציע לך מערכת אולטרה סאונד לפגישה הדרישות שלך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


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

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת הומוגניזרים אולטראסוניות ביצועים גבוהים עבור ערבוב יישומים, פיזור, אמולסיה וחילוץ על מעבדה, טייס בקנה מידה תעשייתי.

ספרות/הפניות



עובדות שראוי לדעת

בורון ניטריד צינורות וננו

צינורות בורון ניטריד מציעים מבנה אטומי ייחודי המורכב מאטומי בורון וחנקן המסודרים ברשת משושה. מבנה זה מעניק ל- BNNT תכונות מהותיות מצוינות רבות כגון חוזק מכני מעולה, מוליכות תרמית גבוהה, התנהגות בידוד חשמלית, רכוש פיזואלקטרי, יכולת מיגון נויטרונים והתנגדות חמצון. ניתן לכוונן את הפער של רצועת 5 eV גם באמצעות שדות חשמליים רוחביים, מה שהופך את BNNTs למעניינים עבור מכשירים אלקטרוניים. בנוסף, BNNTs יש עמידות חמצון גבוהה עד 800 מעלות צלזיוס, להראות piezoelectricity מעולה, והוא יכול להיות חומר אחסון מימן בטמפרטורת החדר טוב.

BNNTs לעומת גרפן: BNNTs הם האנלוגיות המבניות של גרפן. ההבדל העיקרי בין ננו מבוססי בורון ניטריד לבין עמיתיהם מבוססי פחמן הוא אופי הקשרים בין האטומים. לקשר C-C בננו-חומרים פחמניים יש אופי קוולנטי טהור, בעוד שקשרי B-N מציגים אופי יוני חלקית בשל זוגות e ב- B-N היברידי sp2. (cf. Emanet ואח' 2019)

BNNTs לעומת פחמן Nanotubes: בורון nitride צינוריות (BNNTs) להפגין ננו צינורי דומה צינורי צינורות פחמן (CNTs) שבו אטומי בורון וחנקן מסודרים ברשת משושה.


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 אולטרסוניקה מייצרת homogenizers קולי ביצועים גבוהים מ מַעבָּדָה ל גודל תעשייתי.