Hielscher Ultrasonics
נשמח לדון בתהליך שלכם.
התקשרו אלינו: +49 3328 437-420
שלחו לנו מייל: info@hielscher.com

פילינג קולי של גרפן מפוזר מים

  • ניתן לייצר ננו-יריעות גרפן חד-שכבתיות ודו-שכבתיות במהירות באמצעות פילינג על-קולי עם תפוקה גבוהה ובעלות נמוכה.
  • גרפן אולטרה-סאונד יכול להיות פונקציונלי עם ביופולימרים על מנת לקבל גרפן פיזור מים.
  • על ידי קוויטציה קולית, הגרפן המסונתז יכול להיות מעובד עוד יותר לפיזור יציב על בסיס מים.

פילינג קולי של גרפן באיכות גבוהה

אולטרסוניקציה היא שיטה אמינה לייצור שכבות גרפן (מונו, דו שכבות ומעטות גרפן) מפתיתי גרפיט או חלקיקים. בעוד טכניקות פילינג נפוצות אחרות כגון טחנות כדור וגליל או מערבלים בעלי גזירה גבוהה קשורות לאיכות נמוכה ולשימוש בריאגנטים וממסים אגרסיביים, שיטת הפילינג העל-קולי משכנעת על ידי תפוקה באיכות גבוהה, קיבולת תהליך גבוהה ותנאי עיבוד מתונים.
קוויטציה על-קולית יוצרת כוחות גזירה אינטנסיביים, המפרידים את שכבות הגרפיט המוערמות לשכבות מונו, דו-שכבות מעטות של גרפן נטול פגמים.

יריעות גרפן הניתנות לפיזור מים באמצעות סוניקציה

סוניקציה באמצעות בדיקה על-קולית היא שיטה יעילה לקילוף ננו-יריעות גרפן חד-שכבתיות ולפיזורן באופן אחיד. פונקציונליות קולית מאפשרת לייצר גרפן פיזור מים.Ultrasonication הוא הליך יעיל עם תוצאות חוזרות להתיר carbonnanotubes במים או ממיסים אורגניים. [/caption] בתנאים רגילים, גרפן כמעט ולא ניתן להתפזר במים ויוצר אגרגטים ואגרגטים כאשר הוא מפוזר בתווך מימי. מכיוון שלמערכות מימיות יש יתרונות משמעותיים של היותן זולות, מערכות גרפן לא רעילות, ידידותיות לסביבה, מבוססות מים אטרקטיביות מאוד ליצרני גרפן ולתעשייה במורד הזרם.
על מנת להשיג ננו-יריעות גרפן הניתנות לפיזור מים, הגרפן המתקלף באולטרסאונד משתנה עם פוליסכרידים / ביופולימרים כגון פולולן, צ'יטוזן, אלגינט, ג'לטין או גומי ערבי.

יתרונות:

  • גרפן באיכות גבוהה
  • תשואה גבוהה
  • פיזור על בסיס מים
  • ריכוז גבוה
  • יעילות גבוהה
  • תהליך מהיר
  • עלות נמוכה
  • תפוקה גבוהה
  • ידידותי לסביבה

בקשת מידע




שימו לב ל מדיניות פרטיות.




מערכת פיזור קולי 7kW לייצור גרפן מוטבע (לחצו להגדלה!)

כור קולי עם אולטרסאונד מסוג בדיקה לקילוף גרפן בקנה מידה תעשייתי

פרוטוקול פילינג ישיר של גרפיט באמצעות אולטרסאונד

פולולן לא יוני ואלגינט אניוני (1.0 גרם) הומסו בנפרד ב-20 מ"ל מים מזוקקים, ואילו צ'יטוזן קטיוני (0.4 גרם) הומס ב-20 מ"ל מים מזוקקים עם 1 wt% חומצה אצטית. אבקת גרפיט פוזרה בתמיסות הביופולימר המימיות וטופלה באמצעות אולטרסוניקטור מסוג בדיקה UP200S (הספק מרבי 200 W, תדר 24 קילוהרץ, Hielscher Ultrasonics, גרמניה) מצויד בסונוטרודה מטיטניום (מיקרו קצה S3, קוטר קצה 3 מ"מ, משרעת מקסימלית 210μm, צפיפות הספק אקוסטית או עוצמת פני שטח 460 W cm-2) בתנאים הבאים: מחזור 0.5 ומשרעת 50%, לתקופה של 10, 20, 30 ו-60 דקות, בהתאמה. התוצאות הטובות ביותר הושגו לאחר סוניקציה של 30 דקות. הסוניקציה הופעלה בהספק של 16.25 ואט למשך 30 דקות, עם צריכת אנרגיה (תפוקת אנרגיה ליחידת נפח) של 731 Ws ml-1.
לאחר מכן, תערובות היו צנטריפוגות ב 1500 סל"ד במשך 60 דקות כדי להסיר חלקיקי גרפיט unexpeeled ולאחר מכן שטף 5 פעמים ושוב צנטריפוגה ב 5000 סל"ד במשך 20 דקות כדי להסיר ביופולימרים עודפים. התמיסות שנוצרו באפור כהה יובשו בוואקום בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס עד ללא אובדן מסה. אבקות הפולימר-גרפן שהתקבלו פוזרו מחדש במים (1 מ"ג מל-1 עבור פולולן וצ'יטוזן; 0.18 מ"ג מל-1 עבור אלגינט) לצורך אפיון. יריעות גרפן שהתקבלו על ידי אולטרסוניקציה בסיוע פולולן, אלגינט וצ'יטוזאן סומנו כ-pull-G, alg-G ו-chit-G, בהתאמה.
מתוך שלוש המערכות, פולולן וצ'יטוזן היו יעילים יותר בקילוף גרפיט מאשר אלגינט. שיטה זו הניבה יריעות גרפן חד-שכבתיות, דו-שכבתיות ומעטות עם פגמים רוחביים (קצוות) נמוכים בלבד. ספיחת ביופולימרים על פני גרפן מעניקה יציבות ארוכת טווח (יותר מ-6 חודשים) של הפיזור המימי.
(ראה: Unalan et al. 2015)

פילינג גרפן קולי במים

רצף מהיר (מ-a עד f) של פריימים הממחישים פילינג סונו-מכני של פתית גרפיט במים באמצעות UP200S, אולטרה-סאונד 200W עם סונוטרודה 3 מ"מ. חצים מראים את מקום הפיצול (פילינג) עם בועות קוויטציה החודרות לפיצול.
(מחקר ותמונות: © Tyurnina et al. 2020

המחקר של Unalan et al. 2015 נותן תוצאות מצוינות עבור הכנה קולית של ננו גרפן פיזור מים. עבור פילינג קולי Hielscher UP200S בדיקה ultrasonicator שימש. www.hielscher.com

תמונות TEM של pull-G עבור: (א) 10 דקות; (ב) 20 דקות; (ג) 30 דקות; (ד) 60 דקות; (ה) צ'יט-ג'י למשך 30 דקות; (f) alg-G למשך 30 דקות (Unalan et al. 2015)

Ultrasonicators עבור פילינג גרפן

ה- Ultrasonicator UIP6000hdT התעשייתי מספק 6000 וואט של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה באמצעות בדיקה (סונוטרודה) ליישומי הומוגניזציה, פיזור, תחליב וחילוץ.Hielscher כוח גבוה מעבדים קוליים משמשים ברחבי העולם עבור פילינג מוצלח ופיזור של גרפיט וגרפן. המפזרים העל-קוליים שלנו זמינים ממעבדה וספסל ועד יחידות ייצור תעשייתיות מלאות. מלבד חוסן, פעולה 24/7 ותחזוקה נמוכה, Hielscher ultrasonicators לשכנע על ידי קלות גבוהה של עיבוד מדרגיות ליניארית.
ניתן לבדוק תהליכים בקלות ולייעל אותם במעבדה. לאחר מכן, ניתן לשנות את כל תוצאות התהליך באופן ליניארי לחלוטין לרמת הייצור המסחרי. זה הופך את הסוניקציה לשיטת ייצור יעילה ויעילה עבור נפח גבוה של יריעות גרפן באיכות גבוהה.
Hielscher Ultrasonics מעבדים קוליים תעשייתיים יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7. עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. כורי אולטרסאונד תואמים מבטיחים יכולת ייצור המוני אמין ובטוח של ננו-יריעות גרפן באיכות גבוהה, כמו גם פיזור ננו-יריעות יציב.

החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות.
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:

נפח אצווה קצב זרימה מכשירים מומלצים
10 עד 2000 מ"ל 20 עד 400 מ"ל/דקה UP200Ht, UP400ST
00.1 עד 20 ליטר 00.2 עד 4L/דקה UIP2000hdT
10 עד 100 ליטר 2 עד 10 ליטר/דקה UIP4000
נ.א. 10 עד 100 ליטר/דקה UIP16000
נ.א. גדול אשכול של UIP16000

צרו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף על מפיצים על-קוליים עבור פילינג ננו-גיליונות, יישומים הקשורים לגרפן, פרטים טכניים ומחירים. נשמח לדון איתך בתהליך ייצור הגרפן שלך ולהציע לך אולטרסאונד הממלא את דרישותיך!









אנא שימו לב מדיניות פרטיות.




אולטרה-סוניקציה אינטנסיבית באמצעות בדיקה על-קולית (סונוטרודה) היא שיטה יעילה ביותר לדלמינציה ולקילוף ננו-יריעות גרפן.

מנגנון פילינג קולי של ננו-גיליונות דו-ממדיים.
(מחקר וגרפיקה: Tyurnina et al., 2020)



עובדות שכדאי לדעת

גרפן

גיליון גרפן גרפן הוא monolayer של sp2- אטומי פחמן מלוכדים. גרפן מציע תכונות חומר ייחודיות כגון שטח פנים סגולי גדול במיוחד (2620 מ '2g-1), תכונות מכניות מעולות עם מודולוס יאנג של 1 TPa וחוזק פנימי של 130 GPa, מוליכות אלקטרונית גבוהה במיוחד (ניידות אלקטרונים בטמפרטורת החדר של 2.5 × 105 ס"מ2 V-1s-1), מוליכות תרמית גבוהה מאוד (מעל 3000 W m K-1), כדי לציין את המאפיינים החשובים ביותר. בשל תכונות החומר המעולות שלו, גרפן נמצא בשימוש רב בפיתוח וייצור של סוללות בעלות ביצועים גבוהים, תאי דלק, תאים סולריים, קבל-על, מחסני מימן, מגנים אלקטרומגנטיים והתקנים אלקטרוניים. יתר על כן, גרפן משולב בננו-מרוכבים רבים ובחומרים מרוכבים כתוסף מחזק, למשל בפולימרים, קרמיקה ומטריצות מתכת. בשל מוליכותו הגבוהה, גרפן הוא מרכיב חשוב בצבעים מוליכים ובדיו.
המהיר והבטוח הכנה קולית של גרפן ללא פגם בכמויות גדולות ובעלויות נמוכות מאפשר להרחיב את היישומים של גרפן ליותר ויותר תעשיות.

ספרות/מקורות


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 מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מ המעבדה ל גודל תעשייתי.

נשמח לדון בתהליך שלכם.

Let's get in contact.