אולטראסאונד פילינג של גראפן מפזר מים

  • מונו ו nanosheets גרפן דו השכבתי ניתן לייצר במהירות באמצעות שרה קולית עם תפוקה גבוהה ובעלות נמוכה.
  • אולטרסונית גראפן המודבק יכול להיות פונקציונלי עם biopolymers כדי לקבל גרפן טהור מים מסיסים.
  • על ידי cavitation קולי, גראפן המסונתז יכול להיות מעובד יותר לתוך פיזור מים מבוססי יציבה.

השרה אולטרסאונד של באיכות הגבוהה גראפן

Ultrasonication היא שיטה אמינה לייצר שכבות גרפן (מונו, גרפן דוּ ועל כמה שכבות) מ פתיתי גרפיט או חלקיקים. בעוד טכניקות שרה נפוצה אחרות כגון טחנות כובעים הללו אנד רול או מערבלים-גזירה גבוהה מקושר באיכות נמוכה ושימוש ריאגנטים ממסים אגרסיביים, שיטת השרה הקולית משכנעת על ידי הפלט באיכות גבוהה שלה, קיבולת תהליך גבוהה ותנאי עיבוד עדינים.
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 לקבל nanosheets גרפן-dispersable מים, גראפן מודבק באולטרסאונד שונה עם סוכרים / biopolymers כגון pullulan, chitosan, אלגינט, ג'לטין או מסטיק ערבי.

יתרונות:

  • גרפן באיכות גבוהה
  • תשואה גבוהה
  • פיזור מים מבוססי
  • ריכוז גבוה
  • יעילות גבוהה
  • תהליך מהיר
  • זול
  • תפוקה גבוהה
  • ידידותי לסביבה

בקשת מידע





מערכת פיזור 7kW הקולית לייצור גרפן מוטבע (לחץ 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: 0.5 מחזור 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 שלושת המערכות, pullulan ו chitosan היו יותר יעילים השרה של גרפיט מ אלגינט. שיטה זו הניבה מונו מודבק, דו, ומעט-שכבת יריעות גרפן עם לרוחב נמוך בלבד (קצוות) פגמים. הספיחה של biopolymers על משטח גרפן מקנה יציבות לטווח ארוכה (יותר מ 6 חודשים) של הפיזור המימי.
(ראה: Unalan et al. 2015)

פילינג גרפן אולטרה סאונד 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

השרה אולטרסאונד של nanosheets גרפן מים dispersable (Unalan et al. 2015)

תמונות TEM של משיכה-G עבור: (א) 10 דקות; (ב) 20 דקות; (ג) 30 דקות; (ד) 60 דקות; (ה) צ'יט-G עבור 30 דקות; (ו) ALG-G עבור 30 דקות. (Unalan et al. 2015)

Ultrasonicators עבור פילינג גרפן

האולטרה-סוניקטור התעשייתי UIP6000hdT מספק 6000 וואט של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה באמצעות בדיקה (sonotrode) ליישומי הומוגניזציה, פיזור, תחליב ומיצוי.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 ומדרגיות ליניארית.
תהליכים יכולים להיבדק בקלות מותאמת במעבדה. לאחר מכן, כל תוצאות התהליך וניתן לשנותם ליניארי לחלוטין לרמת ייצור המסחרית. זה עושה sonication שיטה לייצור אפקטיבית ויעילה עבור הנפח הגבוה 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 ציוד אולטרסוני של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 ב כבד חובה בסביבות תובעניים.
הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו:

נפח תצווה קצב זרימה התקנים מומלצים
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 UIP4000
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 על מפיצים על-קוליים עבור פילינג ננו-גיליונות, יישומים הקשורים לגרפן, פרטים טכניים ומחירים. נשמח לדון איתך בתהליך ייצור הגרפן שלך ולהציע לך אולטרסוניקטור הממלא את דרישותיך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


אולטרסוניקציה אינטנסיבית באמצעות בדיקה קולית (סונוטרודה) היא שיטה יעילה ביותר לדלמינציה וקילוף ננו-יריעות גרפן.

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



עובדות שראוי לדעת

גראפן

גיליון גראפן גרפן הוא בשכבה של sp2אטום פחמן -bonded. גראפן מציע מאפייני חומר ייחודיים כגון שטח משטח ספציפי גדול יוצא דופן (2620 מ '2g. אני לא מבין), תכונות מכאניות מעולות עם מודול של 1 TPA ​​ו החוזק פנימי של יאנג של 130-GPA, מוליכות אלקטרוניות גבוהות מאוד (ניידות אלקטרונים בטמפרטורת חדר של 2.5 × 105 סנטימטרים2 V. אני לא מביןהים. אני לא מבין), מוליכות תרמית גבוהה מאוד (מעל 3000 וואט מ K. אני לא מבין), שם את המאפיינים החשובים ביותר. בשל מאפייני החומר המעולים שלה, גרפן משמש רב בפיתוח והייצור של סוללות ביצועים גבוהות, תאי דלק, תאים סולריים, על, לאחסון מימן, מגינים אלקטרומגנטית והתקנים אלקטרוניים. יתר על כן, גרפן הוא שולב nanocomposites רב וחומרים מרוכבים כמו חיזוק תוסף, למשל: ב פולימרים, קרמיקה מטריצות מתכת. בשל המוליכות הגבוהות שלה, גרפן מהווה מרכיב חשוב של צבעי דיו מוליך.
הדרך המהירה ובטוחה הכנה קולית של גרפן ללא פגם בעוצמות גדולות ובעלויות נמוכות מאפשר הרחבת היישומים של גרפן לתעשיות יותר ויותר.

ספרות / הפניות


אולטרסוניקה ביצועים גבוהים! מגוון המוצרים של Hielscher מכסה את הספקטרום המלא מן ultrasonicator המעבדה קומפקטית על יחידות ספסל העליון למערכות אולטראסאונד תעשייתי מלא.

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


נשמח לדון בתהליך שלך.

בואו ניצור קשר.