פילינג אולטרה סאונד של קסנים

קסנים הם ננו-חומרים מונואלמנטליים דו-ממדיים עם תכונות יוצאות דופן כגון שטח פנים גבוה מאוד, תכונות פיזיות / כימיות אניסוטרופיות כולל מוליכות חשמלית מעולה או חוזק מתיחה. פילינג אולטרה סאונד או delamination היא טכניקה יעילה ואמינה לייצר nanosheets 2D שכבה אחת מחומרים קודמים שכבות. פילינג אולטרה סאונד כבר הוקם לייצור של ננו גליונות קסנס באיכות גבוהה בקנה מידה תעשייתי.

קסנס – ננו-מבנים של מונו-שכבה

בורופן פילינג אולטרה סאונדקסנים הם מונו-שכבות (2D), ננו-חומרים מונואלמנטליים, הכוללים מבנה דמוי גרפן, קשר קוולנטי תוך שכבתי וכוחות ואן דר ואלס חלשים בין שכבות. דוגמאות לחומרים, שהם חלק ממעמד הקסנים הן בורופן, סילקן, גרמן, סטנן, זרחן (זרחן שחור), ארסן, ביסמוטנה, טלורן ואנטימון. בשל המבנה הדו-ממדי החד-שכבתי שלהם, ננו-חומרים של קסנס נחרצים על ידי משטח גדול מאוד, כמו גם הפעלות כימיות ופיזיות משופרות. מאפיינים מבניים אלה מעניקים ננו-חומרים קסנס תכונות פוטוניות, קטליטיות, מגנטיות ואלקטרוניות מרשימות והופכים את הננו-מבנים האלה למעניינים מאוד עבור יישומים תעשייתיים רבים. התמונה משמאל להראות תמונות SEM של בורופן פילינג באולטרסאונד.

בקשת מידע





כור אולטרה סאונד לפילינג תעשייתי של ננו-גליונות דו-ממדיים כגון קסנים (למשל בורופן, סילקן, גרמן, סטנן, זרחן (זרחן שחור), ארסן, ביסמוטן, וטלורן ואנטימונים).

כור עם 2000 וואט ultrasonicator UIP2000hdT לפילינג בקנה מידה גדול של ננו-גליונות קסנס.

ייצור של ננו-חומרים קסנס באמצעות Delamination אולטרה סאונד

פילינג נוזלי של ננו-חומרים בשכבות: ננו-גליונות דו-ממדיים חד-שכבתיים מיוצרים מחומרים אנאורגניים עם מבנים בשכבות (למשל גרפיט) המורכבים משכבות מארחות מוערמות באופן רופף המציגות הרחבה של גלריה שכבה לשכבה או נפיחות בהתקשרות של יונים ו/או ממסים מסוימים. פילינג, שבו השלב השכבות הוא בקע לתוך nanosheets, בדרך כלל מלווה את הנפיחות בשל משיכות אלקטרוסטטיות מוחלשות במהירות בין השכבות המייצרות פיזור קולואידי של שכבות 2D בודדים או גיליונות. (cf. Geng et al, 2013) באופן כללי ידוע כי נפיחות מקלה על פילינג באמצעות ultrasonication וכתוצאה מכך nanosheets טעון שלילית. טיפול כימי גם מקל על פילינג באמצעות sonication בממסים. לדוגמה, פונקציונליזציה מאפשרת פילינג של הידרוקסידים כפולים בשכבות (LDHs) באלכוהול. (cf. Nicolosi et al., 2013)
עבור פילינג אולטרה סאונד / delamination החומר בשכבות חשוף גלים קוליים חזקים בממס. כאשר גלי אולטרסאונד צפופים אנרגיה מצמידים לתוך נוזל או תרחיף, אקוסטי aka cavitation קולי להתרחש. cavitation אולטרה סאונד מאופיין על ידי קריסה של בועות ואקום. גלי אולטרסאונד לנסוע דרך הנוזל וליצור לסירוגין לחץ נמוך / מחזורי לחץ גבוה. בועות ואקום דקה להתעורר במהלך מחזור לחץ נמוך (נדיר) ולגדול על מחזורי לחץ נמוך / לחץ גבוה שונים. כאשר בועת cavitation מגיעה לנקודה שבה היא לא יכולה לספוג אנרגיה נוספת, הבועה קורסת באלימות ויוצרת תנאים מקומיים צפופים מאוד אנרגטית. נקודה חמה cavitational נקבעת על ידי לחצים גבוהים מאוד וטמפרטורה, בהתאמה לחצים והפרשי טמפרטורה, סילוני נוזל במהירות גבוהה, וכוחות גזירה. כוחות סונומכניים וסונוכימיים אלה דוחפים את הממס בין השכבות הערומות לבין חלקיקים שכבות מתפרקים ומבנים גבישיים ובכך מייצרים ננו-גליונות פילינג. רצף התמונה להלן מדגים את תהליך הפילינג על ידי cavitation קולי.

פילינג גרפן אולטרה סאונד במים

רצף במהירות גבוהה (מ- a עד f) של מסגרות הממחישות פילינג סונו-מכני של פתית גרפיט במים באמצעות UP200S, ultrasonicator 200W עם סונוטרודה 3 מ"מ. חצים מראים את המקום של פיצול (פילינג) עם בועות cavitation חודרים הפיצול.
© טירונינה ואח' 2020 (CC BY-NC-ND 4.0)

מידול הראה כי אם אנרגיית פני השטח של הממס דומה לזו של החומר השכבות, הפרש האנרגיה בין המצבים פילינג reaggregated יהיה קטן מאוד, הסרת הכוח המניע עבור צבירה מחדש. בהשוואה לשיטות ערבוב וגזירה חלופיות, מסיתים קוליים סיפקו מקור אנרגיה יעיל יותר לפילינג, מה שהוביל להדגמה של פילינג יון intercalation -בסיוע TaS2NbS,2ומוס,2כמו גם תחמוצות שכבתיות., (cf. Nicolosi et al., 2013)

Ultrasonication הוא כלי יעיל ואמין מאוד עבור פילינג נוזלי של nanosheets כגון גרפן ו xenes.

תמונות TEM של ננו-גליונות פילינג נוזלי באולטרסאונד: (A) ננו-גיליון גרפן פילינג באמצעות sonication בממס N-מתיל-pyrrolidone. (B) h-BN nanosheet פילינג באמצעות sonication באיזופרופנול ממס. (ג) ננו-גיליון MoS2 פילינג באמצעות sonication בתמיסה פעילי שטח מימית.
(מחקר ותמונות: ©ניקולוסי ואח', 2013)

פרוטוקולי פילינג נוזלי אולטרה סאונד

פילינג אולטרה סאונד ו delamination של קסנים וננו-חומרים מונוליים אחרים נחקרה בהרחבה במחקר והועברה בהצלחה לשלב הייצור התעשייתי. להלן אנו מציגים לך פרוטוקולי פילינג נבחרים באמצעות sonication.

פילינג אולטרה סאונד של פתיתי ננו-זרחן

זרחן (ידוע גם בשם זרחן שחור, BP) הוא חומר מונואלמנטלי דו-ממדי שנוצר מאטומי זרחן.
במחקר של Passaglia ואח ' (2018), הכנת השעיות יציבות של זרחן − מתיל מתקרילט על ידי פילינג נוזלי-פאזה בסיוע sonication (LPE) של bP בנוכחות MMA ואחריו פילמור רדיקלי הוא הדגים. מתיל מתקרילט (MMA) הוא מונומר נוזלי.

פרוטוקול לפילינג נוזלי אולטרה סאונד של זרחן

השעיות MMA_bPn, NVP_bPn ו-Sty_bPn הושגו על ידי LPE בנוכחות המונומר היחיד. בהליך טיפוסי, ∼5 מ"ג של bP, נמחץ בזהירות במכתש, הוכנס למבחנה ולאחר מכן נוספה כמות משוקללת של MMA, Sty או NVP. ההשעיה bP מונומר היה sonicated במשך 90 דקות באמצעות Hielscher אולטרסוניקה הומוגניזר UP200St (200 ואט, 26kHz)מצויד בסונוטרודה S26d2 (קוטר קצה: 2 מ"מ). משרעת קולי נשמר קבוע ב 50% עם P = 7 W. בכל המקרים, אמבט קרח שימש לפיזור חום משופר. ההשעיות הסופיות MMA_bPn, NVP_bPn Sty_bPn וההשעיות Sty_bPn הושחתו אז עם N2 למשך 15 דקות. כל ההשעיות נותחו על ידי DLS, מראה ערכי rH ממש קרוב לזה של DMSO_bPn. לדוגמה, ההשעיה MMA_bPn (בעלת כ -1% מתוכן bP) התאפיינה ב- rH = 512 ± 58 ננומטר.
בעוד מחקרים מדעיים אחרים על זרחן לדווח זמן sonication של מספר שעות באמצעות מנקה קולי, ממיסים נקודת רתיחה גבוהה, ויעילות נמוכה, צוות המחקר של Passaglia להפגין פרוטוקול פילינג קולי יעיל מאוד באמצעות ultrasonicator מסוג בדיקה (כלומר, בית Seating).

פילינג בורופן אולטרה סאונד

לקבלת פרוטוקולי sonication ותוצאות של פילינג בורופן קולי, אנא לחץ כאן!

פילינג אולטרה סאונד של כמה שכבות סיליקה Nanosheets

תמונת SEM של ננו-גליונות סיליקה פילינג באולטרסאונד.כמה שכבות פילינג סיליקה nanosheets (E-SN) הוכנו מ vermiculite טבעי (ורם) באמצעות פילינג קולי. לסינתזה של ננו-גליונות סיליקה פילינג המערכת הבאה פילינג נוזלי-פאזה הוחלה: 40 מ"ג ננו-גליונות סיליקה (SN) פוזרו באתנול מוחלט 40 מ"ל. לאחר מכן, התערובת הייתה ultrasonicated במשך 2 שעות באמצעות Hielscher מעבד אולטרהמצויד בסונוטרודה 7 מ"מ., המשרעת של גל אולטרסאונד נשמר קבוע ב 70%. אמבט קרח הוחל כדי למנוע התחממות יתר. SN לא מנוצל הוסרו על ידי צנטריפוגה ב 1000 סל"ד במשך 10 דקות. לבסוף, המוצר היה decanted ו מיובש בטמפרטורת החדר תחת ואקום לילה. (cf. Guo et al., 2022)

פילינג אולטרה סאונד של ננו-גליונות 2D monolayer כגון קסנים (למשל, זרחן, בורופן וכו ') מושגת ביעילות על ידי sonication סוג בדיקה.

פילינג אולטרה סאונד של ננו-גליונות מונו-שכבה עם ultrasonicator UP400St.


פילינג נוזלי אולטרה סאונד של ננו-גליונות שכבה אחת.

פילינג נוזלי אולטרה סאונד הוא יעיל מאוד לייצור של ננו גליונות קסנס. התמונה מציגה את 1000 וואט חזק UIP1000hdT.

בקשת מידע





בדיקות אולטראסאונד בעוצמה גבוהה וכורים לפילינג של גליונות ננו-גליונות קסנס

Hielscher אולטרסוניקה מתכננת, מייצרת, ומפיצה ultrasonicators חזק ואמין בכל גודל. ממכשירי אולטרה סאונד מעבדה קומפקטיים לבדיקות אולטרה סאונד תעשייתיות וכורים, Hielscher יש את המערכת הקולית האידיאלית עבור התהליך שלך. עם ניסיון רב שנים ביישומים כגון סינתזה ננו-חומרית ופיזור, הצוות המאומן היטב שלנו ימליץ לך על ההתקנה המתאימה ביותר לדרישות שלך. מעבדי אולטרה סאונד תעשייתיים Hielscher ידועים כסוסי עבודה אמינים במתקנים תעשייתיים. מסוגל לספק אמפליטודות גבוהות מאוד, Hielscher ultrasonicators הם אידיאליים עבור יישומים בעלי ביצועים גבוהים כגון סינתזה של קסנים וננו-חומרים מונוליים 2D אחרים כגון בורופן, זרחן או גרפן, כמו גם פיזור אמין של ננו-מבנים אלה.
אולטרסאונד חזק במיוחד: 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.
האיכות הגבוהה ביותר – מעוצב ומיוצר בגרמניה: כל הציוד מתוכנן ומיוצר במטה שלנו בגרמניה. לפני המסירה ללקוח, כל מכשיר קולי נבדק בקפידה תחת עומס מלא. אנו שואפים לשביעות רצון הלקוחות והייצור שלנו בנוי כדי למלא את אבטחת האיכות הגבוהה ביותר (למשל, אישור ISO).

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.


homogenizers גבוה גזרה גבוהה אולטרה סאונד משמשים במעבדה, ספסל העליון, פיילוט ועיבוד תעשייתי.

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



ספרות/הפניות

עובדות שראוי לדעת

זרחן

הזרחן (גם ננו-גיליון זרחן שחור / ננו-פתיתים) מציג ניידות גבוהה של 1000 ס"מ2 V-1 s-1 עבור מדגם של עובי 5 ננומטר עם יחס ON / OFF זרם גבוה של 105. כמו מוליך למחצה מסוג p, זרחן בעל פער רצועה ישירה של 0.3 eV. יתר על כן, זרחן יש פער רצועה ישיר אשר מגדיל עד כ 2 eV עבור monolayer. מאפיינים חומריים אלה הופכים את ננו-גליונות הזרחן השחורים לחומר מבטיח עבור יישומים תעשייתיים במכשירים ננו-אלקטרוניים וננו-פוטוניים, המכסים את כל טווח הספקטרום הנראה לעין. (cf. Passaglia et al., 2018) יישום פוטנציאלי נוסף טמון ביישומי ביו-רפואה, שכן רעילות נמוכה יחסית הופכת את השימוש בזרחן שחור לאטרקטיבי ביותר.
בכיתה של חומרים דו ממדיים, זרחן ממוקם לעתים קרובות ליד גרפן כי, בניגוד גרפן, זרחן יש פער רצועה בסיסית nonzero שניתן לאפנן עוד יותר על ידי זן ואת מספר השכבות בערימה.

בורופן

בורופן הוא מונו-שכבתית אטומית גבישית של בורון, כלומר, זהו אלוטרופיה דו-ממדית של בורון (המכונה גם ננו-גיליון בורון). המאפיינים הפיזיים והכימיים הייחודיים שלו הופכים בורופן לחומר בעל ערך עבור יישומים תעשייתיים רבים.
המאפיינים הפיזיים והכימיים יוצאי הדופן של בורופן כוללים היבטים מכניים, תרמיים, אלקטרוניים, אופטיים ומוליכי-על ייחודיים.
זה פותח אפשרויות להשתמש בבורופן עבור יישומים בסוללות יון מתכת אלקלי, סוללות Li-S, אחסון מימן, supercapacitor, הפחתת חמצן ואבולוציה, כמו גם תגובת אלקטרורדוקציה CO2. עניין גבוה במיוחד נכנס בורופן כחומר אנודה עבור סוללות כחומר אחסון מימן. בשל יכולות ספציפיות תיאורטיות גבוהות, מוליכות אלקטרונית ומאפייני הובלת יוני, בורופן נחשב לחומר אנודה נהדר לסוללות. בשל יכולת ההסתה הגבוהה של מימן לבורופן, הוא מציע פוטנציאל גדול לאחסון מימן – עם קיבולת סטראג' מעל 15% ממשקלו.
קרא עוד על סינתזה קולית ופיזור של בורופן!


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.