פילינג גרפן על בסיס מים

פילינג אולטרה סאונד מאפשר לייצר גרפן בשכבה אחת ללא שימוש בממסים קשים באמצעות מים טהורים בלבד. sonication בעוצמה גבוהה delaminates יריעות גרפן בתוך טיפול קצר. הימנעות של ממיסים הופך פילינג גרפן בתהליך ירוק, בר קיימא.

ייצור גרפן באמצעות פילינג פאזה נוזלי

כור קולי עבור פילינג של גרפן.גרפן מיוצר מסחרית באמצעות מה שנקרא פילינג פאזה נוזלי. פילינג שלב נוזלי של גרפן דורש שימוש בממסים רעילים, מזיקים לסביבה ויקרים, המשמשים כטיפול מקדים כימי או בשילוב עם/או עם טכניקת פיזור מכנית. לפיזור מכני של יריעות גרפן, ultrasonication הוקמה כטכניקה אמינה מאוד, יעיל ובטוח לייצר יריעות גרפן באיכות גבוהה בכמויות גדולות ברמה תעשייתית מלאה. מאז השימוש בממסים קשים תמיד מלווה בעלויות, זיהום, הסרה וסילוק מורכבים, חששות בטיחות, כמו גם נטל סביבתי, חלופה רעילה ובטוחה יותר היא יתרון משמעותי. פילינג גרפן באמצעות מים כמו ממס אולטרסאונד כוח עבור delamination מכני של כמה גיליונות גרפן שכבה ולכן היא טכניקה מבטיחה מאוד לייצור גרפן ירוק.
ממיסים נפוצים, אשר משמשים לעתים קרובות כמו שלב נוזלי כדי לפזר nanosheets גרפן, כוללים דימתיל סולפוקסיד (DMSO), N, N-דימתילפורממיד (DMF), N-מתיל-2-pyrrolidone (NMP), Tetramethylurea (TMU), Tetrahydrofuran (THF), פרופילן קרבונטאצטון (PC), אתנול, ו formamide.
כטכניקה מבוססת כבר לטווח ארוך עבור פילינג גרפן בקנה מידה מסחרי, ultrasonication מאפשר לייצר גרפן באיכות גבוהה של טוהר גבוה בעלות נמוכה. כמו פילינג גרפן קולי יכול להיות ליניארי לחלוטין קנה מידה לכל נפח, תפוקת הייצור של פתיתי גרפן באיכות גבוהה ניתן ליישם בקלות לייצור המוני של גרפן.

בקשת מידע





פילינג אולטרה סאונד של גרפן במים

Tyurnina et al. (2020) חקרו את ההשפעות של משרעת ועוצמת סוניקציה על תמיסות גרפיט מים טהורות ופילינג הגרפן המתקבל. במחקר, הם השתמשו Hielscher UP200S (200W, 24kHz). פילינג קולי באמצעות מים יושם כתהליך שלב אחד עבור כמה שכבות גרפן delamination. טיפול קצר של שעתיים הספיק כדי לייצר מעט שכבות גרפן במערך סוניקציה של פתוחה.

פילינג גרפן אולטרה סאונד במים

רצף מהיר (מ-a עד f) של פריימים הממחישים פילינג סונו-מכני של פתית גרפיט במים באמצעות UP200s, ultrasonicator 24 kHz עם sonotrode 3 מ"מ. חצים מראים את מקום הפיצול (פילינג) עם בועות קוויטציה החודרות לפיצול.
© Tyurnina et al., 2020

אופטימיזציה של פילינג גרפן אולטרה סאונד

UP200St מעבד קולי עם מפרק זכוכית sonotrode ו קרקע.ההתקנה הקולית בשימוש על ידי Tyurnina et al. (2020) ניתן לייעל בקלות עבור יעילות רבה יותר פילינג מהר יותר באמצעות כור קולי סגור במצב זרימה דרך. טיפול מוטבע אולטרה סאונד מאפשר טיפול קולי אחיד יותר באופן משמעותי של כל חומר גלם גרפיט: האכלת הפתרון גרפיט / מים ישירות לתוך החלל המוגבל של cavitation קולי, כל גרפיט הופך אחיד sonicated וכתוצאה מכך תשואה גבוהה של פתיתי גרפן באיכות גבוהה.
מערכות אולטרסוניקה Hielscher לאפשר שליטה מדויקת על כל פרמטרי עיבוד חשובים כגון משרעת, זמן / שימור, קלט אנרגיה (WS / mL), לחץ, וטמפרטורה. הגדרת הפרמטרים האולטרה סאונד אופטימלית תוצאות התשואה הגבוהה ביותר, איכות ויעילות הכוללת.

איך Ultrasonication לקדם פילינג גרפן

כאשר גלי אולטרסאונד בהספק גבוה משולבים לתוך תרחיף של אבקת גרפיט ומים או כל ממס, כוחות sonomechanical כגון גזירה גבוהה, מערבולות אינטנסיביות ודיפרנציאלים בלחץ גבוה וטמפרטורה ליצור תנאים אינטנסיביים אנרגיה. תנאים אינטנסיביים אנרגיה אלה הם תוצאה של התופעה של cavitation אקוסטי.
קרא עוד על cavitation קולי כאן!
אולטרסאונד כוח יוזם את הרחבת אבקת גרפיט, שכן נוזלים לחוצים בין שכבות גרפן, אשר גרפיט מורכב. כוחות הגזירה הקוליים delaminate את הסדינים היחידים של גרפן ולפזר אותם כמו פתיתי גרפן בתמיסה. כדי להשיג יציבות ארוכת טווח של גרפן במים, פעילי שטח נדרשים.

Ultrasonicator UP200St (200W) המפזר פחמן שחור במים באמצעות 1%wt Tween80 כחומר פעילי שטח.

פיזור על-קולי של פחמן שחור באמצעות האולטרה-סוניקטור UP200St

תמונה ממוזערת של וידאו

מכניזם של פילינג פאזה נוזלי קולי של פילינג גרפן. מחקר ותמונה מאת טירונינה ואח', 2021.

Mechnism של פילינג שלב נוזלי קולי של פילינג גרפן.
מחקר ותמונה מאת צורנינה ואח', 2021.

בקשת מידע





אולטרה סאונד בעלי ביצועים גבוהים עבור פילינג גרפן

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 גרפן ליעילות הגבוהה ביותר.
Hielscher ultrasonicators ניתן לשלוט מרחוק באמצעות בקרת דפדפן. ניתן לעקוב אחר פרמטרי Sonication ולהתאים בדיוק לדרישות התהליך.מערכות אולטרסוניקה Hielscher משמשים ברחבי העולם לייצור יריעות גרפן באיכות גבוהה תחמוצות גרפן. 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 ו מיכל ברוקטדסTM). עבור משרעת גבוהה עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. בשל החוסן שלהם ותחזוקה נמוכה, מערכות פילינג קולי שלנו מותקנים בדרך כלל עבור יישומים חובה כבדה בסביבות תובעניות.

מעבדי אולטראסאונד Hielscher עבור פילינג גרפן כבר מותקנים ברחבי העולם בקנה מידה מסחרי. צרו קשר עכשיו כדי לדון בתהליך ייצור הגרפן שלכם! הצוות המנוסה שלנו ישמח לשתף מידע נוסף על תהליך פילינג, מערכות קוליות ותמחור!

 
למידע נוסף על סינתזת גרפן קולי, פיזור ופונקציונליזציה, לחץ כאן:

 

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

  • Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin (2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon Vol. 168, 2020. 737-747.
    (Available under a Creative Commons Attribution 4.0: CC BY-NC-ND 4.0. See full terms here.)
  • Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
  • Unalan I.U., Wan C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Polysaccharide-assisted rapid exfoliation of graphite platelets into high quality water-dispersible graphene sheets. RSC Advances 5, 2015. 26482–26490.
  • Bang, J. H.; Suslick, K. S. (2010): Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Advanced Materials 22/2010. pp. 1039-1059.
  • Štengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.

עובדות שראוי לדעת

מה זה 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.
ההכנה האולטרסונית המהירה והבטוחה של גרפן ללא פגמים בכמויות גדולות ובעלויות נמוכות מאפשרת להרחיב את היישומים של גרפן ליותר ויותר תעשיות.
גרפן הוא שכבה אחת של שכבה אחת של פחמן, אשר ניתן לתאר כמבנה חד שכבתי או דו-ממדי של גרפן (שכבה יחידה של גרפן = SLG). לגרפן יש שטח שטח גדול במיוחד ותכונות מכניות גבוהות (מודולוס יאנג של 1 טפה וחוזק פנימי של 130 GPa), ומציע מוליכות אלקטרונית ותרמית רבה, ניידות המוביל, שקיפות, ובלתי חדיר לגזים. בשל מאפיינים אלה החומר, גראפן משמש כתוסף חיזוק לתת composites כוחו, מוליכות, וכו 'על מנת לשלב את המאפיינים של גרפן עם חומרים אחרים, גרפן חייב להיות מפוזרים לתוך המתחם או מוחל כמו ציפוי דק הסרט על גבי מצע.


Hielscher אולטרסוניקה מספקת homogenizers קולי ביצועים גבוהים מהמעבדה לגודל תעשייתי.

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


נשמח לדון בתהליך שלך.

בואו ניצור קשר.