ग्रेफेन ऑक्साइड – अल्ट्रासोनिक छूटना और फैलाव
ग्राफीन ऑक्साइड पानी में घुलनशील, उभयरागी, गैर विषैले, biodegradable है और आसानी से स्थिर कोलॉइड में फैलाया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक छूटना और फैलाव, संश्लेषित करने के लिए एक बहुत ही कुशल, तेजी से और लागत प्रभावी तरीका है, फैलाने और औद्योगिक पैमाने पर ग्राफीन ऑक्साइड functionalize। डाउनस्ट्रीम प्रसंस्करण में, अल्ट्रासोनिक dispersers उच्च प्रदर्शन ग्राफीन ऑक्साइड-बहुलक कंपोजिट का उत्पादन।
ग्राफीन ऑक्साइड का अल्ट्रासोनिक छूटना
आदेश ग्राफीन ऑक्साइड (GO) nanosheets के आकार को नियंत्रित करने के लिए, छूटना विधि एक महत्वपूर्ण कारक निभाता है। इसके ठीक नियंत्रणीय प्रक्रिया मापदंडों के कारण, अल्ट्रासोनिक छूटना सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया उच्च गुणवत्ता ग्राफीन और ग्राफीन ऑक्साइड के उत्पादन के लिए गैर-परतबंदी तकनीक है।
ग्रेफाइट ऑक्साइड से ग्राफीन ऑक्साइड की अल्ट्रासोनिक छूटना के लिए विभिन्न प्रोटोकॉल उपलब्ध हैं। नीचे दिए गए एक अनुकरणीय वर्णन खोजें:
ग्रेफाइट ऑक्साइड पाउडर को पीएच मान 10 के साथ जलीय कोह में मिलाया जाता है। एक्सफोलिएशन और बाद के फैलाव के लिए, प्रोब-टाइप अल्ट्रासोनिकेटर यूपी 200 एसटी (200 डब्ल्यू) का उपयोग किया जाता है। बाद में, उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को प्रेरित करने के लिए के + आयनों को ग्राफीन बेसल प्लेन पर जोड़ा जाता है। रोटरी वाष्पीकरण (2 घंटे) के तहत उम्र बढ़ने को प्राप्त किया जाता है। अत्यधिक के + आयनों को हटाने के लिए, पाउडर को विभिन्न बार धोया और सेंट्रीफ्यूज किया जाता है।
प्राप्त मिश्रण centrifuged है और फ्रीज सूखे, ताकि एक dispersible ग्राफीन ऑक्साइड पाउडर precipitates।
प्रवाहकीय ग्राफीन ऑक्साइड पेस्ट की तैयारी: प्रवाहकीय पेस्ट का उत्पादन करने के लिए ग्रेफेन ऑक्साइड पाउडर को सोनिकेशन के तहत डाइमिथाइलफॉर्मामाइड (डीएमएफ) में फैलाया जा सकता है। (हान एट अल.2014)
ग्रेफेन ऑक्साइड – छूटना (तस्वीर .: पॉट्स एट अल। 2011)
ग्राफीन ऑक्साइड की अल्ट्रासोनिक dispersing
ग्राफीन ऑक्साइड की अल्ट्रासोनिक functionalization
Sonication सफलतापूर्वक पॉलिमर और कंपोजिट में ग्राफीन ऑक्साइड (GO) को शामिल किया जाता है।
उदाहरण:
- ग्राफीन ऑक्साइड-TiO2 माइक्रोसेफर्स कम्पोजिट
- polystyrene-मैग्नेटाइट-ग्राफीन ऑक्साइड समग्र (कोर-खोल संरचित)
- polystyrene कम ग्राफीन ऑक्साइड कंपोजिट
- polyaniline nanofiber में लिपटे polystyrene / ग्राफीन ऑक्साइड (पानी-पी एस / GO) कोर खोल समग्र
- polystyrene-intercalated ग्राफीन ऑक्साइड
- पी-PHENYLENEDIAMINE-4vinylbenzen-polystyrene संशोधित ग्राफीन ऑक्साइड
ग्राफीन ऑक्साइड छूटना के लिए अल्ट्रासोनिक प्रणाली
ग्राफीन और ग्राफीन ऑक्साइड प्रसंस्करण के लिए सोनिकेटर
Hielscher Ultrasonics छूटना, फैलाव और ग्राफीन और ग्राफीन ऑक्साइड के बहाव के प्रसंस्करण के लिए उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक प्रणाली प्रदान करता है। विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर और परिष्कृत रिएक्टरों, wel के रूप में सटीक नियंत्रण के रूप में आवश्यक शक्ति प्रदान, प्रक्रिया की स्थिति तो यह है कि अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया का परिणाम वांछित प्रक्रिया के लक्ष्यों के लिए वास्तव में नियोजित किया जा सकता।
सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया मानकों में से एक अल्ट्रासोनिक आयाम है, जो कंपन विस्तार और अल्ट्रासोनिक जांच में संकुचन है। Hielscher की औद्योगिक अल्ट्रासोनिक सिस्टम बहुत उच्च आयाम देने के लिए बनाए गए हैं। 200μm तक के आयामों को आसानी से 24/7 ऑपरेशन में लगातार चलाया जा सकता है। और भी उच्च आयामों के लिए, Hielscher अनुकूलित अल्ट्रासोनिक जांच प्रदान करता है। हमारे सभी अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर को आवश्यक प्रक्रिया स्थितियों में बिल्कुल समायोजित किया जा सकता है और अंतर्निहित सॉफ़्टवेयर के माध्यम से आसानी से निगरानी की जा सकती है। यह उच्चतम विश्वसनीयता, सुसंगत गुणवत्ता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम सुनिश्चित करता है। Hielscher Sonicaters की मजबूती भारी ड्यूटी और मांग वाले वातावरण में 24/7 ऑपरेशन के लिए अनुमति देती है। यह ग्राफीन, ग्राफीन ऑक्साइड और ग्राफिटिक सामग्री की बड़े पैमाने पर तैयारी के लिए सोनिकेशन को पसंदीदा उत्पादन तकनीक बनाता है।
(जैसे अभिकर्मकों, मात्रा, दबाव, तापमान प्रति अल्ट्रासोनिक ऊर्जा इनपुट प्रवाह दर आदि) ultrasonicators और (जैसे sonotrodes और विभिन्न आकारों और ज्यामिति के साथ रिएक्टरों के रूप में) सामान, सबसे उपयुक्त प्रतिक्रिया की स्थिति और कारकों की एक विस्तृत श्रृंखला की पेशकश उत्पाद हो सकता है उच्चतम गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए चुना है। चूंकि हमारे अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों के साथ करने के लिए 250,000 centipoise Hielschers अल्ट्रासोनिक प्रणाली के लिए कोई समस्या नहीं है कई सौ barg, उच्च चिपचिपा चिपकाता के sonication अप करने के लिए दबाव डाला जा सकता है।
इन कारकों के कारण, अल्ट्रासोनिक गैर-परतबंदी / छूटना और dispersing पारंपरिक मिश्रण और मिलिंग तकनीक excels।
- उच्च शक्ति
- उच्च कतरनी बलों
- उच्च दबाव लागू
- सटीक नियंत्रण
- सहज scalability (लीनियर)
- बैच और सतत
- प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम
- विश्वसनीयता
- मजबूती
- उच्च ऊर्जा दक्षता
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जानने के योग्य तथ्य
अल्ट्रासाउंड और Cavitation: कैसे ग्रेफाइट Sonication के तहत ग्राफीन ऑक्साइड को exfoliated है
ग्रेफाइट ऑक्साइड (जीआरओ) का अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन ध्वनिक गुहिकायन द्वारा प्रेरित उच्च कतरनी बल पर आधारित है। ध्वनिक गुहिकायन वैकल्पिक उच्च दबाव / कम दबाव चक्रों के कारण उत्पन्न होता है, जो एक तरल में शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड तरंगों के युग्मन से उत्पन्न होते हैं। कम दबाव चक्र के दौरान बहुत छोटी रिक्तियां या वैक्यूम बुलबुले होते हैं, जो वैकल्पिक कम दबाव चक्रों पर बढ़ते हैं। जब वैक्यूम बुलबुले एक आकार प्राप्त करते हैं जहां वे अधिक ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते हैं, तो वे उच्च दबाव चक्र के दौरान हिंसक रूप से ढह जाते हैं। बुलबुले के फटने से गुहिकायन कतरनी बल और तनाव तरंगें, 6000K तक का चरम तापमान, 10 से ऊपर अत्यधिक शीतलन दर होती है।10कश्मीर / एस, ऊपर 2000atm करने का बहुत ही उच्च दबाव, अत्यधिक दबाव भिन्नता के साथ ही ऊपर 1000 किमी / घंटा (~280m / एस) के साथ तरल जेट विमानों।
उन तीव्र बलों ग्रेफाइट के ढेर है, जो एकल या कुछ परत ग्राफीन ऑक्साइड और प्राचीन ग्राफीन nanosheets में delaminated कर रहे हैं प्रभावित करते हैं।
ग्रेफेन ऑक्साइड
ग्राफीन ऑक्साइड (GO) ग्रेफाइट ऑक्साइड (ग्रो) exfoliating द्वारा संश्लेषित होता है। जबकि ग्रेफाइट ऑक्साइड एक 3 डी ग्राफीन परतों intercalated ऑक्सीजन के साथ की परतों के लाखों लोगों में शामिल सामग्री है, ग्राफीन ऑक्साइड एक एक- या कुछ परत ग्राफीन कि दोनों पक्षों पर ऑक्सीजन किया जाता है।
ग्राफीन ऑक्साइड और ग्राफीन निम्नलिखित विशेषताएं में एक दूसरे से अलग: ग्राफीन ऑक्साइड ध्रुवीय है, जबकि ग्राफीन अध्रुवीय है। जबकि ग्राफीन हाइड्रोफोबिक है ग्राफीन ऑक्साइड, हाइड्रोफिलिक है।
इसका मतलब यह है, ग्राफीन ऑक्साइड पानी में घुलनशील, amphiphilic, गैर विषैले, बायोडिग्रेडेबल और रूपों स्थिर कोलाइडयन निलंबन है। ग्राफीन ऑक्साइड की सतह epoxy, हाइड्रॉक्सिल, और कार्बाक्सिल समूहों, जो फैटायनों और anions के साथ बातचीत के लिए उपलब्ध हैं शामिल हैं। उनके अद्वितीय कार्बनिक अकार्बनिक संकर संरचना और असाधारण गुणों के कारण, GO-बहुलक कंपोजिट कई गुना औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उच्च क्षमता प्रदान करते हैं। (Tolasz एट अल। 2014)
कम ग्राफीन ऑक्साइड
कम ग्रेफेन ऑक्साइड (आरजीओ) अल्ट्रासोनिक, रासायनिक या गैफेन ऑक्साइड की थर्मल कमी से उत्पन्न होता है। कमी चरण के दौरान, ग्रैफेन ऑक्साइड की अधिकांश ऑक्सीजन कार्यक्षमताओं को हटा दिया जाता है ताकि परिणामस्वरूप कम ग्रैफेन ऑक्साइड (आरजीओ) में प्राचीन ग्रैफेन के समान ही विशेषताएं हों। हालांकि, कम ग्रैफेन ऑक्साइड (आरजीओ) दोषपूर्ण मुक्त और प्राचीन ग्रैफेन के रूप में प्राचीन नहीं है।
साहित्य / संदर्भ
- Gouvea R.A., Konrath Jr L.G., Cava S., Carreno N.L.V., Goncalves M.R.F. (2011): Synthesis of nanometric graphene oxide and its effects when added in MgAl2O4 ceramic. 10th SPBMat Brazil.
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