अल्ट्रासोनिक Xenes के एक्सफोलिएशन

Xenes असाधारण गुणों जैसे कि बहुत उच्च सतह क्षेत्र, अनिसोट्रोपिक भौतिक / रासायनिक गुणों के साथ 2 डी monoelemental nanomaterials हैं, जिसमें बेहतर विद्युत चालकता या तन्यता शक्ति शामिल है। अल्ट्रासोनिक exfoliation या delamination एक कुशल और विश्वसनीय तकनीक स्तरित अग्रदूत सामग्री से एकल परत 2 डी nanosheets का उत्पादन करने के लिए है। अल्ट्रासोनिक exfoliation पहले से ही औद्योगिक पैमाने पर उच्च गुणवत्ता वाले xenes nanosheets के उत्पादन के लिए स्थापित किया गया है।

Xenes – मोनोलेयर Nanostructures

Ultrasonically exfoliated boropheneXenes मोनोलेयर (2 डी), मोनोएलेमेंटल नैनोमैटेरियल्स हैं, जिसमें एक ग्राफीन जैसी संरचना, इंट्रा-लेयर सहसंयोजक बंधन और परतों के बीच कमजोर वैन डेर वाल्स बल शामिल हैं। सामग्री के लिए उदाहरण, जो xenes वर्ग का हिस्सा हैं, बोरोफेन, सिलिसीन, जर्मनीन, स्टेनीन, फॉस्फोरीन (काला फास्फोरस), आर्सेनिन, बिस्मथेन, और टेल्यूरीन और एंटीमोनिन हैं। उनकी एकल-परत 2 डी संरचना के कारण, ज़ेनस नैनोमैटेरियल्स को एक बहुत बड़ी सतह के साथ-साथ बेहतर रासायनिक और भौतिक प्रतिक्रियाओं द्वारा चार्कृत किया जाता है। यह संरचनात्मक विशेषताएं xenes nanomaterials प्रभावशाली फोटोनिक, उत्प्रेरक, चुंबकीय, और इलेक्ट्रॉनिक गुण देती हैं और इन nanostructures को कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए बहुत दिलचस्प बनाती हैं। चित्र छोड़ दिया ultrasonically exfoliated बोरोफेन की SEM छवियों को दिखाने के लिए.

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अल्ट्रासोनिक रिएक्टर 2 डी nanosheets जैसे xenes के औद्योगिक exfoliation के लिए (जैसे बोरोफेन, सिलिसीन, germanene, stanene, phosphorene (काले फास्फोरस), arsenene, बिस्मथेन, और tellurene और antimonene).

रिएक्टर के साथ 2000 वाट ultrasonicator UIP2000hdT xenes nanosheets के बड़े पैमाने पर एक्सफोलिएशन के लिए।

अल्ट्रासोनिक Delamination का उपयोग कर Xenes Nanomaterials का उत्पादन

स्तरित Nanomaterials के तरल Exfoliation: एकल-परत 2 डी नैनोशीट्स को स्तरित संरचनाओं (जैसे, ग्रेफाइट) के साथ अकार्बनिक सामग्रियों से उत्पादित किया जाता है जो ढीले स्टैक्ड होस्ट परतों में शामिल होते हैं जो परत-से-परत गैलरी विस्तार या कुछ आयनों और / या सॉल्वैंट्स के इंटरकैलेशन पर सूजन प्रदर्शित करते हैं। एक्सफोलिएशन, जिसमें स्तरित चरण को नैनोशीट्स में क्लीव किया जाता है, आमतौर पर परतों के बीच तेजी से कमजोर इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के कारण सूजन के साथ होता है जो व्यक्तिगत 2 डी परतों या चादरों के कोलाइडल फैलाव का उत्पादन करते हैं। (cf. गेंग एट अल, 2013) सामान्य तौर पर यह ज्ञात है कि सूजन ultrasonication के माध्यम से exfoliation की सुविधा देता है और नकारात्मक रूप से चार्ज nanosheets में परिणाम। रासायनिक pretreatment भी सॉल्वैंट्स में sonication के माध्यम से exfoliation की सुविधा. उदाहरण के लिए, कार्यात्मकता अल्कोहल में स्तरित डबल हाइड्रॉक्साइड्स (एलडीएच) के एक्सफोलिएशन की अनुमति देती है। (cf. Nicolosi et al., 2013)
अल्ट्रासोनिक exfoliation / delamination के लिए स्तरित सामग्री एक विलायक में शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक तरंगों के संपर्क में है। जब ऊर्जा-घने अल्ट्रासाउंड तरंगों को तरल या घोल में युग्मित किया जाता है, तो ध्वनिक उर्फ अल्ट्रासोनिक cavitation होता है। अल्ट्रासोनिक cavitation वैक्यूम बुलबुले के पतन की विशेषता है। अल्ट्रासाउंड तरंगें तरल के माध्यम से यात्रा करती हैं और वैकल्पिक कम दबाव / उच्च दबाव चक्र उत्पन्न करती हैं। मिनट वैक्यूम बुलबुले एक कम दबाव (दुर्लभ) चक्र के दौरान उत्पन्न होते हैं और विभिन्न कम दबाव / उच्च दबाव चक्रों पर बढ़ते हैं। जब एक cavitation बुलबुला उस बिंदु तक पहुंचता है जहां यह किसी भी आगे की ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकता है, तो बुलबुला हिंसक रूप से implodes और स्थानीय रूप से बहुत ऊर्जा-घने स्थितियों बनाता है। एक cavitational हॉट-स्पॉट बहुत उच्च दबाव और तापमान, संबंधित दबाव और तापमान अंतर, उच्च गति तरल जेट विमानों, और कतरनी बलों द्वारा निर्धारित किया जाता है। ये sonomechanical और sonochemical बलों स्टैक्ड परतों और टूट स्तरित कण और क्रिस्टलीय संरचनाओं के बीच विलायक धक्का जिससे exfoliated nanosheets का उत्पादन. नीचे दिए गए छवि अनुक्रम अल्ट्रासोनिक cavitation द्वारा exfoliation प्रक्रिया को दर्शाता है।

पानी में अल्ट्रासोनिक graphene exfoliation

पानी में ग्रेफाइट फ्लेक के सोनो-यांत्रिक छूटावण को दर्शाते हुए फ्रेम का एक उच्च गति अनुक्रम (एक से एफ तक) UP200S, एक 200W अल्ट्रासोनिकेटर 3 मिमी sonotrode के साथ. तीर विभाजन (एक्सफोलिएशन) के स्थान को cavitation बुलबुले विभाजन भेद भेद के साथ दिखाने के लिए.
© Tyurnina et al. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0)

मॉडलिंग से पता चला है कि यदि विलायक की सतह ऊर्जा स्तरित सामग्री के समान है, तो एक्सफोलिएट और रीएगग्रेटेड राज्यों के बीच ऊर्जा का अंतर बहुत छोटा होगा, जो फिर से एकत्रीकरण के लिए ड्राइविंग बल को हटा देगा। जब वैकल्पिक सरगर्मी और कर्तन विधियों की तुलना में, अल्ट्रासोनिक आंदोलनकारियों ने एक्सफोलिएशन के लिए एक अधिक प्रभावी ऊर्जा स्रोत प्रदान किया, जिससे आयन इंटरकैलेशन-टीएएस के सहायक एक्सफोलिएशन का प्रदर्शन हुआ।2, NbS2, और राज्य मंत्री2, साथ ही स्तरित ऑक्साइड। (cf. Nicolosi et al., 2013)

Ultrasonication graphene और xenes जैसे nanosheets के तरल exfoliation के लिए एक अत्यधिक कुशल और विश्वसनीय उपकरण है।

Ultrasonically तरल exfoliated nanosheets के TEM छवियों: (ए) विलायक एन-मिथाइल-pyrrolidone में sonication के माध्यम से exfoliated एक graphene nanosheet. (बी) विलायक आइसोप्रोपेनोल में sonication के माध्यम से exfoliated एक एच-बीएन नैनोशीट। (C) एक MoS2 नैनोशीट एक जलीय surfactant समाधान में sonication के माध्यम से exfoliated।
(अध्ययन और चित्र: ©निकोलोसी एट अल।

अल्ट्रासोनिक तरल एक्सफोलिएशन प्रोटोकॉल

अल्ट्रासोनिक exfoliation और xenes और अन्य मोनोलेयर nanomaterials के delamination अनुसंधान में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है और सफलतापूर्वक औद्योगिक उत्पादन चरण में स्थानांतरित कर दिया गया था। नीचे हम प्रस्तुत आप sonication का उपयोग कर चयनित exfoliation प्रोटोकॉल.

अल्ट्रासोनिक फॉस्फोरीन नैनोफ्लेक्स के एक्सफोलिएशन

फॉस्फोरीन (जिसे ब्लैक फॉस्फोरस, बीपी के रूप में भी जाना जाता है) फास्फोरस परमाणुओं से बनने वाली एक 2 डी स्तरित, मोनोएलेमेंटल सामग्री है।
Passaglia et al. (2018) के शोध में, MMA की उपस्थिति में bP के sonication-assisted liquid-phase exfoliation (LPE) द्वारा फॉस्फोरीन - मिथाइल मेथाक्रिलेट के स्थिर निलंबन की तैयारी का प्रदर्शन किया जाता है। मिथाइल मेथाक्रिलेट (एमएमए) एक तरल मोनोमर है।

अल्ट्रासोनिक तरल फॉस्फोरीन के एक्सफोलिएशन के लिए प्रोटोकॉल

MMA_bPn, NVP_bPn, और Sty_bPn निलंबन एकमात्र मोनोमर की उपस्थिति में एलपीई द्वारा प्राप्त किए गए थे। एक विशिष्ट प्रक्रिया में, बीपी के 5 मिलीग्राम, सावधानीपूर्वक एक मोर्टार में कुचल दिया गया था, एक टेस्ट ट्यूब में रखा गया था और फिर एमएमए, स्टाइ, या एनवीपी की भारित मात्रा को जोड़ा गया था। मोनोमर bP निलंबन एक Hielscher Ultrasonics homogenizer का उपयोग करके 90 मिनट के लिए sonicated था UP200St (200W, 26kHz), sonotrode S26d2 (टिप व्यास: 2 मिमी) के साथ सुसज्जित है। अल्ट्रासोनिक आयाम पी = 7 डब्ल्यू के साथ 50% पर स्थिर बनाए रखा गया था। सभी मामलों में, एक बर्फ स्नान बेहतर गर्मी अपव्यय के लिए इस्तेमाल किया गया था। अंतिम MMA_bPn, NVP_bPn, और Sty_bPn निलंबन को तब 15 मिनट के लिए एन 2 के साथ शामिल किया गया था। सभी निलंबनों का विश्लेषण डीएलएस द्वारा किया गया था, जो आरएच मूल्यों को वास्तव में DMSO_bPn के करीब दिखाता है। उदाहरण के लिए, MMA_bPn निलंबन (बीपी सामग्री का लगभग 1% होने के कारण) को rH = 512 ± 58 एनएम की विशेषता थी।
जबकि फॉस्फोरीन पर अन्य वैज्ञानिक अध्ययन अल्ट्रासोनिक क्लीनर, उच्च क्वथनांक सॉल्वैंट्स, और कम दक्षता का उपयोग करके कई घंटों के sonication समय की रिपोर्ट करते हैं, Passaglia की शोध टीम एक जांच-प्रकार ultrasonicator का उपयोग करके एक अत्यधिक कुशल अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन प्रोटोकॉल का प्रदर्शन करती है (यानी, UP200St)।

अल्ट्रासोनिक बोरोफेन एक्सफोलिएशन

sonication प्रोटोकॉल और अल्ट्रासोनिक बोरोफेन एक्सफोलिएशन के परिणामों के लिए, कृपया यहाँ क्लिक करें!

अल्ट्रासोनिक कुछ परत सिलिका Nanosheets के एक्सफोलिएशन

Ultrasonically exfoliated सिलिका nanosheets की SEM छवि.कुछ परत exfoliated सिलिका nanosheets (ई-एसएन) अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन के माध्यम से प्राकृतिक वर्मीक्यूलाइट (वर्म) से तैयार किए गए थे। एक्सफोलिएट सिलिका नैनोशीट्स के संश्लेषण के लिए निम्नलिखित तरल-चरण एक्सफोलिएशन विधि लागू की गई थी: 40 मिलीग्राम सिलिका नैनोशीट्स (एसएन) को 40 एमएल पूर्ण इथेनॉल में फैलाया गया था। बाद में, मिश्रण एक Hielscher का उपयोग कर 2 ज के लिए ultrasonicated था अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UP200St, एक 7 मिमी sonotrode के साथ सुसज्जित. अल्ट्रासाउंड तरंग के आयाम को 70% पर स्थिर रखा गया था। ओवरहीटिंग से बचने के लिए एक बर्फ स्नान लागू किया गया था। Unexfoliated SN को 10 मिनट के लिए 1000 rpm पर centrifugation द्वारा हटा दिया गया था। अंत में, उत्पाद decanted और वैक्यूम के तहत कमरे के तापमान पर रात भर सूख गया था. (cf. Guo et al., 2022)

अल्ट्रासोनिक एक्सफोलिएशन 2 डी मोनोलेयर nanosheets जैसे xenes (जैसे, phosphorene, borophene आदि) कुशलतापूर्वक जांच प्रकार sonication द्वारा पूरा किया जाता है।

अल्ट्रासोनिक के साथ monolayer nanosheets के exfoliation अल्ट्रासोनिकेटर UP400St


अल्ट्रासोनिक एकल परत nanosheets के तरल exfoliation.

अल्ट्रासोनिक तरल exfoliation xenes nanosheets के उत्पादन के लिए अत्यधिक प्रभावी है। तस्वीर 1000 वाट शक्तिशाली दिखाता है UIP1000hdT

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Xenes Nanosheets के एक्सफोलिएशन के लिए उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड जांच और रिएक्टरों

Hielscher Ultrasonics डिजाइन, विनिर्माण, और किसी भी आकार में मजबूत और विश्वसनीय ultrasonicators वितरित करता है। औद्योगिक अल्ट्रासोनिक जांच और रिएक्टरों के लिए कॉम्पैक्ट प्रयोगशाला अल्ट्रासोनिक उपकरणों से, Hielscher अपनी प्रक्रिया के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक प्रणाली है। नैनोमटेरियल संश्लेषण और फैलाव जैसे अनुप्रयोगों में लंबे समय के अनुभव के साथ, हमारे अच्छी तरह से प्रशिक्षित कर्मचारी आपको अपनी आवश्यकताओं के लिए सबसे उपयुक्त सेटअप की सिफारिश करेंगे। Hielscher औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर औद्योगिक सुविधाओं में विश्वसनीय काम घोड़ों के रूप में जाना जाता है। बहुत उच्च amplitudes देने में सक्षम, Hielscher ultrasonicators इस तरह के xenes और अन्य 2 डी मोनोलेयर nanomaterials जैसे बोरोफेन, phosphorene या graphene के रूप में अच्छी तरह से इन nanostructures के एक विश्वसनीय फैलाव के रूप में उच्च प्रदर्शन अनुप्रयोगों के संश्लेषण के लिए आदर्श हैं।
असाधारण शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड: Hielscher Ultrasonics’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200μm तक के आयामों को 24/7 ऑपरेशन में आसानी से लगातार चलाया जा सकता है। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोटरोड उपलब्ध हैं।
उच्चतम गुणवत्ता – डिजाइन और जर्मनी में निर्मित: सभी उपकरणों को जर्मनी में हमारे मुख्यालय में डिजाइन और निर्मित किया गया है। ग्राहक को डिलीवरी से पहले, हर अल्ट्रासोनिक डिवाइस को पूर्ण भार के तहत सावधानीपूर्वक परीक्षण किया जाता है। हम ग्राहकों की संतुष्टि के लिए प्रयास करते हैं और हमारे उत्पादन को उच्चतम गुणवत्ता आश्वासन (जैसे, आईएसओ प्रमाणन) को पूरा करने के लिए संरचित किया जाता है।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

बैच वॉल्यूम प्रवाह की दर अनुशंसित उपकरणों
1 से 500 एमएल 10 से 200 मील / मिनट UP100H
10 से 2000 मील 20 से 400 एमएल / मिनट UP200Ht, UP400St
0.1 से 20 एल 0.2 से 4 एल / मिनट UIP2000hdT
10 से 100 एल 2 से 10 एल / मिनट UIP4000hdT
एन.ए. 10 से 100 एल / मिनट UIP16000
एन.ए. बड़ा के समूह UIP16000

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कृपया अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर, अनुप्रयोगों और कीमत के बारे में अतिरिक्त जानकारी का अनुरोध करने के लिए नीचे दिए गए फॉर्म का उपयोग करें। हम आपके साथ आपकी प्रक्रिया पर चर्चा करने और आपकी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक अल्ट्रासोनिक सिस्टम पेश करने के लिए खुश होंगे!









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अल्ट्रासोनिक उच्च कतरनी homogenizers प्रयोगशाला, बेंच शीर्ष, पायलट और औद्योगिक प्रसंस्करण में उपयोग किया जाता है।

Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर अनुप्रयोगों, फैलाव, पायसीकरण और निष्कर्षण मिश्रण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक समरूपता का निर्माण करता है ।



साहित्य/संदर्भ

जानने के योग्य तथ्य

फॉस्फोरीन

फॉस्फोरीन (भी काले फास्फोरस nanosheets / nanoflakes) 1000 सेमी 2 V-1 s-1 की एक उच्च गतिशीलता 105 के उच्च वर्तमान ON / OFF अनुपात के साथ मोटाई 5 एनएम के एक नमूने के लिए प्रदर्शित करते हैं। पी-प्रकार के अर्धचालक के रूप में, फॉस्फोरीन में 0.3 ईवी का सीधा बैंड गैप होता है। इसके अलावा, फॉस्फोरीन में एक सीधा बैंड गैप होता है जो मोनोलेयर के लिए लगभग 2 ईवी तक बढ़ जाता है। ये भौतिक विशेषताएं काले फास्फोरस नैनोशीट्स को नैनोइलेक्ट्रॉनिक और नैनोफोटोनिक उपकरणों में औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक आशाजनक सामग्री बनाती हैं, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम की पूरी श्रृंखला को कवर करती हैं। (cf. Passaglia et al., 2018) एक और संभावित अनुप्रयोग बायोमेडिसिन अनुप्रयोगों में निहित है, क्योंकि अपेक्षाकृत कम विषाक्तता काले फास्फोरस के उपयोग को अत्यधिक आकर्षक बनाती है।
दो आयामी सामग्रियों के वर्ग में, फॉस्फोरीन को अक्सर ग्राफीन के बगल में तैनात किया जाता है क्योंकि, ग्राफीन के विपरीत, फॉस्फोरीन में एक गैर-शून्य मौलिक बैंड अंतर होता है जिसे तनाव और स्टैक में परतों की संख्या द्वारा संशोधित किया जा सकता है।

बोरोफेन

बोरोफीन बोरोन का एक क्रिस्टलीय परमाणु मोनोलेयर है, यानी, यह बोरोन (जिसे बोरोन नैनोशीट भी कहा जाता है) का दो आयामी एलोट्रोप है। इसकी अनूठी भौतिक और रासायनिक विशेषताएं बोरोफेन को कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक मूल्यवान सामग्री में बदल देती हैं।
बोरोफेन के असाधारण भौतिक और रासायनिक गुणों में अद्वितीय यांत्रिक, थर्मल, इलेक्ट्रॉनिक, ऑप्टिकल और सुपरकंडक्टिंग पहलू शामिल हैं।
यह क्षार धातु आयन बैटरी, ली-एस बैटरी, हाइड्रोजन भंडारण, सुपरकैपेसिटर, ऑक्सीजन कमी और विकास, साथ ही CO2 इलेक्ट्रोरिडक्शन रिएक्शन में अनुप्रयोगों के लिए बोरोफेन का उपयोग करने की संभावनाओं को खोलता है। विशेष रूप से उच्च ब्याज बैटरी के लिए एक एनोड सामग्री के रूप में और हाइड्रोजन भंडारण सामग्री के रूप में बोरोफेन में चला जाता है। उच्च सैद्धांतिक विशिष्ट क्षमताओं, इलेक्ट्रॉनिक चालकता और आयन परिवहन गुणों के कारण, बोरोफेन बैटरी के लिए महान एनोड सामग्री के रूप में उत्तीर्ण होता है। बोरोफेन के लिए हाइड्रोजन की उच्च सोखने की क्षमता के कारण, यह हाइड्रोजन भंडारण के लिए महान क्षमता प्रदान करता है - इसके वजन के 15% से अधिक स्ट्रोज क्षमता के साथ।
अल्ट्रासोनिक संश्लेषण और बोरोफेन के फैलाव के बारे में और अधिक पढ़ें!


उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक्स! Hielscher के उत्पाद रेंज बेंच शीर्ष इकाइयों पर कॉम्पैक्ट लैब अल्ट्रासोनिकर से पूर्ण औद्योगिक अल्ट्रासोनिक सिस्टम के लिए पूर्ण स्पेक्ट्रम को शामिल किया गया ।

हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइजर्स से बनाती है प्रयोगशाला सेवा मेरे औद्योगिक आकार।