Ultrazvučna eksfolijacija dispergiranog grafena u vodi

  • Mono- i dvoslojne grafena nanosheets može proizvesti vrlo brzo preko ultrazvučnog pilinga s visoke propusnosti i po niskoj cijeni.
  • Ultrazvučno piling grafen može biti aktiviran sa biopolimera kako bi se dobila u vodi koji se mogu dispergirati grafena.
  • Po ultrazvučne kavitacije je sintetiziran grafen može dalje obrađivati ​​u stabilnu disperziju na bazi vode.

Ultrazvučno Piling od visoko kvalitetnog grafena

Ultrasonikacije je pouzdan postupak za proizvodnju slojeva grafena (mono-, bi- i nekoliko sloja grafena) od grafita pahuljice ili čestice. Dok su ostali uobičajeni exfoliation tehnike kao što loptasti i valjaka mlinova ili visoko-turažnim mikserima vezan na niske kvalitete i korištenje agresivni reagensa i otapala je ultrazvučni postupak piling uvjerava od svoje visoke kvalitete proizvodnje, visoke proces kapacitet i blagim uvjetima obrade.
Ultrazvučna kavitacija stvara intenzivne sile smicanja, koje odvajaju složene grafitne slojeve u-, bi- i nekoliko slojeva grafena bez nedostataka.

Grafenski listovi koji se mogu raspršiti u vodi putem ultrazvukom

Sonikacija pomoću ultrazvučne sonde učinkovita je metoda za piling monoslojnih grafen nanosheets i raspršiti ih ravnomjerno. Ultrazvučna funkcionalizacija omogućuje proizvodnju grafena koji se može raspršiti u vodi.Ultrasonication je učinkovit postupak s ponovljivim rezultatima za raspetljavanje carbonnanocjevčice u vodi ili organskim otapalima. [/caption] U normalnim uvjetima grafen se teško raspršuje u vodi i tvori agregate i aglomeracije kada se raspršuje u vodenom mediju. Budući da vodeni sustavi imaju značajne prednosti što su jeftini, netoksični, ekološki prihvatljivi, grafenski sustavi na bazi vode vrlo su privlačni proizvođačima grafena i industriji na kraju proizvodnog lanca.
Da bi se dobio vodeni dispergirati grafena nanosheets je ultrazvučno piling grafen modificiran polisaharida / biopolimera, kao što su pulan, kitozana, alginata, želatina ili guma arabika.

prednosti:

  • visoka kvaliteta grafen
  • Visok prinos
  • disperzije na bazi vode
  • visoka koncentracija
  • visoka efikasnost
  • brz proces
  • niska cijena
  • Visoka propusnost
  • ekološki prihvatljivo

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


7kW ultrazvučni disperzno sustav za proizvodnju inline grafena (Kliknite za povećanje!)

Ultrazvučni reaktor s sonda tipa ultrasonicators za industrijske razmjere grafen piling

Protokol izravnog pilinga grafita pomoću ultrazvuka

Neionski pullulan i anionski alginat (1,0 g) odvojeno su otopljeni u 20 ml destilirane vode, dok je kationski kitozan (0,4 g) otopljen u 20 ml destilirane vode s 1 wt% octenom kiselinom. Grafitni prah je raspršen u vodenim biopolimernim otopinama i tretiran pomoću sonde tipa ultrasonicator UP200S (maksimalna snaga 200 W, frekvencija 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Njemačka) opremljen titan sonotrode (mikro vrh S3, promjer vrha 3 mm, maksimalna amplituda 210μm, gustoća akustične snage ili intenzitet površine 460 W cm-2) u sljedećim uvjetima: 0,5 ciklusa i 50% amplitude, za razdoblje od 10, 20, 30 i 60 min. Najbolji rezultati dobiveni su ultrazvukom od 30min. Sonikacija je primijenjena pri snazi od 16,25 W tijekom 30 minuta, s potrošnjom energije (izlazna energija po jedinici volumena) od 731 Ws ml-1.
Nakon toga, smjese su centrifugirane na 1500 o / min tijekom 60 minuta kako bi se uklonile neoljuštene čestice grafita, a zatim oprale 5 puta i ponovno centrifugirale na 5000 o / min tijekom 20 minuta kako bi se uklonio višak biopolimera. Rezultirajuće tamnosive otopine vakuumski su osušene na 40ºC sve dok nije došlo do gubitka mase. Dobiveni polimer-grafenski prah redisperzirani su u vodi (1 mg ml-1 za pullulan i kitozan; 0,18 mg ml-1 za alginat) za karakterizaciju. Grafen listovi dobiveni pullulan-, alginate-, i kitozan-potpomognuta ultrazvukom su naznačeni kao pull-G, alg-G, i chit-G, respektivno.
Od tri sustava, sredstvo za širenje kitozanom bili učinkovitiji u piling grafita od alginata. Ta metoda se dobije odljuštenih mono-, bi-, i nekoliko slojeva-grafena proizvodu samo s niskim bočnim (rubova) grešaka. Adsorpcija biopolimera na površini grafena daje dugotrajni stabilnost (dulje od 6 mjeseci) vodene disperzije.
(usp. Unalan i sur.

Ultrazvučni piling grafena u vodi

Sekvenca velike brzine (od a do f) okvira koji ilustriraju sono-mehanički piling grafitne pahuljice u vodi koristeći UP200S, ultrasonicator od 200W s 3-mm sonotrode. Strelice pokazuju mjesto cijepanja (pilinga) s kavitacijskim mjehurićima koji prodiru u rascjep.
(studija i slike: © Tyurnina i sur.

Ultrazvučni piling vode dispergirati grafen nanosheets (Unalan et al. 2015)

TEM slike povlačenje G za: (a) 10 minuta; (B) 20 min; (C) od 30 minuta; (D) 60 min; (E) karakteristika-G tijekom 30 minuta; (F) ALG-G 30 minuta. (Unalan et al. 2015)

Ultrasonicators za piling grafena

Industrijski Ultrasonicator UIP6000hdT isporučuje 6000 W ultrazvuka visokog intenziteta putem sonde (sonotrode) za primjenu homogenizacije, disperzije, emulgiranja i ekstrakcije.Hielscher ultrazvučni procesori velike snage koriste se širom svijeta za uspješan piling i disperziju grafita i grafena. Naši ultrazvučni raspršivači dostupni su od laboratorija i klupe do punih industrijskih proizvodnih jedinica. Osim robusnosti, 24/7 rada i niskog održavanja, Hielscher ultrasonicators uvjeravaju visokom lakoćom obrade i linearnom skalabilnošću.
Procesi mogu se lako testirati i optimizirani u laboratoriju. Nakon toga, svi rezultati proces može biti umanjena u potpunosti linearna do komercijalnoj razini proizvodnje. To čini ultrazvukom djelotvoran i učinkovit postupak za proizvodnju velikog broja kvalitetnih grafen listova.
Hielscher Ultrasonics industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm mogu se lako kontinuirano izvoditi u 24/7 operaciji. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Odgovarajući ultrazvučni reaktori osiguravaju sposobnost pouzdane i sigurne masovne proizvodnje visokokvalitetnih grafenskih nanosheeta, kao i stabilne disperzije nanosheeta.

Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava rad 24 sata dnevno i 7 dana u teškim uvjetima iu zahtjevnim okruženjima.
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
10 do 2000 ml 20 do 400 mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10 l / min UIP4000
N.a. 10 do 100 l / min UIP16000
N.a. veći grozd UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo koristite donji obrazac kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim raspršivačima za piling nanosheeta, aplikacije povezane s grafenom, tehničke detalje i cijene. Rado ćemo s vama razgovarati o vašem procesu proizvodnje grafena i ponuditi vam ultrasonicator koji ispunjava vaše zahtjeve!









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Intenzivna ultrazvuka pomoću ultrazvučne sonde (sonotrode) je vrlo učinkovita metoda za razgradnju i piling grafen nano-listova.

Mehanizam ultrazvučnog pilinga 2D nanosheets.
(studija i grafika: Tyurnina i sur., 2020)



Činjenice koje vrijedi znati

Grafen

Grafen list Grafen je monosloj sp2-bonded atoma ugljika. Grafen nudi jedinstvene osobine materijala kao što su izvanredno velike specifične površine (2620 m2g-1), Potrebne mehanička svojstva s Youngov modul od 1 tPA i unutarnju čvrstoću 130 GPa, ekstremno visoke vodljivosti elektronski (HEMT sobna temperature od 2,5 × 105 cm2 V-1a-1), Vrlo visoka toplinska vodljivost (iznad 3000 K W m-1), U ime najvažnije osobine. Zbog svojih superiornih svojstava materijala, grafen često koristi u razvoju i proizvodnji visoke baterija performansi, gorivih ćelija, solarnih ćelija, supercapacitor, vodikovih spremišta, elektromagnetskih štitova i elektroničkih uređaja. Nadalje, grafen je uključena u mnoge nanokompozite i kompozitnih materijala, kao dodatak za pojačanje, na primjer u polimerima, keramika i matrice metala. Zbog svoje visoke vodljivosti, grafen je važna komponenta vodljivih boja i tinte.
Brz i siguran ultrazvučni priprava bez mana grafena u velikim količinama na niskim troškovima omogućuje proširenje primjene grafena da sve više i više industrije.

Literatura / Reference


Visoke performanse ultrazvuka! Hielscherov asortiman pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrasonicatora preko klupa-top jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.


Rado ćemo razgovarati o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.