Grafén nanolemezkék szintetizálva és diszpergálva szonda-szonikálással

A grafén nanolemezkék (GNP-k) nagy hatékonysággal és megbízhatósággal szintetizálhatók és diszpergálhatók szonikátorok segítségével. Nagy intenzitású ultrahangos kezelést alkalmaznak grafit hámlasztására és kevés rétegű grafén előállítására, amelyet gyakran grafén nanolemezkéknek neveznek. A szonikálás kiválóan alkalmas kiváló grafén nanolemezke-eloszlás elérésére mind alacsony, mind nagyon viszkózus szuszpenziókban.

Grafén nanolemezke feldolgozás – Kiváló eredmények szonikálással

A grafén nanolemezkék feldolgozásához a szonda típusú szonda típusú szondák a leghatékonyabb, legmegbízhatóbb és könnyen használható eszköz. Mivel az ultrahangos kezelés alkalmazható a grafén nanolemezkék szintézisére, diszperziójára és funkcionalizálására, szonikátorokat használnak számos grafénnel kapcsolatos alkalmazáshoz:

  • Hámlasztás és szintézis A szonda típusú szonikátorokat grafit hámlasztására használják néhány rétegű grafén vagy grafén nanolemezkékké. A nagy intenzitású ultrahangos kezelés megzavarja a rétegek közötti erőket, és lebontja a grafitot kisebb, egyedi grafénlapokra.
  • Diszperziós: A grafén nanovérlemezkék egyenletes diszperziójának elérése folyékony közegben döntő fontosságú minden grafénnel kapcsolatos alkalmazás számára. A szonda típusú szonda típusú szonikátorok egyenletesen eloszlathatják a nanovérlemezkéket a folyadékban, megakadályozva az agglomerációt és biztosítva a stabil szuszpenziót.
  • Funkcionalizálás: A szonikálás megkönnyíti a grafén nanolemezkék funkcionalizálását azáltal, hogy elősegíti a funkcionális csoportok vagy molekulák felületükhöz való kötődését. Ez a funkcionalizálás növeli kompatibilitásukat bizonyos polimerekkel vagy anyagokkal.

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Ultrahangos diszpergáló MultiSonoReactor 16 000 wattos diszpergáló kapacitással grafén nano-vérlemezkék keverésére expoy gyantákba vagy cementbe.

Ultrahangos diszperziós rendszer a grafén nanovérlemezkék ipari inline diszperziójához

Grafén nanolemezke szintézis szonikálással

A grafén nanovérlemezkék ultrahanggal segített grafit hámlasztással szintetizálhatók. Ezért egy grafit szuszpenziót szonda típusú ultrahangos homogenizátorral ultrahanggal ultrahangosítunk. Ezt az eljárást nagyon alacsony (pl. 4 tömeg% vagy alacsonyabb) és magas szilárd (pl. 10 tömeg% vagy magasabb) koncentrációk mellett tesztelték.
 
Ghanem and Rehim (2018) report the ultrasonic exfoliation of graphite in water with the aid of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDS) in order to prepare dispersed graphene nanoplatelets using a the probe-type sonicator UP 100H allowed for the successful preparation of defect-free few-layer graphene (>5). The following precursor was used: reduced graphene nanosheets were prepared via Hummer method and treated with two additional steps, oxidation of graphite followed by reduction of graphene oxide. Thereby, dispersed graphene nanoplatelets were obtained in water via solvent dispersion method (see scheme below). Graphite layers were exfoliated with sonication using the probe-type sonicator UP100H (100 W). 0.25 g SDS was dissolved in 150 mL deionized water and then 0.5 g of graphite was added. The graphite solution was sonicated for 12h in an ice bath and then the suspension solution was centrifuged at 686× g for 30 min to remove the large particles. The precipitate was discarded and supernatant was re-centrifuged for 90 min at 12,600× g. The obtained dispersed graphene nanoplatelets were washed well several times to get rid of the surfactant. Finally, the product was dried at 60ºC under vacuum.

A hibamentes, néhány rétegű, halmozott grafén nanolemezkéket szonikálással állítják elő

Nagy felbontású transzmissziós elektronmikroszkópos képek grafén nanolemezekről
ultrahanggal segített vizes fázis diszperzió és Hummer módszer.
(Tanulmány és grafika: Ghanem és Rehim, 2018)

 

Az ultrahanggal szintetizált nanofluidok hatékony hűtőfolyadékok és hőcserélő folyadékok. A hővezető nanoanyagok, mint például a grafén nanolemezkék, jelentősen növelik a hőátadási és hőelvezetési kapacitást. A szonikálás jól megalapozott a hővezető nanorészecskék, például grafén nanolemezkék szintézisében és funkcionalizálásában.

Diszpergáló CNT-k polietilénglikolban (PEG) - Hielscher Ultrasonics

Videó indexképe

 

Mi a különbség a grafénlemezek és a nanovérlemezkék között?

A grafénlemezek és a grafén nanolemezkék egyaránt grafénből álló nanoanyagok, amely egy hatszögletű rácsban elrendezett szénatomok egyetlen rétege. Néha a grafénlemezeket és a grafén nanolemezkéket cserélhető kifejezésekként használják. De tudományosan van néhány különbség ezek között a grafén nanoanyagok között: Az elsődleges különbség a grafén lemezek és a grafén nanolemezkék között szerkezetükben és vastagságukban rejlik. A grafénlemezek egyetlen szénatomrétegből állnak, és kivételesen vékonyak, míg a grafén nanolemezkék vastagabbak és több halmozott grafénrétegből állnak. Ezek a szerkezeti különbségek befolyásolhatják tulajdonságaikat és az adott alkalmazásokra való alkalmasságukat. A szonda típusú szondák használata rendkívül hatékony és hatékony technika a grafén egyrétegű grafénlemezek, valamint a néhány rétegű halmozott grafén nanolemezkék szintetizálására, diszpergálására és funkcionalizálására.

A grafit hámlasztása az UP100H szonda típusú szonda szondával tiszta grafén nanolemezkéket adott

A grafén nanolemezkék ultrahangos szintézisének grafikus megjelenítése az UP100H szonikátor segítségével
(Tanulmány és grafika: Ghanem és Rehim, 2018)

Szonda típusú ultrahangos készülék UP400St nanorészecskék diszperziójához, például grafén nanovérlemezkékhez stabil vizes szuszpenzióban.

Szonda típusú szonikátor UP400St grafén nanolemezke diszperziók előállításához

A grafén nanovérlemezkék diszperziója szonikálással

A grafén nanolemezkék (GNP-k) egyenletes diszperziója kulcsfontosságú a különböző alkalmazásokban, mivel közvetlenül befolyásolja a kapott anyagok vagy termékek tulajdonságait és teljesítményét. Ezért szonikátorokat telepítenek grafén nanolemezkék diszperziókhoz különböző iparágakban. A következő iparágak kiemelkedő példák a teljesítmény-ultrahang használatára:
 

  • Nano-kompozitok: A grafén nanolemezkék különböző nanokompozit anyagokba, például polimerekbe építhetők be, hogy javítsák mechanikai, elektromos és termikus tulajdonságaikat. A szonda típusú szondák segítik a nanovérlemezkék egyenletes eloszlását a polimer mátrixban, ami javítja az anyag teljesítményét.
  • Elektródák és elemek: A grafén nanolemezkéket az akkumulátorok és szuperkondenzátorok nagy teljesítményű elektródáinak fejlesztésére használják. A szonikálás segít létrehozni jól diszpergált grafén alapú elektródanyagokat nagyobb felülettel, ami javítja az energiatárolási képességeket.
  • Katalízis: A szonikálás grafén nanolemezkéken alapuló katalitikus anyagok előállítására használható. A katalitikus nanorészecskék egyenletes diszperziója a grafén felületén fokozhatja a katalitikus aktivitást különböző reakciókban.
  • Érzékelők: A grafén nanolemezkék felhasználhatók érzékelők gyártására különböző alkalmazásokhoz, beleértve a gázérzékelést, a bioérzékelést és a környezeti monitorozást. A szonikálás biztosítja a nanovérlemezkék homogén eloszlását az érzékelő anyagokban, ami jobb érzékenységhez és teljesítményhez vezet.
  • Bevonatok és fóliák: A szonda típusú szondákat grafén nanolemezke alapú bevonatok és filmek előállítására használják elektronikai, repülőgépipari és védőbevonatok alkalmazására. Az egyenletes diszperzió és a szubsztrátumokhoz való megfelelő tapadás döntő fontosságú ezekben az alkalmazásokban.
  • Orvosbiológiai alkalmazások: Az orvosbiológiai alkalmazásokban a grafén nanovérlemezkék felhasználhatók gyógyszerszállításra, képalkotásra és szöveti tervezésre. A szonikálás segít az ezekben az alkalmazásokban használt grafén alapú nanorészecskék és kompozitok előállításában.
A grafén nanolemezkék sikeresen szintetizálhatók és diszpergálhatók ultrahangos feldolgozással.

Grafén nanovérlemezkék SEM képei b) X3000 és c) X8000
(Tanulmány és képek: ©Alizadeh et al., 2018)

Ultrahangosan szintetizált nanofluidok hatékony hűtőfolyadékok és hőcserélő folyadékok. A hővezető nanoanyagok jelentősen növelik a hőátadási és hőelvezetési képességet. Az ultrahangos kezelés jól megalapozott a termoresztív nanorészecskék szintézisében és funkcionalizálásában, valamint a stabil, nagy teljesítményű nanofluidok előállításában hűtési alkalmazásokhoz.

CNT-k diszpergálása polietilénglikolban (PEG)

Videó indexképe

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Tudományosan bizonyított eredmények ultrahangos grafén nanolemezke diszperziókra

A tudósok számos tanulmányban használták a Hielscher szonikátorokat a grafén nanovérlemezkék szintézisére és diszperziójára, és erőteljesen tesztelték az ultrahangos kezelés hatásait. Az alábbiakban néhány példát talál a grafén nanolemezkék különböző keverékekbe, például vizes szuszpenziókba, expoy gyantákba vagy habarcsba történő sikeres keverésére.
 
A grafén nanovérlemezkék megbízható, gyors és egyenletes diszperziójának általános eljárása a következő eljárás:
A diszperzióhoz a grafén nanolemezkéket tiszta acetonban ultrahanggal ultrahangoztuk a Hielscher ultrahangos keverővel UP400S majdnem egy órán keresztül, hogy megakadályozzák a grafénlemezek agglomerációját. Az acetont párologtatással teljesen eltávolítottuk. Ezután a grafén nanolemezkéket hozzáadtuk az epoxi rendszer 1 tömeg% -ához, és ultrahanggal kezeltük az epoxigyantában 90 W-on 15 percig.
(vö. Cakir et al., 2016)
 
Egy másik tanulmány az ionos folyadék alapú nanofluidok (ionanofluidok) megerősítését vizsgálja grafén nanolemezkék hozzáadásával. A kiváló diszperzió érdekében a grafén nanolemezkék, ionos folyadék és nátrium-dodecil-benzol-szulfonát keverékét homogenizáltuk a Hielscher szonda típusú ultrahangos készülékkel UP200S körülbelül 90 percig.
(vö. Alizadeh et al., 2018)

 
Tragazikis et al. (2019) beszámol a grafén nanovérlemezkék habarcsba történő hatékony beépítéséről. Ezért vizes grafén szuszpenziókat állítottunk elő nanovérlemezkék hozzáadásával – a kapott anyagok kívánatos céltartalma által előírt súlyokkal – rendszeres csapvíz és lágyító keverékében, majd ezt követően mágneses keveréssel 2 percig. A szuszpenziókat ultrahangos kezeléssel homogenizáltuk 90 percig szobahőmérsékleten, egy Hielscher UP400S eszközzel (Hielscher Ultrasonics GmbH), amely 22 mm-es sonotroddal van felszerelve, amely 4500 J / perc teljesítményt nyújt 24 kHz frekvencián. Az energiasebesség és az ultrahangos időtartam specifikus kombinációját optimálisnak találták a szuszpenzió minőségének ultrahangos paramétereinek hatásának aprólékos vizsgálatát követően.
(vö. Tragazikis et al., 2019)
 
Zainal et al. (2018) kutatásukban kijelentik, hogy a megfelelő diszperziós technika, például az ultrahangos kezelés biztosítja, hogy a nanoanyagok, például a grafén nanolemezletek javíthassák a töltőanyagok tulajdonságait. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a diszperzió az egyik legfontosabb tényező a kiváló minőségű nanokompozitok, például az epoxi habarcs előállításához.

A grafén nanolemezkék fokozzák az ionos nanofluidok termikus jellemzőit. A legjobb diszperziós eredmények elérése érdekében a nanovérlemezkéket ultrahanggal diszpergáltuk a nanofolyadékba a Hielscher szonda típusú ultrahangos készülékkel UP400S

Tiszta BMIM-PF6 minta (balra) és ultrahanggal elkészített ionanofluid 2 tömeg% -ban (jobbra).
(Tanulmány és képek: ©Alizadeh et al., 2018)

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Nagy teljesítményű szonikátorok grafén nanolemezkék feldolgozásához

Hielscher Ultrasonics piacvezető, amikor jön a nagy teljesítményű ultrahangos készülékek nanoanyag feldolgozására. A Hielscher szonda típusú szonda típusú szondákat világszerte használják laboratóriumokban és ipari környezetben különböző alkalmazásokhoz, beleértve a grafén nanolemezkék feldolgozását is.
A legmodernebb technológia, a német kivitelezés és mérnöki munka, valamint a hosszú távú műszaki tapasztalat teszi a Hielscher Ultrasonics-t a sikeres ultrahangos alkalmazáshoz.

Miért Hielscher Ultrasonics?

  • magas hatásfok
  • A legkorszerűbb technológia
  • megbízhatóság & robusztusság
  • állítható, precíz folyamatvezérlés
  • tétel & Sorban
  • bármilyen hangerőre
  • intelligens szoftver
  • intelligens funkciók (pl. programozható, adatprotokoll, távirányító)
  • Könnyen kezelhető és biztonságos
  • Alacsony karbantartás
  • CIP (helyben tisztítva)

Tervezés, gyártás és tanácsadás – Minőség Németországban

A Hielscher ultrahangos készülékek jól ismertek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványokról. A robusztusság és az egyszerű kezelés lehetővé teszi az ultrahangos készülékek zökkenőmentes integrálását az ipari létesítményekbe. A durva körülményeket és az igényes környezeteket a Hielscher ultrahangos készülékek könnyen kezelhetik.

A Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre, amelyek a legmodernebb technológiával és felhasználóbarátsággal rendelkeznek. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilisek és megfelelnek az UL, CSA és RoHs követelményeinek.

Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:

Kötegelt mennyiségÁramlási sebességAjánlott eszközök
00,5-1,5 mlnaVialTweeter
1 - 500 ml10-200 ml / percUP100H
10-2000 ml20-400 ml / percUf200 ः t, UP400St
0.1-20L02 - 4 L / percUIP2000hdT
10-100 liter2 - 10 l / percUIP4000hdT
15 és 150L között3 és 15 l / perc közöttUIP6000hdT
na10 - 100 l / percUIP16000
nanagyobbklaszter UIP16000

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, hogy további információkat kérjen az ultrahangos processzorokról, alkalmazások és ár. Örömmel megvitatjuk Önnel a folyamatot, és felajánlunk Önnek egy ultrahangos rendszert, amely megfelel az Ön igényeinek!









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Ultrahangos magas nyíró homogenizátorokat használnak laboratóriumi, asztali, kísérleti és ipari feldolgozásban.

Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok keverésalkalmazások, diszperziós, emulgeálás és extrakciós laboratóriumi, kísérleti és ipari méretű.



Irodalom / Referenciák

Tudni érdemes

Grafén lemezek vs grafén nanolemezkék

Mind a grafénlemezek, mind a grafén nanolemezkék grafitból származó nanostruktúrák. Az alábbi táblázat kiemeli a grafénlemezek és a grafén nanolemezkék közötti legjelentősebb különbségeket.
 

Differenciálódásgrafén lapokGrafén nanovérlemezkék
SzerkezetA grafénlemezek jellemzően kétdimenziós szerkezetű grafénrétegek. Nagyon nagyok és folyamatosak lehetnek, amelyek makroszkopikus területekre terjednek ki.A grafén nanolemezkék kisebbek és vastagabbak az egyes grafénlemezekhez képest. Ezek több réteg grafénből állnak, amelyek egymásra vannak rakva, vérlemezkeszerű szerkezeteket képezve. A nanovérlemezkék rétegeinek száma változhat, de általában néhány és néhány tucat réteg között van
VastagságEzek egyrétegű grafén szerkezetek, tehát rendkívül vékonyak, jellemzően csak egy atom vastagok.Ezek vastagabbak, mint az egyrétegű grafénlapok, mert több grafénrétegből állnak. A grafén nanolemezkék vastagsága a rétegek számától függ.
kellékekAz egyrétegű grafénlemezek kivételes tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például a magas elektromos vezetőképesség, hővezető képesség és mechanikai szilárdság. Egyedi elektronikus tulajdonságokkal is rendelkeznek, mint például a kvantumösszetartási hatások.A grafén nanolemezkék megtartják a grafén kiváló tulajdonságait, például a magas elektromos és hővezető képességet, de ezekben a szempontokban nem lehetnek olyan kivételesek, mint az egyrétegű grafén a több réteg jelenléte miatt. Azonban még mindig előnyöket kínálnak a hagyományos szén-dioxid-anyagokkal szemben.
alkalmazásokAz egyrétegű grafénlemezek széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkeznek, beleértve az elektronikát, a nanokompozitokat, az érzékelőket és így tovább. Gyakran használják kivételes elektronikus tulajdonságaik miatt.A grafén nanolemezkéket különböző alkalmazásokban használják, például kompozitok, kenőanyagok, energiatároló eszközök erősítőanyagai, valamint adalékanyagok más anyagok tulajdonságainak javítására. Vastagabb szerkezetük megkönnyíti a diszpergálódást bizonyos mátrixokban az egyrétegű grafénhez képest.

Nagy teljesítményű ultrahangos! A Hielscher termékcsalád lefedi a teljes spektrumot a kompakt laboratóriumi ultrahangos készüléktől a pad-top egységeken át a teljes ipari ultrahangos rendszerekig.

Hielscher Ultrahang gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok Labor nak nek ipari méretben.


Örömmel megvitassuk a folyamatot.

Lépjünk kapcsolatba.