Vízzel diszpergálható grafén ultrahangos hámlása

• Mono- és kétrétegű grafén nanosheets állíthatók elő segítségével gyorsan az ultrahangos hámlás nagy áteresztőképességű és alacsony költséggel.
• Ultrahanggal rétegesen grafén lehet funkcionalizált biopolimerekkel annak érdekében, hogy a vízben diszpergálható grafén.
• Ultrahangos kavitáció, a szintetizált grafén tovább lehet feldolgozni egy stabil, vizes alapú diszperzió.

Ultrahangos rétegpikkelyező Kiváló minőségű grafén

Ultrasonication egy megbízható módszer, hogy készítsen grafitrétegek (mono-, bi- és néhány-réteg grafén) grafitból, részecskéket. Míg más közös hámlás technikákat, mint például ball- és tekercs malmok vagy nagy nyírású keverők kapcsolódnak az alacsony minőségű, és a használata agresszív reagensek és oldószerek, az ultrahangos hámlás módszert meggyőző a kiváló minőségű nyomatokat, nagy eljárás kapacitását, és enyhe feldolgozási körülmények között.
Ultrahangos kavitáció teremt intenzív nyíró erők, amelyek elválasztják a halmozott grafit rétegek a mono-, bi- és kevés-réteg hibátlan grafén.

Vízben diszpergálható grafén lapok

Normális körülmények között, grafén aligha diszpergálható vízben és aggregátumokat képez, és agglomerátumokat diszpergálva vizes közegben. Mivel vizes rendszerekben jelentős előnye, hogy olcsó, nem mérgező, környezetbarát, vízbázisú grafén rendszerek rendkívül vonzó a grafén a gyártók és a downstream ipari.
Annak érdekében, hogy vízben diszpergálható grafén nanosheets, a ultrahanggal rétegesen grafén van módosítva poliszacharidok / biopolimerek, mint például a pullulán, kitozán, alginát, zselatin, vagy gumiarábikum.

Előnyök:

• magas minőségű grafén
• magas hozam
• vízbázisú diszperziós
• nagy koncentrációban
• magas hatásfok
• gyors folyamat,
• alacsony költségű
• nagy áteresztőképességű
• környezetbarát

Jegyzőkönyv Közvetlen rétegpikkelyező Graphite

A nem-ionos pullulán és anionos alginát (1,0 g) külön-külön feloldunk 20 ml desztillált vízben (DI), míg a kationos kitozán (0,4 g) feloldunk 20 ml DI 1 tömeg% -os ecetsavval. Grafit port diszpergálunk a vizes biopolimer oldatok és kezelt alkalmazásával ultrahangos processzor UP200S (Maximális teljesítmény 200 W, frekvencia 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Németország) ellátott csonka kúp titán szonotróda (modell mikro tip S3, tip átmérő 3 mm, maximális amplitúdója 210μm, akusztikus teljesítménysűrűség vagy felületi intenzitása 460 W cm^-2) Az alábbi körülmények között: 0,5 ciklusban, és 50% -os amplitúdó, időtartamra 10, 20, 30, és 60 perc volt. A legjobb eredményeket 30 perccel ultrahanggal. Az ultrahangos kezelést alkalmaztunk a teljesítménye 16,25 W 30 percig, az energia-fogyasztás (leadott energia egységnyi térfogatú) 731 Ws ml^-1.
Ezt követően, keverékeket centrifugáljuk 1500 rpm-mel 60 percig, hogy eltávolítsuk unexfoliated grafit részecskéket, majd 5-ször mossuk, és újra centrifugáljuk 5000 rpm-en 20 percen keresztül, hogy eltávolítsuk a felesleges biopolimerek. A kapott sötétszürke oldatokat vákuumban szárítjuk, 40 ° C-ig nincs tömege-veszteség. A kapott polimer-grafén porokat vízben újradiszpergálható (1 mg ml^-1 a pullulán és kitozán; 0,18 mg ml^-1 az alginát) jellemzésére. Grafén lapok nyert pullulan-, alginate-, és a kitozán-asszisztált ultrasonication bizonyultak a pull-G, ALG-G, és a chit-G, ill.
Ki a három rendszer, pullulán és kitozán hatékonyabb volt a hámlás grafit, mint alginát. Ez a módszer így rétegesen mono-, bi-, és néhány rétegű grafén lemezek csak alacsony oldalirányú (élek) hibák. Az adszorpciós biopolimerek a grafén felületén mindamellett hosszan tartó stabilitását (több mint 6 hónap) a vizes diszperzió.
(Unalan et al., 2015)

ultrahangos rendszerek

Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos processzorokat használnak világszerte sikeres hámlás és diszperziós grafit és grafén. A ultrahangos fényszórók ről labor és asztali akár a teljes ipari termelési egységek. Emellett robusztusság, 24/7 működés és az alacsony karbantartási, Hielscher ultrasonicators meggyőzni által magas az egyszerű feldolgozás és lineáris skálázhatóság.
Folyamatok könnyen vizsgálni és optimalizálni a laborban. Ezután minden folyamat eredménye lehet méretezni teljesen lineáris a kereskedelmi termelés szintje. Ez teszi ultrahanggal hatásos és hatékony gyártási eljárás nagy mennyiségű magas minőségű grafén lapok.
Hielscher Ultrasonics’ ipari ultrahangos feldolgozók nem lehet megvalósítani, nagyon magas amplitúdójú. Amplitúdója legfeljebb 200 um könnyen folyamatosan fut 24/7 működésre. Még nagyobb amplitúdójú, személyre szabott ultrahangos sonotrodes állnak rendelkezésre. Matching ultrahang reaktorok biztosítására képes a megbízható és biztonságos tömegtermelése minőségi grafén nanosheets.

A Hielscher ultrahangos, nagyteljesítményű homogenizátorai bármilyen folyamatábrázoláshoz rendelkezésre állnak – a laborról a termelésre.

A robusztus Hielscher féle ultrahangos berendezés lehetővé teszi a 24/7 működésre nehéz és igényes környezetben.
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi: