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.
Az ultrahangos kavitáció intenzív nyíróerőket hoz létre, amelyek elválasztják a halmozott grafit rétegeket mono-, két- és néhány hibamentes grafénrétegre.

Vízben diszpergálható grafén lemezek szonikálással

Az ultrahangos szondával végzett szonikálás hatékony módszer az egyrétegű grafén nanolemezek hámlasztására és egyenletes eloszlására. Az ultrahangos funkcionalizálás lehetővé teszi vízben diszpergálható grafén előállítását.Az ultrahangos kezelés hatékony eljárás, megismételhető eredményekkel, hogy kibontsa a szénnanocsöveket vízben vagy szerves oldószerekben. [/caption] Normál körülmények között a grafén alig diszpergálható vízben, és vizes közegben diszpergálva aggregátumokat és agglomerátumokat képez. Mivel a vizes rendszerek jelentős előnye, hogy olcsóak, a nem mérgező, környezetbarát, vízalapú grafén rendszerek rendkívül vonzóak a graféngyártók és a feldolgozóipar számára.
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

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


7kW ultrahangos diszpergáló rendszer inline grafén termeléshez (Kattintson a nagyításhoz!)

Ultrahangos reaktor szonda típusú ultrahangos készülékekkel ipari méretű grafén hámlasztáshoz

A grafit közvetlen hámlasztásának protokollja ultrahanggal

A nem ionos pullulánt és az anionos alginátot (1,0 g) külön-külön feloldottuk 20 ml desztillált vízben, míg a kationos kitozánt (0,4 g) 20 ml desztillált vízben oldottuk 1 tömeg% ecetsavval. A grafitport diszpergáltuk a vizes biopolimer oldatokban, és szonda típusú ultrahangos készülékkel kezeltük UP200S (maximális teljesítmény 200 W, frekvencia 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Németország), titán sonotrode (mikro csúcs S3, csúcsátmérő 3 mm, maximális amplitúdó 210μm, akusztikus teljesítménysűrűség vagy felületi intenzitás 460 W cm-2) a következő feltételek mellett: 0,5 ciklus és 50% amplitúdó, 10, 20, 30 és 60 percig. A legjobb eredményeket 30 perces ultrahangos kezelés során kaptuk. Az ultrahangos kezelést 16,25 W teljesítményen alkalmaztuk 30 percig, energiafogyasztással (energiateljesítmény egységnyi térfogatra) 731 Ws ml-1.
Ezt követően a keverékeket 1500 fordulat / perc sebességgel 60 percig centrifugálták a hámlasztatlan grafit részecskék eltávolítása érdekében, majd 5-ször mosták, majd ismét centrifugálták 5000 fordulat / perc sebességgel 20 percig, hogy eltávolítsák a felesleges biopolimereket. Az így kapott sötétszürke oldatokat vákuumban 40 °C-on szárítottuk, amíg tömegveszteség nem következett be. A kapott polimer-grafén porokat vízben újra diszpergáltuk (1 mg ml-1 pullulánra és kitozánra, 0,18 mg ml-1 alginátra) jellemzésre. A pullulán-, alginát- és kitozán-segített ultrahangozással nyert grafénlemezeket pull-G, alg-G és chit-G néven jeleztük.
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.
(vö. Unalan et al. 2015)

Ultrahangos grafén hámlás vízben

A képkockák nagy sebességű sorozata (a-tól f-ig), amely illusztrálja a grafitpehely vízben történő szonomechanikus hámlását az UP200S, egy 200 W-os ultrahangos készülék 3 mm-es sonotrode-val. A nyilak a hasítás (hámlás) helyét mutatják a hasításba behatoló kavitációs buborékokkal.
(tanulmány és képek: © Tyurnina et al. 2020

Ultrahangos hámlás vízben diszpergálható grafén nanosheets (Unalan et al. 2015)

TEM képek pull-G: (a) 10 perc; (B) 20 perc; (C) 30 perc; (D) 60 perc; (E) chit-G 30 percig; (F) ALG-G 30 percig. (Unalan et al. 2015)

Ultrahangos készülékek grafén hámláshoz

Az ipari Ultrasonicator UIP6000hdT szállít 6000 watt nagy intenzitású ultrahang szondán keresztül (sonotrode) homogenizáláshoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakciós alkalmazásokhoz.A Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos processzorokat világszerte használják a grafit és a grafén sikeres hámlasztására és diszperziójára. Ultrahangos diszpergálószereink laboratóriumi és asztali számítógépektől a teljes ipari termelési egységekig kaphatók. A robusztusság, a 24/7 működés és az alacsony karbantartás mellett a Hielscher ultrasonicators meggyőzi a nagy könnyű feldolgozást és a lineáris méretezhetőséget.
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 processzorok képesek szállítani nagyon nagy amplitúdó. Akár 200 μm-es amplitúdók is könnyedén működtethetők folyamatosan 24/7 üzemben. Még nagyobb amplitúdók esetén testreszabott ultrahangos sonotrodes áll rendelkezésre. A megfelelő ultrahangos reaktorok biztosítják a kiváló minőségű grafén nanolemezek megbízható és biztonságos tömeggyártását, valamint a stabil nanolemez diszperziókat.

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:

Kötegelt mennyiség Áramlási sebesség Ajánlott eszközök
10-2000 ml 20-400 ml / perc Uf200 ः t, UP400St
0.1-20L 02 - 4 L / perc UIP2000hdT
10-100 liter 2 - 10 l / perc UIP4000
na 10 - 100 l / perc UIP16000
na nagyobb klaszter UIP16000

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, hogy további információkat kérjen az ultrahangos diszpergálószerekről nanolemez hámlasztáshoz, grafénhez kapcsolódó alkalmazásokhoz, műszaki részletekhez és árakhoz. Örömmel megvitatjuk Önnel a grafén gyártási folyamatát, és felajánlunk Önnek egy ultrahangos készüléket, amely megfelel az Ön igényeinek!









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Intenzív ultrahangos ultrahangos ultrahangos (sonotrode) egy rendkívül hatékony módszer a grafén nano-lemezek delaminálására és hámlasztására.

A 2D nanolemezek ultrahangos hámlasztásának mechanizmusa.
(tanulmány és grafika: Tyurnina et al., 2020)



Tudni érdemes

Grafén

Grafén lap Grafén egyrétegű SP2-kötött szénatomos. Grafén egyedülálló anyag jellemzői, mint egy rendkívüli nagy fajlagos felülete (2620 m2g-1), Kiváló mechanikai jellemzők mellett a Young-modulusa 1 tPA és belső szilárdsága 130 GPa, a rendkívül magas elektronikus vezetőképesség (szoba-hőmérsékletű elektron mobilitása 2,5 × 105 cm2 V-1s-1), Nagyon magas hővezető (a fenti 3000 W m K-1), Megnevezni a legfontosabb tulajdonságait. Köszönhetően kiváló anyag tulajdonságait, grafén erősen használt a fejlesztése és gyártása nagy teljesítményű akkumulátorok, üzemanyagcellák, napelemek, szuperkapacitás, hidrogén-tárolók, elektromágneses pajzsok és elektronikus eszközök. Továbbá, grafén beépül sok nanokompozitok és kompozit anyagok, mint erősítő adalékanyagként, például a polimerek, kerámiák és fém mátrixok. Köszönhetően nagy vezetőképességű, grafén fontos eleme a vezetőképes festékek és tinták.
A gyors és biztonságos ultrahangos előállítását hibamentes grafén A nagy mennyiségű, alacsony költségek lehetővé bővítésére alkalmazások grafén, hogy egyre több és több iparágban.

Irodalom / References


Nagy teljesítményű ultrahang! A Hielscher termékskálája lefedi a teljes spektrumot a kompakt laboratóriumi ultrasonicatortól a padtetős 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.