Vízalapú grafén hámlasztás

Ultrahangos hámlás lehetővé teszi, hogy készítsen néhány réteg grafén használata nélkül kemény oldószerek tiszta vízzel csak. Nagy teljesítményű szonikálás delaminál grafén lapok egy rövid kezelés. Az oldószerek elkerülése a grafén hámlást zöld, fenntartható folyamatba iktatja.

Graféngyártás folyékony fázisú hámlasztás útján

Ultrahangos reaktor grafén hámlasztására.A grafént kereskedelmi forgalomban, úgynevezett folyékony fázisú hámlasztás útján gyártják. A grafén folyékony fázisú hámlasztása mérgező, környezeti szempontból káros és drága oldószerek használatát igényli, amelyeket kémiai előkezelésként vagy mechanikus diszperziós technikával kombinálva használnak. A grafénlemezek mechanikai diszperziója érdekében az ultrahangos technikát rendkívül megbízható, hatékony és biztonságos technikaként hozták létre, hogy kiváló minőségű grafénlemezeket készítsen nagy mennyiségben teljesen ipari szinten. Mivel a kemény oldószerek használatát mindig költségekkel, szennyeződéssel, komplex eltávolítástal és ártalmatlanítással, biztonsági aggályokkal, valamint környezeti terhekkel jár, a nem mérgező és biztonságosabb alternatíva jelentősen előnyös. Grafén hámlasztás vízzel oldószerként és teljesítmény ultrahang mechanikai delaminálás néhány réteg grafén lapok ezért egy nagyon ígéretes technika a zöld grafén gyártás.
Közönséges oldószerek, amelyeket gyakran használnak folyékony fázisként a grafén nanolapok eloszlatására, közé tartozik a Dimetil-szulfoxid (DMSO), az N,N-dimetilformamid (DMF), az N-metil-2-pirrolidon (NMP), a Tetramethylurea (TMU), a Tetrahidrofurán (THF), a propilén-karbonaceton (PC), az etanol és a formamid.
Mint egy már régóta bevált technika grafén hámlás kereskedelmi szinten, hozzákeverésével lehetővé teszi, hogy készítsen kiváló minőségű grafén nagy tisztaságú alacsony költséggel. Mivel ultrahangos grafén hámlasztás lehet teljesen lineáris skálázott bármilyen térfogatú, a termelési hozam kiváló minőségű grafén pelyhek könnyen megvalósítható a tömegtermelés a grafén.

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Ultrahangos diszpergáló UIP2000hdT, egy 2000 wattos erős hangrendszer, a grafén hámlás és diszperzió.

Az UIP2000hdT egy 2kW erős ultrahangos diszpergáló grafén hámlasztáshoz és diszperzióhoz.

Ultrahangos hámlása grafén vízben

Tyurnina et al. (2020) megvizsgálta az amplitúdó és az ultrahangos intenzitás hatását a tiszta víz-grafit oldatokra és az ebből eredő grafén hámlásra. A tanulmányban Hielscher UP200S-t (200W, 24kHz) használtak. A vízzel történő ultrahangos hámlasztást egylépéses folyamatként alkalmazták néhány rétegű grafén delaminációhoz. Az 2h rövid kezelése elegendő volt ahhoz, hogy néhány rétegű grafént állítson elő egy nyitott főzőpohár szonikációs beállításban.

Ultrahangos grafén hámlás vízben

A képkockák nagy sebességű sorozata (a-tól f-ig), amely illusztrálja a grafitpehely vízben történő szonomechanikus hámlását az UP200s, egy 24 kHz-es ultrahangos készülék 3 mm-es sonotrode-val. A nyilak a hasítás (hámlás) helyét mutatják a hasításba behatoló kavitációs buborékokkal.
© Tyurnina és mtsai, 2020

Optimalizálása ultrahangos grafén hámlás

Ultrahangos processzor UP200St sonotrode és földi üvegcsatlakozással.A Tyurnina et al. (2020) által használt ultrahangos beállítás könnyen optimalizálható a nagyobb hatékonyság és gyorsabb hámlás érdekében egy zárt ultrahangos reaktor használatával átfolyási módban. Ultrahangos inline kezelés lehetővé teszi a lényegesen egységes ultrahangos kezelés minden grafit nyersanyag: etetés a grafit / víz oldat közvetlenül a zárt tér ultrahangos kavitáció, minden grafit válik egyenletesen sonicated ami a magas hozamú kiváló minőségű grafén pelyhek.
Hielscher Ultrahangos rendszerek lehetővé teszik a pontos ellenőrzése alatt minden fontos feldolgozási paraméterek, mint például az amplitúdó, idő / visszatartás, energiabevitel (Ws / mL), nyomás, és a hőmérséklet. Az optimális ultrahangos paraméterek beállítása a legmagasabb hozamot, minőséget és általános hatékonyságot eredményezi.

Hogyan ultrasonication előmozdítása grafén hámlás

Amikor a nagy teljesítményű ultrahang hullámok vannak párva egy hígtrágya grafit por és víz, vagy bármilyen oldószer, szonomechanikus erők, mint a nagy nyíró, intenzív turbulencia és a magas nyomású és hőmérséklet-különbözetek létre energia-intenzív körülmények között. Ezek az energiaintenzív állapotok az akusztikus kavitáció jelenségének az eredménye.
Tudjon meg többet ultrahangos kavitáció itt!
Az elektromos ultrahang elindítja a grafitpor tágulása, mivel folyadékokat nyomnak a grafénrétegek között, amelyekből grafit áll. Az ultrahangos nyíróerők deminálják az egyetlen grafénlemezt, és grafénpehelyként eloszlatják őket az oldatban. A vízben a grafén hosszú távú stabilitásának megszerzéséhez felületaktív anyagokra van szükség.

Ultrasonicator UP200St (200W) szénfekete diszpergálás vízben 1% wt Tween80 felületaktív anyagként használva.

A korfekete ultrahangos diszperziója az UP200St ultrahangos készülékkel

Videó indexképe

A grafén hámlasztásának ultrahangos folyadékfázisú hámlás mechnizmusa. Tyurnina és mtsai tanulmánya és képe, 2021.

A grafén hámlás ultrahangos folyadékfázisának mechnizmusa.
Tyurnina et al., 2021.

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Nagy teljesítményű ultrahangos grafén hámláshoz

A Hielscher ultrasonicators intelligens funkcióit úgy tervezték, hogy garantálják a megbízható működést, a reprodukálható eredményeket és a felhasználóbarátságot. A működési beállítások könnyen elérhetők és tárcsázhatók intuitív menüvel, amely digitális színes érintőképernyővel és böngésző távirányítóval érhető el. Ezért minden feldolgozási feltételt, mint például a nettó energiát, a teljes energiát, az amplitúdót, az időt, a nyomást és a hőmérsékletet automatikusan rögzítik egy beépített SD-kártyán. Ez lehetővé teszi, hogy vizsgálja felül és hasonlítsa össze a korábbi szonikálás fut, és optimalizálja a grafén hámlási folyamat a legnagyobb hatékonyságot.
A Hielscher ultrasonicators távolról vezérelhető a böngésző vezérlésén keresztül. Az ultrahangos paraméterek pontosan nyomon követhetők és beállíthatók a folyamat követelményeihez.Hielscher Ultrahangos rendszerek használják világszerte a gyártás kiváló minőségű grafén lemezek és grafén-oxidok. Hielscher ipari ultrasonicators könnyen futtatni nagy amplitúdójú folyamatos működés (24/7/365). Az akár 200μm-es amplitúdók könnyen létrehozhatók standard összehegeszthető (ultrahangos szondák / szarvak és cascatrodesTm). A még nagyobb amplitúdók, testreszabott ultrahangos sonotrodes állnak rendelkezésre. Robusztusságuknak és alacsony karbantartásuknak köszönhetően ultrahangos hámlasztó rendszereinket gyakran nagy teherbírású alkalmazásokhoz és igényes környezetekbe telepítjük.

Hielscher ultrahangos processzorok grafén hámlás már telepítve világszerte kereskedelmi szinten. Lépjen kapcsolatba velünk most, hogy megvitassák a grafén gyártási folyamat! Tapasztalt munkatársaink örömmel osztanak meg több információt a hámlási folyamatról, az ultrahangos rendszerekről és az árakról!

 
Ha többet szeretne megtudni az ultrahangos grafén szintézisről, diszperzióról és funkcionalizálásról, kérjük, kattintson ide:

 

Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:

Kötegelt mennyiség Áramlási sebesség Ajánlott eszközök
1 - 500 ml 10-200 ml / perc UP100H
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 UIP4000hdT
na 10 - 100 l / perc UIP16000
na nagyobb klaszter UIP16000

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, hogy kérjen további információkat ultrahangos processzorok, alkalmazások és az ár. Örömmel megvitatjuk önnel a folyamatot, és olyan ultrahangos rendszert kínálunk Önnek, 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

  • Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin (2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon Vol. 168, 2020. 737-747.
    (Available under a Creative Commons Attribution 4.0: CC BY-NC-ND 4.0. See full terms here.)
  • Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
  • Unalan I.U., Wan C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Polysaccharide-assisted rapid exfoliation of graphite platelets into high quality water-dispersible graphene sheets. RSC Advances 5, 2015. 26482–26490.
  • Bang, J. H.; Suslick, K. S. (2010): Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Advanced Materials 22/2010. pp. 1039-1059.
  • Štengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.

Tudni érdemes

Mi az a Graphene?

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 hibamentes grafén gyors és biztonságos ultrahangos előkészítése nagy mennyiségben, alacsony költségekkel lehetővé teszi a grafén alkalmazásának kiterjesztését egyre több iparágra.
A grafén egy atomos vastagságú szénréteg, amely grafolór egyrétegű vagy 2D szerkezetű (egyrétegű grafén = SLG). A grafén rendkívül nagy fajlagos felülettel és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik (Young modulus 1 TPa és belső szilárdsága 130 GPa), nagy elektronikai és hővezető képességgel, töltőhordozó mobilitással, áttetszőséggel és gázzal szemben átjárhatatlan. Ezeknek az anyagjellemzőknek köszönhetően a grafént erősítő adalékként használják, hogy a kompozitok erejét, vezetőképességét stb. Adják. A grafén és más anyagok tulajdonságainak kombinálása érdekében a grafént a vegyületbe kell diszpergálni vagy vékony filmrétegként egy hordozóra.


A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat szállít a labortól az ipari méretig.

Nagy teljesítményű ultrahangos! Hielscher termékpaletta kiterjed a teljes spektrumot a kompakt labor ultrasonicator több mint pad-top egységek teljes ipari ultrahangos rendszerek.


Örömmel megvitassuk a folyamatot.

Lépjünk kapcsolatba.