գրաֆենի օքսիդ – Ուլտրաձայնային շերտազատում և ցրում
Ուլտրաձայնային շերտազատումը լայնորեն կիրառվում է գրաֆենի օքսիդ արտադրելու համար՝ գրաֆիտի օքսիդը բաժանելով բարակ, մեկ կամ մի քանի շերտով գրաֆենի թիթեղների: Hielscher sonicators-ը ստեղծում է ինտենսիվ ակուստիկ կավիտացիա, որտեղ էներգիայի խիտ ուլտրաձայնային ալիքները հեղուկ միջավայրում առաջացնում են բարձր էներգիայի միկրոպղպջակներ: Այս փլուզվող փուչիկները ստեղծում են կտրող ուժեր, որոնք բաժանում են գրաֆիտի օքսիդի շերտերը՝ արդյունավետորեն շերտավորելով դրանք գրաֆենի օքսիդի նանոթերթների: Օգտվեք բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հնարավորություններից՝ ձեր գրաֆենի օքսիդի վրա հիմնված հավելվածը հաջորդ մակարդակի հասցնելու համար:
Գրաֆենի օքսիդի ուլտրաձայնային շերտավորում
Գրաֆենի օքսիդը ջրում լուծվող, ամֆիֆիլային, ոչ թունավոր, կենսաքայքայվող է և կարող է հեշտությամբ ցրվել կայուն կոլոիդների մեջ։ Ուլտրաձայնային շերտազատումը և ցրումը շատ արդյունավետ, արագ և ծախսարդյունավետ մեթոդ է արդյունաբերական մասշտաբով գրաֆենի օքսիդը սինթեզելու, ցրելու և ֆունկցիոնալացնելու համար: Ստորև բերված մշակման ժամանակ ուլտրաձայնային ցրիչները արտադրում են բարձր արդյունավետությամբ գրաֆենի օքսիդ-պոլիմերային կոմպոզիտներ:
Ուլտրաձայնային շերտազատման առավելությունները
Ուլտրաձայնային շերտավորումն առաջարկում է մի քանի առավելություններ, ներառյալ պարզությունը, մասշտաբայնությունը և շրջակա միջավայրի բարեկեցությունը, քանի որ այն սովորաբար չի պահանջում կոշտ քիմիական նյութեր կամ բարդ մշակում: Բացի այդ, այն հնարավորություն է տալիս ճշգրիտ վերահսկել գրաֆենի օքսիդի նանոթերթերի չափը և հաստությունը, ինչը կարևոր է տարբեր կիրառություններում դրանց հատկությունները կարգավորելու համար:
Արդյունաբերական Sonicator UIP16000hdT բարձր թողունակությամբ գրաֆենի օքսիդի շերտազատման համար
Արձանագրություն՝ Գրաֆենի օքսիդի ուլտրաձայնային շերտավորում
Գրաֆենի օքսիդի (GO) նանոթերթերի չափերը վերահսկելու համար շերտազատման մեթոդը կարևոր գործոն է խաղում: Շնորհիվ իր ճշգրիտ վերահսկելի գործընթացի պարամետրերի, ուլտրաձայնային շերտազատումը ամենաշատ օգտագործվող շերտազատման տեխնիկան է բարձրորակ գրաֆենի և գրաֆենի օքսիդի արտադրության համար:
Գրաֆիտի օքսիդից գրաֆենի օքսիդի ուլտրաձայնային շերտազատման համար կան տարբեր արձանագրություններ: Ստորև գտեք գրաֆեն օքսիդի ուլտրաձայնային շերտազատման օրինակելի արձանագրություն.
Գրաֆիտի օքսիդի փոշին խառնվում է ջրային KOH-ում՝ 10 pH արժեքով: Շերտազերծման և հետագա ցրման համար օգտագործվում է զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարք UP200St (200W): Այնուհետև K+ իոնները կցվում են գրաֆենի բազալ հարթության վրա՝ ծերացման գործընթաց հրահրելու համար: Ծերացումը ձեռք է բերվում պտտվող գոլորշիացման ժամանակ (2 ժամ): Ավելորդ K+ իոնները հեռացնելու համար փոշին լվանում և ցենտրիֆուգում են տարբեր անգամներ:
Ստացված խառնուրդը ցենտրիֆուգվում և սառեցվում է, որպեսզի ցրվող գրաֆեն օքսիդի փոշի նստվածք առաջանա։
Գրաֆենի օքսիդի հաղորդիչ մածուկի պատրաստում. (Han et al. 2014)
Ուլտրաձայնային գրաֆեն օքսիդի շերտազատման մեխանիզմը
(Նկար՝ Փոթս և այլք, 2011)
Գրաֆենի օքսիդի ուլտրաձայնային ֆունկցիոնալացում
Sonication-ը հաջողությամբ օգտագործվում է գրաֆենի օքսիդը (GO) պոլիմերների և կոմպոզիտների մեջ ներառելու համար:
Օրինակներ.
- գրաֆենի օքսիդ-TiO2 միկրոսֆերային կոմպոզիտ
- պոլիստիրոլ-մագնետիտ-գրաֆեն օքսիդ կոմպոզիտ (միջուկ-պատյան կառուցվածք)
- պոլիստիրոլի վերականգնված գրաֆեն օքսիդի կոմպոզիտներ
- պոլիանիլին նանոմանրաթելերով պատված պոլիստիրոլ/գրաֆեն օքսիդ (PANI-PS/GO) միջուկային պատյան կոմպոզիտ
- պոլիստիրոլի միջերեսային գրաֆենի օքսիդ
- p-ֆենիլենդիամին-4վինիլբենզեն-պոլիստիրոլի ձևափոխված գրաֆենի օքսիդ
Ուլտրաձայնային սարք UP400St գրաֆենի նանոպլաստիտների դիսպերսիաների պատրաստման համար
Ուլտրաձայնային շերտազատմամբ արտադրվող գրաֆենի օքսիդի կիրառությունները
Ուլտրաձայնային շերտազատման միջոցով արտադրվող գրաֆենի օքսիդը լայն կիրառություն ունի տարբեր ոլորտներում: Էլեկտրոնիկայի մեջ այն օգտագործվում է ճկուն հաղորդիչ ֆիլմերի և սենսորների մեջ. էներգիայի պահպանման դեպքում այն մեծացնում է մարտկոցների և գերկոնդենսատորների աշխատանքը: Գրաֆեն օքսիդի հակաբակտերիալ հատկությունները դարձնում են այն արժեքավոր կենսաբժշկական կիրառություններում, մինչդեռ դրա բարձր մակերեսը և ֆունկցիոնալ խմբերը ձեռնտու են կատալիզացման և շրջակա միջավայրի վերականգնման համար: Ընդհանուր առմամբ, ուլտրաձայնային շերտազատումը հեշտացնում է բարձրորակ գրաֆենի օքսիդի արդյունավետ արտադրությունը՝ նորագույն տեխնոլոգիաներում օգտագործելու համար:
Sonicators գրաֆենի և գրաֆենի օքսիդի վերամշակման համար
Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է բարձր հզորության ուլտրաձայնային համակարգեր գրաֆենի և գրաֆենի օքսիդի շերտազատման, ցրման և մշակման համար: Հուսալի ուլտրաձայնային պրոցեսորները և բարդ ռեակտորները ապահովում են ճշգրիտ հսկողություն՝ հնարավորություն տալով կարգավորել ուլտրաձայնային պրոցեսները ցանկալի նպատակներին:
Կարևորագույն պարամետրը ուլտրաձայնային ամպլիտուդն է, որը որոշում է ուլտրաձայնային զոնդի թրթռային ընդլայնումն ու կծկումը: Hielscher արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերը ապահովում են բարձր ամպլիտուդներ, մինչև 200 մկմ, շարունակաբար աշխատում են 24/7 ռեժիմով: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հարմարեցված ուլտրաձայնային զոնդերը հասանելի են: Բոլոր պրոցեսորները կարող են ճշգրտորեն ճշգրտվել գործընթացի պայմաններին և վերահսկվել ներկառուցված ծրագրաշարի միջոցով՝ ապահովելով հուսալիություն, հետևողական որակ և վերարտադրելի արդյունքներ:
Hielscher sonicators-ը ամուր է և կարող է շարունակաբար աշխատել ծանր աշխատանքային միջավայրերում՝ դարձնելով sonication-ը արտադրության նախընտրելի տեխնոլոգիա լայնածավալ գրաֆենի, գրաֆենի օքսիդի և գրաֆիտային նյութերի պատրաստման համար:
Ուլտրաձայնային սարքերի և աքսեսուարների լայն տեսականի, ներառյալ սոնոտրոդները և տարբեր չափերի և երկրաչափական ռեակտորները, թույլ են տալիս ընտրել ռեակցիայի օպտիմալ պայմաններն ու գործոնները, ինչպիսիք են ռեակտիվները, ուլտրաձայնային էներգիայի մուտքագրումը, ճնշումը, ջերմաստիճանը և հոսքի արագությունը, հասնելու ամենաբարձր որակին: . Hielscher-ի ուլտրաձայնային ռեակտորները կարող են նույնիսկ ճնշում գործադրել մինչև մի քանի հարյուր բեռնախցիկ, ինչը հնարավորություն է տալիս բարձր մածուցիկ մածուկների ձայնային ախտահանում, որոնց մածուցիկությունը գերազանցում է 250,000 ցենտիպոիզը:
Այս գործոնների շնորհիվ ուլտրաձայնային շերտազատումը և շերտազատումը գերազանցում են սովորական տեխնիկան:
- բարձր հզորություն
- բարձր կտրող ուժեր
- կիրառելի բարձր ճնշումներ
- ճշգրիտ վերահսկողություն
- անխափան մասշտաբայնություն (գծային)
- խմբաքանակի և շարունակական
- վերարտադրելի արդյունքներ
- հուսալիություն
- ամրություն
- բարձր էներգաարդյունավետություն
Ուլտրաձայնային համակարգ գրաֆենի օքսիդի շերտազատման համար
Ուլտրաձայնային գրաֆենի սինթեզի, ցրման և ֆունկցիոնալացման մասին ավելին իմանալու համար սեղմեք այստեղ.
- Գրաֆենի արտադրություն
- Գրաֆենի նանոպլաստիկները
- Ջրի վրա հիմնված գրաֆենի շերտավորում
- ջրով ցրվող գրաֆեն
- գրաֆենի օքսիդ
- xenes
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ուլտրաձայնային հետազոտություն և կավիտացիա. Ինչպե՞ս է գրաֆիտը վերածվում գրաֆենի օքսիդի, օգտագործելով Sonication:
Գրաֆիտի օքսիդի (GrO) ուլտրաձայնային շերտավորումը հիմնված է ակուստիկ կավիտացիայի հետևանքով առաջացած բարձր կտրող ուժի վրա: Ակուստիկ կավիտացիան առաջանում է փոփոխվող բարձր ճնշման / ցածր ճնշման ցիկլերի պատճառով, որոնք առաջանում են հեղուկի մեջ հզոր ուլտրաձայնային ալիքների միացման արդյունքում: Ցածր ճնշման ցիկլերի ընթացքում առաջանում են շատ փոքր դատարկություններ կամ վակուումային փուչիկներ, որոնք աճում են փոփոխվող ցածր ճնշման ցիկլերի ընթացքում: Երբ վակուումային փուչիկները հասնում են այնպիսի չափի, որով նրանք չեն կարող ավելի շատ էներգիա կլանել, բարձր ճնշման ցիկլի ընթացքում նրանք կատաղի փլուզվում են: Պղպջակների պայթյունը հանգեցնում է կավիտացիոն ճեղքման ուժերի և սթրեսային ալիքների, մինչև 6000K ծայրահեղ ջերմաստիճանի, 10-ից բարձր սառեցման արագության:10Կ/վ, շատ բարձր ճնշում մինչև 2000 ատմ, ծայրահեղ ճնշման դիֆերենցիալ, ինչպես նաև հեղուկ շիթեր մինչև 1000 կմ/ժ արագությամբ (~280 մ/վ):
Այդ ինտենսիվ ուժերը ազդում են գրաֆիտի կույտերի վրա, որոնք շերտազատվում են մեկ կամ մի քանի շերտով գրաֆենի օքսիդի և գրաֆենի անաղարտ նանոթերթի։
Ի՞նչ է գրաֆենի օքսիդը:
Գրաֆենի օքսիդը (GO) սինթեզվում է գրաֆիտի օքսիդի (GrO) շերտազատման միջոցով: Մինչ գրաֆիտի օքսիդը 3D նյութ է, որը բաղկացած է գրաֆենի շերտերի միլիոնավոր շերտերից՝ ներխուժված թթվածիններով, գրաֆենի օքսիդը մոնո կամ մի քանի շերտ գրաֆեն է, որը թթվածնով է լցված երկու կողմից:
Գրաֆենի օքսիդը և գրաֆենը միմյանցից տարբերվում են հետևյալ բնութագրերով՝ գրաֆենի օքսիդը բևեռային է, մինչդեռ գրաֆենը՝ ոչ բևեռային։ Գրաֆենի օքսիդը հիդրոֆիլ է, մինչդեռ գրաֆենը հիդրոֆոբ է:
Սա նշանակում է, որ գրաֆենի օքսիդը ջրում լուծվող է, ամֆիֆիլային, ոչ թունավոր, կենսաքայքայվող և ձևավորում է կայուն կոլոիդային կախույթներ։ Գրաֆենի օքսիդի մակերեսը պարունակում է էպոքսիդ, հիդրոքսիլ և կարբոքսիլ խմբեր, որոնք հասանելի են կատիոնների և անիոնների հետ փոխազդելու համար։ Շնորհիվ իրենց եզակի օրգանական-անօրգանական հիբրիդային կառուցվածքի և բացառիկ հատկությունների, GO-պոլիմերային կոմպոզիտներն առաջարկում են մեծ ներուժ բազմակի արդյունաբերական կիրառման համար: (Tolasz et al. 2014)
Ի՞նչ է նվազեցված գրաֆենի օքսիդը:
Կրճատված գրաֆենի օքսիդը (rGO) արտադրվում է գրաֆենի օքսիդի ուլտրաձայնային, քիմիական կամ ջերմային վերականգնմամբ: Կրճատման փուլի ընթացքում գրաֆենի օքսիդի թթվածնի գործառույթների մեծ մասը հանվում է այնպես, որ արդյունքում ստացված գրաֆենի օքսիդը (rGO) ունի շատ նման բնութագրեր անաղարտ գրաֆենին: Այնուամենայնիվ, կրճատված գրաֆենի օքսիդը (rGO) անթերի և մաքուր չէ, ինչպես մաքուր գրաֆենը:
Գրականություն/Հղումներ
- FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
- FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
- Gouvea R.A., Konrath Jr L.G., Cava S., Carreno N.L.V., Goncalves M.R.F. (2011): Synthesis of nanometric graphene oxide and its effects when added in MgAl2O4 ceramic. 10th SPBMat Brazil.
- Kamisan A.I., Zainuddin L.W., Kamisan A.S., Kudin T.I.T., Hassan O.H., Abdul Halim N., Yahya M.Z.A. (2016): Ultrasonic Assisted Synthesis of Reduced Graphene Oxide in Glucose Solution. Key Engineering Materials Vol. 708, 2016. 25-29.
- Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
- Štengl, V. (2012): Preparation of Graphene by Using an Intense Cavitation Field in a Pressurized Ultrasonic Reactor. Chemistry – A European Journal 18(44), 2012. 14047-14054.
- Tolasz J., Štengl V., Ecorchard P. (2014): The Preparation of Composite Material of Graphene Oxide–Polystyrene. 3rd International Conference on Environment, Chemistry and Biology IPCBEE vol.78, 2014.
- Potts J. R., Dreyer D. R., Bielawski Ch. W., Ruoff R.S (2011): Graphene-based polymer nanocomposites. Polymer Vol. 52, Issue 1, 2011. 5–25.