Ուլտրաձայնային բորոֆենի սինթեզ արդյունաբերական մասշտաբով

Բորոֆենը՝ բորի երկչափ նանոկառուցվածքային ածանցյալը, կարող է արդյունավետորեն սինթեզվել հեշտ և էժան ուլտրաձայնային շերտազատման միջոցով: Ուլտրաձայնային հեղուկ փուլային շերտավորումը կարող է օգտագործվել մեծ քանակությամբ բարձրորակ բորոֆենի նանոթերթեր արտադրելու համար: Ուլտրաձայնային շերտազատման տեխնիկան լայնորեն օգտագործվում է 2D նանոնյութեր արտադրելու համար (օրինակ՝ գրաֆեն) և հայտնի է բարձրորակ նանոթերթերի, բարձր բերքատվության, արագ և հեշտ շահագործման, ինչպես նաև ընդհանուր արդյունավետության առավելություններով:

Բորոֆենի պատրաստման ուլտրաձայնային շերտազատման մեթոդ

Զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքերը բորոֆենի արդյունավետ շերտազատման նախընտրելի մեթոդն են:Ուլտրաձայնային եղանակով շարժվող հեղուկ փուլային շերտավորումը լայնորեն օգտագործվում է տարբեր զանգվածային պրեկուրսորներից 2D նանոթերթներ պատրաստելու համար, ներառյալ գրաֆիտը (գրաֆեն), բորը (բորոֆեն), ի թիվս այլոց: Քիմիական շերտազատման տեխնիկայի հետ համեմատած, ուլտրաձայնային օգնությամբ հեղուկ փուլային շերտազատումը համարվում է ավելի խոստումնալից ռազմավարություն 0D և 2D նանոկառուցվածքների պատրաստման համար, ինչպիսիք են բորի քվանտային կետերը (BQDs) և բորոֆենը: (տես Wang et al., 2021)
Ձախ սխեման ցույց է տալիս 2D մի քանի շերտ բորոֆենի թիթեղների ուլտրաձայնային ցածր ջերմաստիճանի հեղուկ շերտազատման գործընթացը: (Ուսումնասիրություն և նկար՝ ©Lin et al., 2021):

Տեղեկատվության պահանջ





Ուլտրաձայնային ռեակտոր լայնածավալ բորոֆենի շերտազատման համար: Չժանգոտվող պողպատից ռեակտորը հագեցած է հզոր արդյունաբերական 2000 վտ հզորությամբ ուլտրաձայնային սարքով (20 կՀց):

Սոնոքիմիական ռեակտոր՝ հագեցած ա 2000 վտ արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսոր UIP2000hdT լայնածավալ բորոֆենի շերտազատման համար:

Ուլտրաձայնային բորոֆենի շերտազատման դեպքերի ուսումնասիրություն

Հեղուկ փուլային գործընթացում ուժային ուլտրաձայնի միջոցով շերտազատումը և շերտազատումը լայնորեն ուսումնասիրվել և հաջողությամբ կիրառվել է բորոֆենի և բորի այլ ածանցյալների նկատմամբ, ինչպիսիք են բորի քվանտային կետերը, բորի նիտրիդը կամ մագնեզիումի դիբորիդը:

α-բորոֆեն

Göktuna-ի և Taşaltın-ի (2021) կողմից իրականացված ուսումնասիրության մեջ α բորոֆենը պատրաստվել է հեշտ և էժան ուլտրաձայնային շերտազատման միջոցով: Ուլտրաձայնային եղանակով սինթեզված բորոֆենի նանոթերթերը ցուցադրում են α բորոֆենի բյուրեղային կառուցվածք:
Արձանագրություն. 100 մգ բորի միկրոմասնիկները 100 մլ DMF-ում 200 Վտ հզորությամբ (օրինակ՝ օգտագործելով UP200St S26d14-ով) 4 ժամ ազոտի մեջ (N.2) հոսքի վերահսկվող խցիկ՝ ուլտրաձայնային հեղուկ փուլով շերտազատման գործընթացում օքսիդացումը կանխելու համար: Շերտավորված բորի մասնիկների լուծույթը ցենտրիֆուգվել է համապատասխանաբար 5000 rpm և 12000 rpm 15 րոպեի ընթացքում, այնուհետև բորոֆենը խնամքով հավաքվել և չորացվել է վակուումային միջավայրում 4 ժամ 50ºC ջերմաստիճանում: (տես Göktuna and Taşaltın, 2021)

Բորոֆենի շերտազատման գործընթացի քայլերը՝ օգտագործելով ուլտրաձայնային շերտազատման տեխնիկան

Բորոֆենի սխեմատիկ նկարազարդումը մի քանի շերտերով, որոնք շերտազատված են զոնդի ուլտրաձայնային օգնությամբ սոլվոթերմալ բուժման գործընթացով:
Ուսումնասիրություն և նկար՝ ©Zhang et al., 2020

Մի քանի շերտ բորոֆեն

Zhang et al. (2020) զեկուցել է ացետոնային սոլվոթերմալ հեղուկ փուլային շերտազատման տեխնիկայի մասին, որը թույլ է տալիս բարձրորակ բորոֆեն արտադրել մեծ հորիզոնական չափերով: Օգտագործելով ացետոնի այտուցված ազդեցությունը, բորի փոշու պրեկուրսորը նախ թրջվել է ացետոնի մեջ: Այնուհետև, թրջված բորի պրեկուրսորը լուծողականորեն մշակվել է ացետոնի մեջ 200ºC-ում, որին հաջորդել է զոնդի տիպի ձայնային սարքով 225 Վտ հզորությամբ 4 ժամվա ընթացքում: Վերջապես ստացվել է բորոֆեն՝ բորի մի քանի շերտերով և մինչև 5,05 մմ հորիզոնական չափերով։ Հեղուկ ֆազային շերտազերծման տեխնիկան ացետոնային solvothermal-ի օգնությամբ կարող է օգտագործվել մեծ հորիզոնական չափսերով և բարձր որակով բորի նանոթերթեր պատրաստելու համար: (տես Zhang et al., 2020)
Երբ ուլտրաձայնային եղանակով շերտազատված բորոֆենի XRD օրինաչափությունը համեմատվում է բորի հիմնական պրեկուրսորի հետ, կարելի է նկատել նմանատիպ XRD օրինաչափություն: Հիմնական դիֆրակցիոն գագաթների մեծ մասը կարող է ինդեքսավորվել b-rhombohedral boron-ին, ինչը ենթադրում է, որ բյուրեղային կառուցվածքը գրեթե պահպանված է շերտազատումից առաջ և հետո:

Ուլտրաձայնային շերտազատված բորոֆեն

SEM պատկերներ ցածր լուծաչափով (ա) և բարձր լուծաչափով (բ) բորոֆենի մի քանի շերտերով, որոնք ստացվել են ացետոնի մեջ ուլտրաձայնային օգնությամբ սոլվոթերմալ շերտավորումից
Ուսումնասիրություն և նկար՝ ©Zhang et al., 2020

Բորոֆենի ուլտրաձայնային շերտազատման գործընթացը պահպանում է նրա բյուրեղային կառուցվածքը:

Չմշակված զանգվածային բորի և բորոֆենի XRD նախշերը (ա) և Ռամանի սպեկտրները (բ) մի քանի շերտերով, որոնք ստացվել են զոնդով ուլտրաձայնային օժանդակությամբ սոլվոթերմալ շերտավորումից:
Ուսումնասիրություն և նկար՝ ©Zhang et al., 2020

Բորի քվանտային կետերի սոնոքիմիական սինթեզ

Հաո և այլք։ (2020) հաջողությամբ պատրաստել է լայնածավալ և միատեսակ բյուրեղային կիսահաղորդչային բորի քվանտային կետեր (BQDs) ընդլայնված բորի փոշուց ացետոնիտրիլում, որը բարձր բևեռային օրգանական լուծիչ է, օգտագործելով հզոր զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարք (օրինակ. UP400St,, UIP500hdT կամ UIP1000hdT): Սինթեզված բորի քվանտային կետերը՝ 2,46 ± 0,4 նմ կողային չափերով և 2,81 ± 0,5 նմ հաստությամբ։
Արձանագրություն. Բորի քվանտային կետերի տիպիկ պատրաստման մեջ 30 մգ բորի փոշի նախ ավելացվեց երեք պարանոցով կոլբայի մեջ, այնուհետև 15 մլ ացետոնիտրիլ ավելացվեց շշի մեջ մինչև ուլտրաձայնային գործընթացը: Շերտավորումը կատարվել է 400 Վտ ելքային հզորությամբ (օրինակ՝ օգտագործելով UIP500hdT), 20 կՀց հաճախականություն և ուլտրաձայնային ժամանակը 60 րոպե: Ուլտրաձայնային ախտահանման ժամանակ լուծույթի գերտաքացումից խուսափելու համար սառույցի բաղնիքի կամ լաբորատոր սառեցման միջոցով սառեցվել է մշտական ջերմաստիճանի համար: Ստացված լուծույթը ցենտրիֆուգվել է 1500 ռ/րոպե արագությամբ 60 րոպե: Բորային քվանտային կետեր պարունակող գերնույն նյութը նրբորեն արդյունահանվել է: Բոլոր փորձերն անցկացվել են սենյակային ջերմաստիճանում։ (տես Hao et al., 2020)
Wang et al. (2021), հետազոտողը պատրաստում է բորի քվանտային կետեր՝ օգտագործելով նաև ուլտրաձայնային հեղուկ փուլի շերտազատման տեխնիկան: Նրանք ստացան միաձույլ ցրված բորի քվանտային կետ՝ նեղ չափի բաշխմամբ, գերազանց ցրվածությամբ, IPA լուծույթում բարձր կայունությամբ և երկու ֆոտոֆլուորեսցենտով։

Ուլտրաձայնային սինթեզված բորի քվանտային կետեր:

TEM պատկերները և BQD-ների համապատասխան տրամագծի բաշխումը, որոնք պատրաստված են տարբեր ուլտրաձայնային պայմաններում: ա) BQD-2-ի TEM պատկերը սինթեզված է 400 Վտ հզորությամբ 2 ժամ: բ) BQD-3-ի TEM պատկերը սինթեզված է 550 Վտ հզորությամբ 1 ժամվա ընթացքում: (գ) BQD-3-ի TEM պատկերը սինթեզված է 400 Վտ հզորությամբ 4 ժամ: դ) «ա»-ից ստացված քվանտային կետերի տրամագծային բաշխումը: ե) «բ»-ից ստացված քվանտային կետերի տրամագծային բաշխումը: զ) (գ)-ից ստացված քվանտային կետերի տրամագծային բաշխումը:
Ուսումնասիրություն և նկար՝ ©Hao et al., 2020

Մագնեզիումի դիբորիդ նանոթերթերի ուլտրաձայնային շերտազատում

Շերտազերծման գործընթացն իրականացվել է 450 մգ մագնեզիումի դիբորիդի կասեցման միջոցով
(MgB2) փոշի (մոտ 100 ցանց չափս / 149 մկմ) 150 մլ ջրի մեջ և 30 րոպե ուլտրաձայնային ազդեցության ենթարկելով: Ուլտրաձայնային շերտազատումը կարող է իրականացվել զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքի միջոցով, ինչպիսին է Uf200 ः տ կամ UP400St 30% ամպլիտուդով և 10 վայրկյան միացման/անջատման իմպուլսների ցիկլային ռեժիմով: Ուլտրաձայնային շերտազատման արդյունքում ստացվում է մուգ սև կախոց: Սև գույնը կարելի է վերագրել մաքուր MgB2 փոշու գույնին:

Տեսանյութում ցուցադրվում է ածխածնի բարձր արդյունավետ ցրումը։ Օգտագործված ուլտրաձայնային պրոցեսորը Hielscher UP200St ուլտրաձայնային սարքն է, որն իդեալական է բարձրորակ դիսպերսիաների փոքր և միջին չափի խմբաքանակներ պատրաստելու համար: Մեծ ծավալների համար Hielscher Ultrasonics-ը մատակարարում է արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր՝ շարունակական ներգծային ցրման համար:

Ուլտրաձայնային միջոց UP200St (200W) ցրող ածխածնի սևը ջրի մեջ ցրելու միջոցով, օգտագործելով 1% wt Tween80- ը, որպես surfactant

Տեղեկատվության պահանջ





Ուլտրաձայնային գրաֆենի շերտավորում ջրի մեջ

Շրջանակների արագընթաց հաջորդականություն (a-ից f), որը ցույց է տալիս գրաֆիտի փաթիլի սոնո-մեխանիկական շերտավորումը ջրի մեջ՝ օգտագործելով UP200S, 200W ուլտրաձայնային սարք հետ 3mm sonotrode. Սլաքները ցույց են տալիս պառակտման (շերտման) տեղը՝ ճեղքվածքը ներթափանցող կավիտացիոն փուչիկներով:
© Tyurnina et al. 2020 թ

Հզոր ուլտրաձայնային սարքեր բորոֆենի շերտազատման համար ցանկացած մասշտաբով

Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը կարող են հեռակառավարվել բրաուզերի կառավարման միջոցով: Sonication պարամետրերը կարող են վերահսկվել և ճշգրտվել գործընթացի պահանջներին համապատասխան:Hielscher Ultrasonics-ը նախագծում, արտադրում և տարածում է ցանկացած չափի ամուր և հուսալի ուլտրաձայնային սարքեր: Կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից մինչև արդյունաբերական ուլտրաձայնային զոնդեր և ռեակտորներ, Hielscher-ն ունի իդեալական ուլտրաձայնային համակարգ ձեր գործընթացի համար: Ունենալով երկարաժամկետ փորձ այնպիսի կիրառություններում, ինչպիսիք են նանոմյութերի սինթեզը և ցրումը, մեր լավ պատրաստված անձնակազմը ձեզ կառաջարկի ամենահարմար կարգավորումը ջրի պահանջներին համապատասխան: Hielscher արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները հայտնի են որպես հուսալի աշխատանքային ձիեր արդյունաբերական օբյեկտներում: Ունենալով շատ բարձր ամպլիտուդներ հաղորդելու, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը իդեալական են բարձր արդյունավետությամբ կիրառությունների համար, ինչպիսիք են բորոֆենի կամ գրաֆենի շերտազատումը, ինչպես նաև նանոմատերիալ դիսպերսիաները: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ:
Ամբողջ սարքավորումները նախագծված և արտադրված են Գերմանիայում գտնվող մեր գլխավոր գրասենյակում: Նախքան հաճախորդին առաքումը, յուրաքանչյուր ուլտրաձայնային սարքը մանրակրկիտ փորձարկվում է ամբողջ ծանրաբեռնվածության տակ: Մենք ձգտում ենք հաճախորդների գոհունակությանը, և մեր արտադրությունը կառուցված է այնպես, որ կատարի ամենաբարձր որակի երաշխիքը (օրինակ՝ ISO սերտիֆիկացում):

Թե ինչու Hielscher Ultrasonics:

  • բարձր արդյունավետություն
  • Stateամանակակից տեխնոլոգիա
  • հուսալիություն & կայունության
  • կապոց & inline
  • ցանկացած հատորի համար
  • խելացի ծրագրակազմ
  • խելացի հատկություններ (օրինակ ՝ տվյալների պրոտոկոլինգ)
  • CIP (տեղում մաքուր)

Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:

խմբաքանակի Volume Ծախսի Rate Առաջարկվող սարքեր
1-ից 500 մլ 10-ից մինչեւ 200 մլ / վրկ UP100H
10-ից մինչեւ 2000 մլ 20-ից 400 մլ / վրկ Uf200 ः տ,, UP400St
01-ից մինչեւ 20 լ 02-ից 4 լ / րոպե UIP2000hdT
10-ից 100 լ 2-ից 10 լ / րոպե UIP4000hdT
na 10-ից 100 լ / րոպե UIP16000
na ավելի մեծ Կլաստերի UIP16000

Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!

Հարցրեք ավելին

Խնդրում ենք օգտագործել ստորև բերված ձևը `ուլտրաձայնային պրոցեսորների, ծրագրերի և գնի վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու համար: Մենք ուրախ կլինենք ձեզ հետ քննարկել ձեր գործընթացը և առաջարկել ձեզ ուլտրաձայնային համակարգ, որը բավարարում է ձեր պահանջները:









Խնդրում ենք նկատի ունենալ մեր Գաղտնիության քաղաքականություն,


Ուլտրաձայնային բարձր կտրվածքային հոմոգենիզատորները օգտագործվում են լաբորատոր, նստարանային, փորձնական և արդյունաբերական մշակման մեջ:

Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային համասեռացուցիչներ `լաբորատոր, պիլոտային և արդյունաբերական մասշտաբով ծրագրերը խառնելու, ցրելու, էմուլգացման և արդյունահանման համար:



Գրականություն / Հղումներ

Փաստեր Worth Իմանալով

Բորոֆեն

Բորոֆենը բորի բյուրեղային ատոմային միաշերտ է, այսինքն, այն բորի երկչափ ալոտրոպ է (նաև կոչվում է բորի նանաշերտ): Նրա յուրահատուկ ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերը բորոֆենը վերածում են արժեքավոր նյութի բազմաթիվ արդյունաբերական կիրառությունների համար:
Բորոֆենի բացառիկ ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները ներառում են եզակի մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրոնային, օպտիկական և գերհաղորդիչ կողմեր:
Սա հնարավորություն է բացում օգտագործել բորոֆենը ալկալիական մետաղի իոնային մարտկոցների, Li-S մարտկոցների, ջրածնի պահեստավորման, գերկոնդենսատորի, թթվածնի նվազեցման և էվոլյուցիայի, ինչպես նաև CO2 էլեկտրանվազեցման ռեակցիայի համար: Հատկապես մեծ հետաքրքրություն է առաջանում բորոֆենի նկատմամբ՝ որպես մարտկոցների անոդ նյութ և որպես ջրածնի պահպանման նյութ: Բարձր տեսական հատուկ հզորությունների, էլեկտրոնային հաղորդունակության և իոնների փոխադրման հատկությունների շնորհիվ բորոֆենը որակվում է որպես մարտկոցների հիանալի անոդ նյութ: Բորոֆենի նկատմամբ ջրածնի կլանման բարձր հզորության շնորհիվ այն մեծ ներուժ է տալիս ջրածնի պահեստավորման համար՝ իր քաշի ավելի քան 15%-ի չափով:

Բորոֆեն ջրածնի պահպանման համար

Բորի վրա հիմնված երկչափ (2D) նյութերը մեծ ուշադրության են արժանանում որպես H2 պահեստավորման միջավայր՝ բորի ցածր ատոմային զանգվածի և մակերեսի վրա ալկալիական մետաղների զարդարման կայունության պատճառով, որոնք ուժեղացնում են փոխազդեցությունը H2-ի հետ: Երկչափ բորոֆենի նանոթերթերը, որոնք հեշտությամբ կարող են սինթեզվել՝ օգտագործելով ուլտրաձայնային հեղուկ փուլային շերտավորումը, ինչպես նկարագրված է վերևում, լավ հարաբերակցություն են ցույց տվել տարբեր մետաղազարդող ատոմների, որոնցում կարող է տեղի ունենալ մետաղի ատոմների կլաստերավորում: Օգտագործելով տարբեր մետաղական դեկորացիաներ, ինչպիսիք են Li, Na, Ca և Ti տարբեր բորոֆենի պոլիմորֆների վրա, ստացվել են տպավորիչ H2 գրավիմետրիկ խտություններ, որոնք տատանվում են 6-ից մինչև 15 wt%, ինչը գերազանցում է ԱՄՆ էներգիայի դեպարտամենտի (DOE) պահանջը ինքնաթիռում պահեստավորման համար: 6.5 wt% H2: (տես Habibi et al., 2021)


Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային! Hielscher-ի արտադրանքի տեսականին ընդգրկում է ամբողջ սպեկտրը՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքից մինչև նստարանային վերին ագրեգատներից մինչև ամբողջական արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր:

Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային հոմոգենացնողներից ` Լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափը