Boron Nitride Nanotubes – Terkelupas dan Tersebar menggunakan Sonikasi

Ultrasonication berhasil diterapkan pada pengolahan dan dispersi boron nirida nanotube (BNNTs). Sonikasi intensitas tinggi memberikan detangling dan distribusi yang homogen dalam berbagai solusi dan dengan demikian merupakan teknik pemrosesan penting untuk memasukkan BNNTs ke dalam solusi dan matriks.

Ultrasonic pengolahan Boron Nirida Nanotubes

Untuk memasukkan boron nitrida nanotube (BNNTs) atau boron nitrida nanostructures (BNN) seperti nanosheets dan nanoribbons ke dalam solusi cair atau matriks polimer, teknik dispersi yang efisien dan dapat diandalkan diperlukan. Dispersi ultrasonik menyediakan energi yang diperlukan untuk pengelupasan kulit, detangle, disperse, dan fungsional nanotube boron nirida dan boron nirida nanostruktur dengan efisiensi tinggi. Parameter pemrosesan ultrasound intensitas tinggi yang dapat dikontrol secara tepat (yaitu energi, amplitudo, waktu, suhu, dan tekanan) memungkinkan untuk secara individual menyesuaikan kondisi pemrosesan dengan tujuan proses yang ditargetkan. Ini berarti intensitas ultrasonik dapat disesuaikan sehubungan dengan formulasi spesifik (kualitas BNNT, pelarut, konsentrasi padat-cair dll), sehingga mendapatkan hasil yang optimal.

Boron nitride nanotubes (BNNTs) can be synthesized using sonication

Jalur ultrasonik untuk mensintesis boron nirida nanocups
(studi dan grafis: Yu et al. 2012)

Aplikasi ultrasonik BNNT dan bnn pengolahan mencakup kisaran penuh dari dispersi homogen nanostruktur boron nirida dua dimensi (2D-BNN), hingga fungsionalisasi dan pengelupasan kimia mono-layer heksagonal boron nirida. Di bawah ini, kami mempresentasikan rincian tentang dispersi ultrasonik, pengelupasan kulit, dan fungsionalisasi BNNTs dan BNN.

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Dispersion of boron nitride nanotubes using high-intensity ultrasonicators from Hielscher Ultrasonics

Pemasangan disperser ultrasonik (2x UIP1000hdT) untuk memproses nanotube nirida boron pada skala industri

Ultrasonic Dispersi Boron Nirida Nanotubes

Ketika boron nirida nanotube (BNNTs) digunakan untuk memperkuat polimer atau untuk mensintesis bahan baru, diperlukan dispersi seragam dan andal ke dalam matriks. Disperser ultrasonik banyak digunakan untuk menyebarkan bahan nano seperti CNTs, nanopartikel logam, partikel inti-shell dan jenis partikel nano lainnya ke fase kedua.
Dispersi ultrasonik telah berhasil diterapkan untuk menguraikan dan mendistribusikan BNNTs secara seragam dalam larutan berdasi dan tidak berdasi termasuk etanol, etanol PVP, etanol TX100 serta berbagai polimer (misalnya poliuretan).
Surfaktan yang umum digunakan untuk menstabilkan dispersi BNNT ultrasonically disiapkan adalah solusi 1%wt natrium dodecyl sulfate (SDS). Misalnya, 5 mg BNNT secara ultrasonik tersebar dalam botol dengan 5 mL larutan SDS 1%wt. menggunakan disperser jenis probe ultrasonik seperti UP200St (26kHz, 200W).

Konbar Berdek BNNTs menggunakan USG

Karena interaksi van der Waals yang kuat dan permukaan hidrofobik, nanotube boron nitrida tidak dapat tersebar dalam solusi berbasis air. Untuk mengatasi masalah tersebut, Jeon dkk (2019) menggunakan Pluronic P85 dan F127, yang memiliki kelompok hidrofilik dan kelompok hidrofobik untuk memfungsikan BNNT di bawah sonikasi.

Length reduction and cutting of boron nitride nanotubes (BNNTs) by high-intensity ultrasonication

SEM gambar BNNTs yang kekurangan setelah berbagai durasi sonikasi. Seperti yang ditunjukkan, panjang BNNTs ini menurun dengan peningkatan durasi sonikasi kumulatif.
(studi dan gambar: Lee et al. 2012)

Pengelupasan Bebas Surfaktan boron nitrida Nanosheets menggunakan Sonikasi

Lin et al. (2011) menghadirkan metode pengelupasan kulit dan dispersi nirida boron heksagonal (h-BN) yang bersih. Niride boron heksagonal secara tradisional dianggap tidak larut dalam air. Namun, mereka dapat menunjukkan bahwa air efektif untuk pengelupasan struktur h-BN berlapis menggunakan ultrasonikasi, membentuk dispersi berdasi "bersih" dari nanosheet h-BN tanpa menggunakan surfaktan atau fungsionalisasi organik. Proses pengelupasan ultrasonik ini menghasilkan nanosheet h-BN berlapis-lapis serta nanosheet monolayered dan spesies nanoribbon. Sebagian besar nanosheets berkurang ukuran lateral, yang dikaitkan dengan pemotongan lembaran h-BN induk yang diinduksi oleh hidrolisis dibantu sonikasi (dikuatkan oleh tes amonia dan hasil spektroskopi). Hidrolisis yang diinduksi ultrasonik juga mempromosikan pengelupasan nanosheet h-BN dalam bantuan untuk efek polaritas pelarut. Nanosheet h-BN dalam dispersi berdasi "bersih" ini menunjukkan kemampuan proses yang baik melalui metode solusi mempertahankan karakteristik fisik mereka. Nanosheet h-BN yang tersebar dalam air juga menunjukkan afinitas yang kuat terhadap protein seperti ferritin, menunjukkan bahwa permukaan nanosheet tersedia untuk konjugasi bio lebih lanjut.

Ultrasonic nano-dispersi dengan ultrasonicator UP400St

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Metode dispersi sono-mekanis menggunakan kavitasi ultrasonik dan gaya geser adalah pendekatan pencampuran fisik murni, yang telah terbukti mampu men-debundling BNNT dan menstabilkan BNNTs individu sambil mempertahankan integritas dan sifat intrinsik mereka. Menerapkan energi ultrasonik yang sesuai (Ws / mL), yaitu amplitudo disesuaikan dan durasi sonikasi, dispersi ultrasonik dapat menguraikan dan membubarkan BNNTS secara seragam. Amplitudo yang lebih tinggi dan sonikasi yang lebih panjang dapat diterapkan jika panjang nanotube nitrida boron harus dikurangi. Baca lebih lanjut tentang pengurangan ukuran ultrasonik dan pemotongan panjang BNNTs di bagian berikutnya.

Pengurangan Ukuran Ultrasonik dan Pemotongan Boron Nirida Nanotubes

Panjang nanotube boron niride memainkan peran penting ketika datang ke pengolahan selanjutnya dari BNNTs menjadi polimer dan bahan fungsional lainnya. Oleh karena itu merupakan fakta penting bahwa sonikasi BNNTs dalam pelarut tidak hanya dapat memisahkan BNNTs secara individu, tetapi juga memperpendek BAMBU terstruktur BNNTs dalam kondisi terkendali. BNNTs yang dipersingkat memiliki peluang bundling yang jauh lebih rendah selama persiapan komposit. Lee pada al. (2012) menunjukkan bahwa panjang BNNTs yang difungsionalkan dapat dipersingkat secara efisien dari > 10μm menjadi ∼500nm oleh ultrasonikasi. Eksperimen mereka menunjukkan bahwa dispersi ultrasonik efektif BNNT dalam larutan diperlukan untuk pemotongan pengurangan dan pemotongan ukuran BNNT tersebut.

Boron nitride nanotubes can be efficiently dispersed and reduced in length using high-intensity ultrasonication

(c) MPEG- DSPE/BNNTs yang teredarkan dengan baik dalam air (setelah 2 jam sonikasi). (d) Perwakilan skematik dari BNNT yang difungsikan oleh molekul mPEG-DSPE
(studi dan gambar: Lee et al. 2012)

Ultrasonic dispersion is a well established technique to disperse and exfoliate boron nitride nanotubes.

ultrasonic homogenizer UP400St untuk penyebaran boron niride nanotubes (BNNTs)

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Ultrasonicators Berkinerja Tinggi untuk Pemrosesan BNNT

Fitur pintar ultrasonikator Hielscher dirancang untuk menjamin operasi yang andal, hasil yang dapat direproduksi dan keramahan pengguna. Pengaturan operasional dapat dengan mudah diakses dan dihubungi melalui menu intuitif, yang dapat diakses melalui tampilan sentuh warna digital dan remote control browser. Oleh karena itu, semua kondisi pemrosesan seperti energi bersih, energi total, amplitudo, waktu, tekanan, dan suhu secara otomatis dicatat pada kartu SD bawaan. Ini memungkinkan Anda untuk merevisi dan membandingkan sonication sebelumnya berjalan dan untuk mengoptimalkan proses pengelupasan dan dispersi nanotube nitrida boron dan nanomaterial dengan efisiensi tertinggi.
Sistem Hielscher Ultrasonics digunakan di seluruh dunia untuk pembuatan BNNTs berkualitas tinggi. Ultrasonicators industri Hielscher dapat dengan mudah menjalankan amplitudo tinggi dalam operasi berkelanjutan (24/7/365). Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dihasilkan dengan sonotrodes standar (probe ultrasonik / tanduk). Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik yang disesuaikan tersedia. Karena ketahanan dan pemeliharaannya yang rendah, sistem pengelupasan dan dispersi ultrasonik kami biasanya dipasang untuk aplikasi tugas berat dan di lingkungan yang menuntut.
Hielscher Ultrasonics’ prosesor ultrasonik industri dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dijalankan dalam operasi 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik yang disesuaikan tersedia.
Hielscher prosesor ultrasonik untuk dispersi dan pengelupasan nanotube boron nirida serta CNTs dan graphene sudah dipasang di seluruh dunia pada skala komersial. Hubungi kami sekarang untuk mendiskusikan proses manufaktur BNNT Anda! Staf kami yang berpengalaman akan dengan senang hati berbagi lebih banyak informasi tentang proses pengelupasan kulit, sistem ultrasonik, dan harga!
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
1 hingga 500mL 10-200mL/min UP100H
10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang prosesor ultrasonik, aplikasi dan harga. Kami akan senang untuk mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.

Literatur/referensi



Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Boron Nitride Nanotubes dan Nanomaterials

Boron nirida nanotube menawarkan struktur atom unik yang dirakit dari atom boron dan nitrogen yang disusun dalam jaringan heksagonal. Struktur ini memberi BNNT banyak sifat intrinsik yang sangat baik seperti kekuatan mekanik unggul, konduktivitas termal yang tinggi, perilaku isolasi listrik, properti piezoelektrik, kemampuan perisai neutron, dan ketahanan oksidasi. Kesenjangan band 5 eV juga dapat disetel menggunakan medan listrik melintang, yang membuat BNNTs menarik untuk perangkat elektronik. Selain itu, BNNTs memiliki ketahanan oksidasi tinggi hingga 800 ° C, menunjukkan piezoelektrik yang sangat baik, dan bisa menjadi bahan penyimpanan hidrogen suhu kamar yang baik.

BNNTs vs Graphene: BNNTs adalah analog struktural graphene. Perbedaan utama antara nanomaterial berbasis nirida boron dan rekan-rekan berbasis karbon mereka adalah sifat ikatan antara atom. Obligasi C-C dalam nanomaterial karbon memiliki karakter valen murni, sementara obligasi B-N menghadirkan karakter ionik sebagian karena pasangan e−dalam SP2 hybridized B-N. (cf. Emanet et al. 2019)

BNNTs vs. Carbon Nanotubes: Boron nitride nanotubes (BNNTs) menunjukkan nanostruktur tubular serupa dengan nanotube karbon (CNTs) di mana atom boron dan nitrogen diatur dalam jaringan heksagonal.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.