보론 니타드 나노튜브 – 초음파 처리를 사용하여 각질 제거 및 분산

초음파는 붕소 질화물 나노 튜브 (BNNTs)의 처리 및 분산에 성공적으로 적용됩니다. 고강도 초음파 처리는 다양한 솔루션에서 균일한 분리 및 배포를 제공하며 BNNT를 솔루션 및 행렬에 통합하는 중요한 처리 기술입니다.

보론 니타드 나노튜브의 초음파 처리

나노시트와 나노리본과 같은 붕소 질화물 나노튜브(BNN)나 보론 질화물 나노구조(BNNs)를 액체 용액 또는 폴리머 매트릭스에 통합하기 위해서는 효율적이고 신뢰할 수 있는 분산 기술이 필요합니다. 초음파 분산은 각질 제거, 분리, 분산 및 고효율의 붕소 질화물 나노 튜브 및 붕소 질화물 나노 구조를 기능화하는 데 필요한 에너지를 제공합니다. 고강도 초음파(즉, 에너지, 진폭, 시간, 온도 및 압력)의 정밀하게 제어 가능한 처리 매개 변수를 통해 처리 조건을 표적 공정 목표에 개별적으로 조정할 수 있습니다. 이는 특정 제제(BNNT의 품질, 용매, 고체 액체 농도 등)에 관해서는 초음파 강도를 조절하여 최적의 결과를 얻을 수 있음을 의미합니다.

Boron nitride nanotubes (BNNTs) can be synthesized using sonication

보론 질화물 나노 컵을 합성하는 초음파 경로
(연구 및 그래픽: Yu 외. 2012)

초음파 BNNT 및 BNN 처리의 응용 프로그램은 2 차원 붕소 질화물 나노 구조 (2D-BNNs)의 균일 한 분산에서 모노 층 육각형 붕소 질화물의 기능화 및 화학 각질 제거에 이르기까지 모든 범위를 커버합니다. 아래는 BNN과 BNN의 초음파 분산, 각질 제거 및 기능화에 대한 세부 사항을 제시합니다.

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

초음파 분산기 설치 (2 x) UIP1000hdT) 산업 규모의 붕소 질화물 나노 튜브를 가공하기위한

보론 니타드 나노튜브의 초음파 분산

붕소 질화물 나노 튜브 (BNNTs)가 폴리머를 강화하거나 새로운 물질을 합성하는 데 사용되는 경우 매트릭스내의 균일하고 신뢰할 수있는 분산이 필요합니다. 초음파 분산기는 CNT, 금속 나노 입자, 코어 쉘 입자 및 기타 유형의 나노 입자와 같은 나노 물질을 제 2 단계로 분산하는 데 널리 사용됩니다.
초음파 분산은 에탄올, PVP 에탄올, TX100 에탄올 뿐만 아니라 다양한 폴리머(예: 폴리우레탄)를 포함한 수성 및 비수성 용액에서 BNNT를 균일하게 분리하고 분배하기 위해 성공적으로 적용되었습니다.
초음파 제조 BNNT 분산을 안정화하기 위해 일반적인 사용 계면활성제는 1 %wt 나트륨 도데실 황산염 (SDS) 용액이다. 예를 들어, 5 mg BNNT는 초음파 프로브 형 분산기와 같은 초음파 프로브 형 분산기를 사용하여 5 mL의 1 %wt. SDS 용액을 가진 유리병에 초음파 분산되어 있습니다. UP200St (26kHz, 200W).

초음파를 이용한 BNNT의 수성 분산

강력한 반 데르 발스 상호 작용과 소수성 표면으로 인해 붕소 질화물 나노 튜브는 수성 솔루션에서 제대로 분산되지 않습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전일(2019)은 음초음파하에서 BNNT를 기능화하기 위해 친성 그룹과 소수성 그룹이 모두 있는 플로론 P85및 F127을 사용했다.

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

다양한 초음파 처리 기간 후 짧은 BNNT의 SEM 이미지. 그림과 같이, 이러한 BNNT의 길이는 누적 초음파 처리 지속 시간의 증가와 함께 감소한다.
(연구 및 사진: Lee 외. 2012)

초음파 처리를 사용하여 붕소 질화물 나노 시트의 계면 활성제 무료 각질 제거

Lin et al. (2011)은 육각형 붕소 질산염(h-BN)의 각질 제거 및 분산의 깨끗한 방법을 제시한다. 육각형 붕소 질화물은 전통적으로 물에 불용성으로 간주됩니다. 그러나, 그들은 물이 계면 활성제 또는 유기 기능화를 사용하지 않고 h-BN 나노 시트의 "깨끗한"수성 분산을 형성, 초음파를 사용하여 층형 H-BN 구조를 각질 제거하는 데 효과적이다는 것을 입증 할 수 있었다. 이 초음파 각질 제거 공정은 몇 층 H-BN 나노 시트뿐만 아니라 단층 나노 시트 및 나노 리본 종을 생산했다. 대부분의 나노 시트는 음초음파 보조 가수분해 (암모니아 테스트 및 분광 결과에 의해 확증)에 의해 유도 된 부모 h-BN 시트의 절단에 기인했다 감소 측면 크기의 감소했다. 초음파 유발 가수 분해는 또한 용매의 극성 효과를 돕기 위해 h-BN 나노 시트의 각질 제거를 촉진했다. 이러한 "깨끗한" 수성 분산물의 h-BN 나노시트는 물리적 특성을 유지하는 솔루션 방법을 통해 양호한 공정성을 나타냈다. 물에 분산된 h-BN 나노시트는 또한 페리틴과 같은 단백질에 대한 강한 친화력을 나타내었으며, 나노시트 표면이 추가적인 바이오 컨쥬게이션을 위해 사용할 수 있음을 시사합니다.

초음파 초음파처리기의 초음파 나노 분산 UP400St

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초음파 캐비테이션과 전단력을 사용하는 소노 기계적 분산 방법은 순수물리적 혼합 접근법으로, BNNT를 분해하고 무결성과 본질적인 특성을 유지하면서 개별 BNT를 안정화할 수 있다는 입증되었습니다. 적합한 초음파 에너지(Ws/mL)를 적용하여, 즉 조정된 진폭 및 초음파 처리 지속 시간, 초음파 분산은 BNNTS를 균일하게 분리하고 분산시킬 수 있습니다. 붕소 질화물 나노 튜브의 길이를 감소해야하는 경우 더 높은 진폭과 더 긴 초음파 처리가 적용 될 수있다. 다음 섹션에서 BNNT의 초음파 크기 감소 및 길이 절단에 대해 자세히 읽어보십시오.

보론 질라이드 나노튜브의 초음파 크기 감소 및 절단

붕소 질화물 나노 튜브의 길이는 중합체 및 기타 기능성 물질로 BNNTs의 후속 처리에 관해서 중요한 역할을한다. 따라서 용매에서 BNNT의 초음파 처리는 BNNT를 개별적으로 분리할 뿐만 아니라 통제된 조건하에서 대나무 구조BNT를 단축할 수 있다는 것이 중요한 사실이다. 단축된 BNNT는 복합 준비 중에 번들 확률이 훨씬 낮습니다. Lee at al. (2012)는 기능성 BNNT의 길이가 초음파에 의해 >10μm에서 ~500nm로 효율적으로 단축될 수 있음을 입증했습니다. 그들의 실험은 BNNT 크기 감소 및 절단의 이러한 절단에 필요한 솔루션에 BNNT의 효과적인 초음파 분산이 필요하다는 것을 시사한다.

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

(c) 잘 분산 된 mPEG- DSPE / BNNTs물 (초음파 처리 2 시간 후). (d) mPEG-DSPE 분자에 의해 기능화된 BNNT의 회로도 대표
(연구 및 사진: Lee 외. 2012)

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

초음파 균질 기 UP400St 붕소 질화물 나노 튜브의 분산을 위해 (BNNTs)

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BNNT 처리를 위한 고성능 초음파 처리

Hielscher 초음파 의 스마트 기능은 신뢰할 수있는 작동, 재현 가능한 결과 및 사용자 친화성을 보장하도록 설계되었습니다. 운영 설정은 직관적인 메뉴를 통해 쉽게 액세스하고 전화를 걸 수 있으며, 디지털 컬러 터치 디스플레이 및 브라우저 리모컨을 통해 액세스할 수 있습니다. 따라서 순 에너지, 총 에너지, 진폭, 시간, 압력 및 온도와 같은 모든 처리 조건이 내장 된 SD 카드에 자동으로 기록됩니다. 이를 통해 이전 초음파 처리 실행을 수정하고 비교하고 붕소 질화물 나노튜브 및 나노 물질의 각질 제거 및 분산 공정을 최고 효율로 최적화할 수 있습니다.
Hielscher 초음파 시스템은 고품질 BNNT의 제조를 위해 전 세계적으로 사용됩니다. Hielscher 산업 초음파 는 연속 작동 (24/7/365)에서 높은 진폭을 쉽게 실행할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 표준 sonotrodes (초음파 프로브 / 뿔)로 쉽게 연속하게 생성 될 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 사용자 정의 초음파 sonotrodes를 사용할 수 있습니다. 견고성과 유지 보수 가 적기 때문에 초음파 각질 제거 및 분산 시스템은 일반적으로 중장비 응용 프로그램과 까다로운 환경에 설치됩니다.
Hielscher 초음파’ 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동에서 쉽게 연속하게 실행할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 사용자 정의 초음파 sonotrodes를 사용할 수 있습니다.
붕소 질화물 나노 튜브뿐만 아니라 CNT및 그래핀의 분산 및 각질 제거를위한 Hielscher 초음파 프로세서는 이미 상업적 규모로 전 세계적으로 설치되어 있습니다. BNNT 제조 공정에 대해 논의하기 위해 지금 저희에게 연락하십시오! 숙련된 직원들은 각질 제거 과정, 초음파 시스템 및 가격에 대한 자세한 정보를 공유하게 되어 기쁩니다!
아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.

일괄 볼륨 유량 권장 장치
1 ~ 500mL 10 ~ 200mL / min UP100H
10 ~ 2000mL 20 ~ 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 ~ 20L 0.2 ~ 4L / min UIP2000hdT
10 ~ 100L 2 ~ 10L / min UIP4000hdT
N.A. 10 ~ 100L / min UIP16000
N.A. 더 큰 의 클러스터 UIP16000

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초음파 프로세서, 응용 프로그램 및 가격에 대한 추가 정보를 요청하려면 아래 양식을 사용하십시오. 우리는 당신과 당신의 프로세스를 토론하고 당신에게 당신의 요구 사항을 충족하는 초음파 시스템을 제공 하게되어 기쁩니다!









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

Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모의 응용 프로그램, 분산, 에멀화 및 추출을 위한 고성능 초음파 균질화를 제조합니다.

문학 / 참고 문헌



알만한 가치가있는 사실

보론 니타드 나노튜브 및 나노 물질

붕소 질화물 나노 튜브는 육각형 네트워크에 배치 붕소와 질소 원자의 조립 독특한 원자 구조를 제공합니다. 이 구조는 우수한 기계적 강도, 높은 열 전도도, 전기 절연 거동, 압전 특성, 중성자 차폐 기능 및 산화 저항과 같은 BNNT의 뛰어난 내재 특성을 제공합니다. 5eV 대역 간격은 또한 전자 장치에 대한 BNNTs 흥미로운 만드는 횡단 전기 장을 사용하여 조정할 수 있습니다. 또한 BNNT는 최대 800°C의 높은 산화 저항성을 가지고 있으며, 우수한 압전을 보여주며, 좋은 실온 수소 저장 재료가 될 수 있습니다.

BNNT vs 그래핀: BNT는 그래핀의 구조적 유사체입니다. 붕소 질화물 기반 나노 물질과 탄소 기반 대응의 주요 차이점은 원자 사이의 결합의 본질입니다. 탄소 나노 물질의 본드 C-C는 순수한 공유 문자를 가지고 있으며, B-N 채권은 sp2 혼성 B-N의 e−쌍으로 인해 부분적으로 이온 문자를 제시합니다. (2019년 제네망 외)

BNNT s 대 탄소 나노튜브: 보론 질화물 나노튜브(BNNT)는 붕소와 질소 원자가 육각형 네트워크에 배치된 탄소 나노튜브(CNT)와 유사한 관 나노 구조를 나타낸다.


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 초음파는 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다. 산업 규모.