산업 규모의 초음파 보로펜 합성

보론의 2차원 나노구조화 유도체인 보로펜은 촉진및 저비용 초음파 각질 제거를 통해 효율적으로 합성할 수 있습니다. 초음파 액체 상 각질 제거는 고품질 보로펜 나노 시트의 대량을 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 초음파 각질 제거 기술은 2D 나노 물질 (예 : 그래 핀)을 생산하는 데 널리 사용되며 고품질 나노 시트, 높은 수율, 신속하고 촉진 작동뿐만 아니라 전반적인 효율성의 장점으로 잘 알려져 있습니다.

보로핀 준비를 위한 초음파 각질 제거 방법

프로브 형 초음파 발생기는 효율적인 보로펜 박리를위한 선호되는 방법입니다.초음파 구동 액체 상 각질 제거는 널리 다른 사람의 사이에서 흑연 (그래 핀), 보론 (보로핀)을 포함한 다양한 대량 전구체에서 2D 나노 시트를 준비하는 데 사용됩니다. 화학 각질 제거 기술과 비교하여, 초음파 보조 액체 상 각질 제거는 보론 양자점 (BQDs) 및 borophene와 같은 0D 및 2D 나노 구조를 준비하는 더 유망한 전략으로 간주됩니다. (2021년 왕 외)
왼쪽 계획은 2D 몇 층 borophene 시트의 초음파 저온 액체 각질 제거 과정을 보여줍니다. (연구 및 사진: ©Lin 외, 2021.)

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대규모 보로핀 각질 제거를 위한 초음파 반응기. 스테인레스 스틸 반응기는 강력한 산업용 2000 와트 초음파 처리기 (20kHz)를 갖추고 있습니다.

Sonochemical 반응기 장착 2000 와트 산업용 초음파 프로세서 UIP2000hdT 대규모 보로펜 각질 제거용.

초음파 보로핀 각질 제거 사례 연구

액체 상 과정에서 전력 초음파를 이용한 각질 제거 및 절제는 보론 양자점, 붕소 질화물 또는 마그네슘 디보라이드와 같은 보로펜 및 기타 붕소 유도체에 널리 연구되고 성공적으로 적용되었습니다.

α 보로핀

괴크투나와 타살티엔(2021)이 실시한 연구에서 α 보로핀은 조변과 저비용 초음파 각질 제거를 통해 제조되었다. 초음파 합성 보로펜 나노 시트는 α 보로펜 결정 구조를 나타낸다.
프로토콜: 100 mg 붕소 미세 입자는 질소에서 4h에 대한 200 W (예를 들어, S26d14와 UP200St를 사용하여) 100 ml DMF에서 초음파 처리되었다 (N2) 초음파 액체 상 각질 제거 과정에서 산화를 방지하기 위해 흐름 제어 오두막. 각질 제거 붕소 입자의 용액은 각각 5000 rpm과 12,000 rpm으로 원심분리된 다음 보로펜을 50ºC에서 4h의 진공 주변물로 조심스럽게 수집하고 건조시켰습니다(Göktuna 와 Taşaltín, 2021).

초음파 박리 기술을 이용한 보로펜 박리의 공정 단계

프로브 초음파 보조 solvothermal 처리 과정에 의해 각질을 제거 몇 층 보로펜의 회로도 그림.
연구 및 사진: ©장 등, 2020

몇 층 보로페

Zhang et al. (2020)은 아세톤 솔보열 액체 상 각질 제거 기술을 보고하여 큰 수평 크기의 고품질 보로펜을 제조할 수 있습니다. 아세톤의 붓기 효과를 사용하여 붕소 분말 전구체가 아세톤에 먼저 젖어 있었습니다. 이어서, 젖은 붕소 전구체는 200ºC에서 아세톤으로 더 졸보컬 처리되었고, 4h25 W에서 프로브 형 초음파 처리로 초음파 처리하였다. 붕소의 몇 층과 5.05mm까지 수평 크기보로 핀이 마침내 얻어졌다. 아세톤 솔보열 보조 액체 상 각질 제거 기술은 큰 수평 크기와 높은 품질의 붕소 나노 시트를 준비하는 데 사용할 수 있습니다. (2020년 장 외)
초음파 각질 제거 보로펜의 XRD 패턴이 벌크 붕소 전구체와 비교되면 유사한 XRD 패턴을 관찰 할 수 있습니다. 주요 회절 피크의 대부분은 b-rhombodral 붕소로 인덱싱될 수 있으며, 결정성 구조가 각질 제거 처리 전후에 거의 보존된다는 것을 시사합니다.

초음파 각질 제거 보로펜

아세톤에서 초음파 보조 졸보열 각질 제거에 의해 얻어진 몇 층의 낮은 해상도 (a) 및 고해상도 (b)를 가진 SEM 이미지
연구 및 사진: ©장 등, 2020

보로펜의 초음파 각질 제거 과정은 결정 구조를 보존합니다.

XRD 패턴 (a) 및 라만 스펙트럼 (b) 프로브 초음파 보조 졸보열 각질 제거에 의해 얻은 몇 층처리 된 대량 붕소와 보로펜의.
연구 및 사진: ©장 등, 2020

붕소 양자 점의 소노케미컬 합성

Hao et al. (2020)는 강력한 프로브 형 초음파 를 사용하여 고극성 유기 용매인 아세토닐릴의 확장 된 붕소 분말로부터 대규모 및 균일 한 결정반도체 붕소 양자점 (BQDs)을 성공적으로 준비했습니다. UP400St, UIP500hdT 또는 UIP1000hdT). 합성 붕소 퀀텀닷은 2.46 ±0.4nm의 측면 크기, 두께는 2.81 ±0.5nm입니다.
프로토콜: 붕소 양자점의 전형적인 제조에서, 붕소 분말의 30 mg은 먼저 3목 플라스크에 추가된 다음 초음파 처리 전에 병에 15 mL를 추가하였다. 각질 제거는 400W의 출력 전력(예: UIP500hdT), 20kHz 주파수 및 초음파 시간 60 분. 초음파 동안 용액의 과열을 방지하기 위해 얼음 목욕이나 실험실 냉각기를 사용하여 냉각이 일정한 온도에 적용되었습니다. 결과 용액은 60분 동안 1500rpm에서 원심분리되었습니다. 붕소 가 들어 있는 상수는 부드럽게 추출되었다. 모든 실험은 실온에서 수행되었다. (2020년 하오 외)
Wang et al. (2021)의 연구에서 연구원은 초음파 액체 상 각질 제거 기술을 사용하여 붕소 양자 점을 준비합니다. 그들은 좁은 크기 분포, 우수한 분산성, IPA 용액의 높은 안정성 및 2 개의 사진 형광을 가진 단분산 붕소 양자점을 획득했습니다.

초음파로 합성된 붕소 양자점.

TEM 이미지와 BQD의 해당 직경 분포는 다르게 초음파 조건하에서 제조됩니다. (a) BQDs-2의 TEM 이미지는 400W에서 합성하여 2시간 동안 (b) BQDs-3의 TEM 이미지550W에서 합성1h. (c) BQDs-3의 TEM 이미지는 4h.(d) 직경의 양자점 분포에 대해 400W로 합성된다. (e) (b)로부터 획득한 양자점의 직경 분포. (f) 양자점의 직경 분포는 (c)로부터 획득한다.
연구 및 사진: ©하오 외, 2020

마그네슘 디보라이드 나노시트의 초음파 각질 제거

각질 제거 과정은 450mg의 마그네슘 디보라이드를 일시 중단하여 수행되었습니다.
(MgB2) 분말 (약 100 메쉬 크기 / 149 미크론) 물 150ml에 30 분 동안 초음파에 노출. 초음파 각질 제거는 프로브 형 초음파 와 같은 초음파 처리기로 수행 될 수있다. UP200Ht 또는 UP400St 진폭30%와 10초 온/오프 펄스의 사이클 모드. 초음파 각질 제거는 어두운 검은 색 서스펜션을 초래합니다. 검은 색은 깨끗한 MgB2 분말의 색상에 기인 할 수 있습니다.

아세토니릴의 초음파 초음파 AT200St (200W) 각질 제거 보로펜

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물 속의 초음파 그래핀 각질 제거

물에 흑연 플레이크의 소노 기계적 각질 제거를 보여주는 프레임의 고속 시퀀스(a에서 f까지)는 UP200S, 200W 초음파 처리기 3mm sonotrode. 화살표는 분할을 관통 캐비테이션 거품으로 분할 (각질 제거)의 장소를 보여줍니다.
© 티우르니나 외 2020

어떤 규모의 보로펜 각질 제거를 위한 강력한 초음파

Hielscher 초음파 는 브라우저 제어를 통해 원격으로 제어 할 수 있습니다. 초음파 처리 매개 변수를 모니터링하고 공정 요구 사항에 맞게 정확하게 조정할 수 있습니다.Hielscher 초음파는 모든 규모의 견고하고 신뢰할 수 있는 초음파 를 설계, 제조 및 배포합니다. 소형 실험실 초음파 장치부터 산업용 초음파 프로브 및 원자로에 이르기까지 Hielscher는 공정에 이상적인 초음파 시스템을 갖추고 있습니다. 나노 물질 합성 및 분산과 같은 응용 분야에서 오랜 경험을 가진 우리의 잘 훈련 된 직원은 ypour 요구 사항에 가장 적합한 설정을 권장합니다. Hielscher 산업용 초음파 프로세서는 산업 시설에서 신뢰할 수있는 작업 말로 알려져 있습니다. 매우 높은 진폭을 제공 할 수있는 Hielscher 초음파 는 보로펜 이나 그래핀 각질 제거뿐만 아니라 나노 물질 분산과 같은 고성능 응용 분야에 이상적입니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동에서 쉽게 연속하게 실행할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 사용자 정의 초음파 sonotrodes를 사용할 수 있습니다.
모든 장비는 독일 본사에서 설계 및 제조됩니다. 고객에게 배송되기 전에 모든 초음파 장치는 전체 부하에서 신중하게 테스트됩니다. 우리는 고객 만족을 위해 노력하고 우리의 생산은 최고 품질의 보증 (예 : ISO 인증)을 충족하기 위해 구성되어 있습니다.

Hielscher Ultrasonics가 필요한 이유는 무엇입니까?

  • 고효율
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  • 모든 볼륨에 대해
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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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초음파 고전기 균질화는 실험실, 벤치 탑, 파일럿 및 산업 처리에 사용됩니다.

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



문학 / 참고 문헌

알만한 가치가있는 사실

보로핀

보로핀은 붕소의 결정성 원자 단층, 즉 붕소 (붕소 나노 시트라고도 함)의 2 차원 알로로프입니다. 독특한 물리적 및 화학적 특성으로 보로핀은 수많은 산업 응용 분야에 귀중한 재료로 변합니다.
Borophene의 뛰어난 물리적 및 화학적 특성에는 독특한 기계적, 열, 전자, 광학 및 초전도 면이 포함됩니다.
이는 알칼리 금속 이온 배터리, Li-S 배터리, 수소 저장, 슈퍼 커패시터, 산소 감소 및 진화, CO2 감전 반응의 응용 분야에 보로펜을 사용할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 특히 높은 관심은 배터리용 양극 재료로, 수소 저장 재료로서 보로핀에 들어간다. 높은 이론적 특정 용량, 전자 전도도 및 이온 운송 특성으로 인해 borophene은 배터리에 대한 훌륭한 양극 재료로 인정됩니다. 보로핀에 대한 수소의 흡착 능력이 높기 때문에 무게의 15% 이상의 스트로지 용량을 갖춘 수소 저장에 큰 잠재력을 제공합니다.

수소 저장을 위한 보로펜

붕소의 낮은 원자질량과 표면에 알칼리 금속을 장식하는 안정성으로 인해 H2 저장 매체로서 2차원(2D) 붕소 기반 재료가 많은 주목을 받고 있어 H2와의 상호 작용을 강화하고 있다. 위에서 설명한 바와 같이 초음파 액체 상 각질 제거를 사용하여 쉽게 합성 할 수있는 2 차원 보로펜 나노 시트는 금속 원자의 클러스터링이 발생할 수있는 다른 금속 장식 원자에 대한 좋은 친화력을 보여 주었다. 리, 나, 카, 티 등 다양한 금속 장식을 사용하여 보로핀 다형성에 이르기까지 인상적인 H2 중력 밀도가 6~15wt%로 미국 에너지부(DOE)의 온보드 저장 요건을 6.5wt% H2로 초과하여 획득하였다. (2021년 하비비 외)


고성능 초음파! Hielscher의 제품 범위는 벤치 탑 유닛을 통해 소형 실험실 초음파 처리기에서 풀 산업 초음파 시스템에 이르기까지 전체 스펙트럼을 다룹니다.

Hielscher 초음파는 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다. 산업 규모.