graphene oxid – Ultraschall Exfoliatioun a Dispersioun
Ultraschall Peeling ass eng wäit benotzt Technik fir Graphenoxid ze produzéieren andeems Graphitoxid an dënn, eenzeg- oder wéineg-Schicht Graphenplacke ofbriechen. Hielscher Sonicatoren kreéieren intensiv akustesch Kavitatioun, wou energiedicht Ultraschallwellen héich-Energie Mikrobubbles an engem flëssege Medium generéieren. Dës Zesummebroch Bubbles schafen Schéier Kräften déi GRAPHITE Oxid Schichten trennen, effektiv exfoliating hinnen an graphene Oxid Nanosheets. Profitéiert vun High-Performance Ultrasonics fir Är Graphenoxid-baséiert Applikatioun op den nächsten Niveau ze bréngen!
Ultraschall Exfoliatioun vu Graphenoxid
Graphenoxid ass Waasserlöslech, amphiphil, net gëfteg, biodegradéierbar a ka liicht a stabile Kolloiden verdeelt ginn. Ultrasonic Peeling an Dispersioun ass eng ganz effizient, séier a kosteneffektiv Method fir Graphenoxid op industrieller Skala ze synthetiséieren, ze disperséieren an ze funktionéieren. An der Downstream Veraarbechtung produzéieren Ultraschalldisperger High-Performance Graphenoxid-Polymer-Kompositen.
Virdeeler vun Ultraschall Peeling
Ultrasonic Peeling bitt verschidde Virdeeler, dorënner Einfachheet, Skalierbarkeet an Ëmweltfrëndlechkeet, well et typesch keng haart Chemikalien oder komplex Veraarbechtung erfuerdert. Zousätzlech erméiglecht et präzis Kontroll iwwer d'Gréisst an d'Dicke vu Graphenoxid-Nanoblätter, entscheedend fir hir Eegeschaften a verschiddenen Uwendungen ofzestëmmen.
Industriell Sonicator UIP16000hdT fir Graphenoxid Peeling mat héijer Duerchschnëtt
Protokoll: Ultraschall Exfoliatioun vu Graphenoxid
Fir d'Gréisst vu Graphenoxid (GO) Nanoblieder ze kontrolléieren, spillt d'Peelingmethod e Schlësselfaktor. Duerch seng präzis kontrolléierbar Prozessparameter ass d'Ultraschallexfoliatioun déi meescht benotzt Delaminatiounstechnik fir d'Produktioun vu qualitativ héichwäerteg Graphen a Graphenoxid.
Fir d'Ultraschall Exfoliatioun vu Graphenoxid aus Graphitoxid sinn verschidde Protokoller verfügbar. Fannt en exemplaresche Protokoll fir Ultraschall-Graphenoxid Peeling hei ënnen:
Graphitoxidpulver gëtt an wässerlecher KOH gemëscht mam pH-Wäert 10. Fir d'Exfoliatioun an d'spéider Dispersioun gëtt den Sonde-Typ Ultraschall UP200St (200W) benotzt. Duerno gi K+ Ionen op de graphene Basalplang befestegt fir en Alterungsprozess ze induzéieren. D'Alterung gëtt ënner Rotatiounsverdampfung erreecht (2 h). Fir exzessiv K+ Ionen ze entfernen, gëtt de Pulver e puer Mol gewäsch a centrifugéiert.
Déi erhalen Mëschung gëtt centrifugéiert a gefruergetrocknt, sou datt e dispersibelt Graphenoxid-Pulver ausfällt.
Virbereedung vun enger konduktiver Graphenoxidpaste: De Graphenoxidpulver kann an Dimethylformamid (DMF) ënner Sonikatioun dispergéiert ginn fir eng konduktiv Paste ze produzéieren. (Han et al. 2014)
De Mechanismus vun der Ultraschall Graphenoxid Peeling
(Foto: Potts et al. 2011)
Ultraschall Funktionaliséierung vu Graphenoxid
Sonication ass erfollegräich benotzt fir Graphenoxid (GO) a Polymeren a Kompositen ze integréieren.
Beispiller:
- Graphenoxid-TiO2 Mikrokugelkomposit
- Polystyrol-Magnet-Graphenoxid-Komposit (Kär-Schuel strukturéiert)
- polystyrene reduzéiert graphene oxid Composites
- polyanilin Nanofaser-beschichtete Polystyrol/Graphenoxid (PANI-PS/GO) Kär Shell Komposit
- polystyrene-intercalated graphene oxide
- p-phenylendiamine-4 vinylbenzen-polystyrene modifizéiert graphene oxide
Ultrasonicator UP400St fir d'Virbereedung vun graphene Nanoplatelet Dispersiounen
Uwendunge vu Graphenoxid produzéiert duerch Ultraschall Exfoliatioun
Graphenoxid produzéiert iwwer Ultraschall Peeling huet breet Uwendungen iwwer verschidde Felder. An der Elektronik gëtt et a flexibelen konduktiven Filmer a Sensoren benotzt; an Energie Stockage, et verbessert der Leeschtung vun Akkuen an supercapacitors. D'antibakteriell Eegeschafte vum Graphenoxid maachen et wäertvoll a biomedizineschen Uwendungen, wärend seng héich Uewerfläch a funktionell Gruppe avantagéis sinn an der Katalyse an der Ëmweltsanéierung. Insgesamt erliichtert d'Ultraschallexfoliatioun déi effizient Produktioun vu qualitativ héichwäerteg Graphenoxid fir d'Benotzung an de modernste Technologien.
Sonicators fir Graphene a Graphene Oxid Veraarbechtung
Hielscher Ultrasonics bitt High-Power Ultrasonic Systemer fir Exfoliatioun, Dispergéierung a Veraarbechtung vu Graphen a Graphenoxid. Zuverlässeg Ultraschallprozessoren a raffinéiert Reaktoren liwweren präzis Kontroll, wat d'Ofstëmmung vun Ultraschallprozesser op gewënschte Ziler erméiglecht.
Ee entscheedende Parameter ass d'Ultraschallamplitude, déi d'Vibratiounsexpansioun an d'Kontraktioun vun der Ultraschallsonde bestëmmt. Hielscher industriell Ultraschaller liwweren héich Amplituden, bis zu 200µm, kontinuéierlech an 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschallsonden verfügbar. All Prozessoren kënne präzis un d'Veraarbechtungsbedéngungen ugepasst ginn an iwwer agebauter Software iwwerwaacht ginn, fir Zouverlässegkeet, konsequent Qualitéit a reproduzéierbar Resultater ze garantéieren.
Hielscher Sonicators si robust a kënne kontinuéierlech a schwéieren Ëmfeld operéieren, sou datt d'Sonicatioun déi bevorzugt Produktiounstechnologie fir grouss Skala Graphen, Graphenoxid a grafitescht Materialpräparatioun mécht.
Eng breet Produktpalette vun Ultraschaller an Accessoiren, dorënner Sonotroden a Reaktoren mat verschiddene Gréissten a Geometrien, erlaabt d'Auswiel vun optimale Reaktiounsbedingungen a Faktoren, wéi Reagenz, Ultraschallenergie-Input, Drock, Temperatur a Flowrate, fir déi héchst Qualitéit z'erreechen. . Hielscher's Ultraschallreaktoren kënne souguer bis zu e puer honnert Barg drécken, wat d'Sonicatioun vun héichviskose Paste mat Viskositéiten iwwer 250.000 Centipoise erméiglecht.
Ultraschall Delaminatioun an Exfoliatioun excel konventionell Techniken wéinst dëse Faktoren.
- héich Muecht
- héich Schéier Kräften
- héich Drock applicabel
- präzis Kontroll
- nahtlos Skalierbarkeet (linear)
- batch a kontinuéierlech
- reproducible Resultater
- Zouverlässegkeet
- Robustheet
- héich Energieeffizienz
Ultrasonic System fir Graphenoxid Peeling
Fir méi iwwer d'Ultraschall-Graphen-Synthese, Dispersioun a Funktionaliséierung ze léieren, klickt w.e.g. hei:
- Graphene Produktioun
- Graphene Nanoplatelets
- Waasser-baséiert Graphene Exfoliatioun
- Waasser-dispergéierbar Graphen
- graphene oxid
- xenes
Fakten Worth Wëssen
Ultraschall a Kavitatioun: Wéi gëtt Graphit op Graphenoxid mat Sonication exfoliéiert?
Ultrasonic Peeling vu Grafitoxid (GrO) baséiert op der héijer Schéierkraaft, déi duerch akustesch Kavitatioun induzéiert gëtt. Akustesch Kavitatioun entsteet wéinst den alternéierenden Héichdrock- / Déifdrockzyklen, déi duerch d'Kupplung vu mächtege Ultraschallwellen an enger Flëssegkeet generéiert ginn. Wärend den Déifdrockzyklen entstinn ganz kleng Leerungen oder Vakuumblasen, déi iwwer déi ofwiesselnd Déifdrockzyklen wuessen. Wann d'Vakuumblasen eng Gréisst erreechen, wou se net méi Energie absorbéiere kënnen, kollapsen se während engem Héichdrockzyklus gewalteg. D'Bubble-Implosioun resultéiert a kavitational Schéierkraaft a Stresswellen, extrem Temperatur vu bis zu 6000K, extrem Ofkillraten iwwer 1010K/s, ganz héijen Drock vu bis zu 2000atm, extremen Drockdifferenzen souwéi Flëssegjets mat bis zu 1000km/h (~280m/s).
Déi intensiv Kräfte beaflossen d'Graphitstapelen, déi an eenzel- oder wéineg-Schicht-Graphen-Oxid a pristine Graphen-Nanoplacke delaminéiert sinn.
Wat ass Graphenoxid?
Graphenoxid (GO) gëtt synthetiséiert duerch exfoliéierend Graphitoxid (GrO). Wärend Graphitoxid en 3D-Material ass dat a Millioune Schichten vu Graphenschichten mat interkaléierten Sauerstoff besteet, ass Graphenoxid e Mono- oder wéineg-Schicht Graphen dat op béide Säiten oxygenéiert ass.
Graphenoxid a Graphen ënnerscheede sech vuneneen an de folgende Charakteristiken: Graphenoxid ass polar, wärend Graphen netpolar ass. Graphenoxid ass hydrophil, wärend Graphen hydrophob ass.
Dëst bedeit, Graphenoxid ass Waasserlöslech, amphiphil, net gëfteg, biodegradéierbar a bildt stabil kolloidal Suspensioune. D'Uewerfläch vum Graphenoxid enthält Epoxy-, Hydroxyl- a Carboxylgruppen, déi verfügbar sinn fir mat Kationen an Anionen ze interagéieren. Wéinst hirer eenzegaarteger organescher-anorganescher Hybridstruktur an aussergewéinlecher Eegeschafte bidden GO-Polymer Kompositen héich Potenzial fir vill industriell Uwendungen. (Tolasz et al. 2014)
Wat ass Reduzéiert Graphenoxid?
Reduzéiert Graphenoxid (rGO) gëtt duerch Ultraschall, chemesch oder thermesch Reduktioun vu Graphenoxid produzéiert. Wärend der Reduktiounsschrëtt ginn déi meescht Sauerstofffunktioune vum Graphenoxid ofgeschaaft, sou datt dat resultéierend reduzéiert Graphenoxid (rGO) ganz ähnlech Charakteristiken wéi onbestëmmt Graphen huet. Wéi och ëmmer, reduzéiert Graphenoxid (rGO) ass net defektfräi a pristine wéi pure Graphen.
Literatur / Referenzen
- 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.