Ultrasonic Borophene Synthese op industrieller Skala

Borophene, eng zweedimensional nanostrukturéiert Derivat vu Bor, kann effizient synthetiséiert ginn iwwer eng liicht a bëlleg Ultraschallexfoliatioun. Ultraschall Liquid Phase Exfoliatioun kann benotzt ginn fir grouss Quantitéite vu qualitativ héichwäerte Borophen Nanosheeten ze produzéieren. D'Ultraschall Exfoliatiounstechnik gëtt wäit benotzt fir 2D Nanomaterialien (zB Grafen) ze produzéieren an ass bekannt fir seng Virdeeler vu qualitativ héichwäerteg Nanoblieder, héich Ausbezuelen, séier a liicht Operatioun, souwéi allgemeng Effizienz.

Ultraschall Exfoliatiounsmethod fir Borophen Virbereedung

Sonde-Typ Ultraschaller sinn déi bevorzugt Method fir effizient Borophen-Peeling.Ultraschall gedriwwen Flëssegphase Peeling gëtt wäit benotzt fir 2D Nanosheets aus verschiddene bulk Virgänger ze preparéieren, dorënner Grafit (Graphen), Bor (Borophen) ënner anerem. Am Verglach mat der chemescher Exfoliatiounstechnik gëtt d'Ultraschall-assistéiert Flëssegphase Peeling als déi méi verspriechend Strategie ugesinn fir 0D an 2D Nanostrukture wéi Bor Quante Punkten (BQDs) a Borophen ze preparéieren. (cf. Wang et al., 2021)
D'Schema lénks weist den Ultraschall-Tieftemperatur-Flësseg Peeling-Prozess vun 2D puer-Schichte Borophenplacke.(Studie a Bild: ©Lin et al., 2021.)

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


Ultrasonic Reaktor fir grouss Skala Borophen Peeling. Den Edelstahl-Reaktor ass mat engem mächtege industriellen 2000 Watt Ultraschall (20kHz) ausgestatt.

Sonochemical Reaktor equipéiert mat engem 2000 Watt industriell Ultraschall Prozessor UIP2000hdT fir grouss Skala Borophen Peeling.

Fallstudien vun Ultrasonic Borophene Exfoliatioun

D'Peeling an d'Delaminatioun mat Hëllef vu Kraaft-Ultraschall an engem Flëssegphase-Prozess gouf wäit studéiert an erfollegräich op Borophen an aner Bor-Derivate wéi Bor Quantepunkte, Bornitrid oder Magnesiumdiborid applizéiert.

α-Borophen

An der Studie, déi vu Göktuna an Taşaltın (2021) gemaach gouf, gouf α Borophen iwwer eng liicht a bëlleg Ultraschallexfoliatioun virbereet. Déi ultraschall synthetiséiert Borophen Nanosheets weisen eng α Borophene kristallin Struktur.
Protokoll: 100 mg Bor Mikropartikele goufen an 100 ml DMF bei 200 W sonicéiert (zB mat der UP200St mat S26d14) fir 4h an engem Stickstoff (N)2) Flow kontrolléiert Kabine fir d'Oxidatioun während dem Ultraschall Flëssegphase Exfoliatiounsprozess ze vermeiden. D'Léisung vun exfoliéierten Borpartikelen gouf mat 5000 RPM- an 12.000 RPM- fir 15 min respektiv centrifugéiert, duerno Borophene virsiichteg gesammelt an an engem Vakuum-Ambiance fir 4h bei 50ºC gedréchent. (cf. Göktuna an Taşaltın, 2021)

Prozess Schrëtt vun Borophene Exfoliatioun mat der Ultraschall Delaminatioun Technik

Schematesch Illustratioun vu Borophen mat e puer Schichten exfoliéiert vum Sonde Ultraschall assistéiert solvothermesche Behandlungsprozess.
Etude a Bild: © Zhang et al., 2020

Puer-Layer Borophene

Zhang et al. (2020) bericht eng Aceton solvothermesch Flëssegphase Exfoliatiounstechnik, déi d'Produktioun vu héichqualitativen Borophen mat enger grousser horizontaler Gréisst erlaabt. Mat Hëllef vum Schwellungseffekt vum Aceton gouf de Borpulver Virleefer fir d'éischt an Aceton befeucht. Duerno gouf de befeuchtte Bor-Virgänger weider solvothermesch an Aceton bei 200ºC behandelt, gefollegt vun der Sonikatioun mat engem Sonde-Typ Sonicator bei 225 W fir 4h. Borophene mat e puer Schichten Bor an enger horizontaler Gréisst bis zu 5,05 mm gouf endlech kritt. D'Aceton solvothermesch assistéiert Flëssegphase Exfoliatiounstechnik kann benotzt ginn fir Bor Nanoplacke mat groussen horizontalen Gréissten a vun héich Qualitéit ze preparéieren. (cf. Zhang et al., 2020)
Wann XRD Muster vum ultraschall exfoliéierte Borophene mat dem Bulk Bor Virleefer verglach gëtt, kann en ähnlecht XRD Muster observéiert ginn. Déi meescht vun de grousse Diffraktiounspeaks kënnen op de b-rhombohedralen Bor indexéiert ginn, wat suggeréiert datt d'kristallin Struktur bal virun an no der Peelingbehandlung konservéiert ass.

Ultraschall exfoliéiert Borophen

SEM Biller mat gerénger Opléisung (a) an héijer Opléisung (b) vu Borophen mat e puer Schichten kritt duerch ultraschall-assistéiert solvothermesch Peeling an Aceton
Etude a Bild: © Zhang et al., 2020

Den Ultraschall Exfoliatiounsprozess vu Borophen behält seng kristallin Struktur.

XRD Mustere (a) a Raman Spektra (b) vun onbehandelt Bulk Bor a Borophen mat e puer Schichten kritt duerch Sonde Ultraschall assistéiert solvothermesch Peeling.
Etude a Bild: © Zhang et al., 2020

Sonochemesch Synthese vu Boron Quantum Dots

Hao et al. (2020) erfollegräich virbereet grouss-Skala an eenheetlech kristallin Hallefleit Bor Quantephysik Punkten (BQDs) aus erweidert Bor Pudder an Acetonitrile, engem héich polare organesch Léisungsmëttelbad, mat engem mächtege Sonde-Typ Ultrasonicator (zB, UP400St, An UIP500hdT oder UIP1000hdT). Déi synthetiséiert Bor Quantepunkte mat 2,46 ± 0,4 nm an der lateraler Gréisst an 2,81 ± 0,5 nm an der Dicke.
Protokoll: An enger typescher Virbereedung vu Bor Quante Punkten, 30 mg vum Borpulver gouf fir d'éischt an eng Dräi-Halskolbe bäigefüügt an duerno 15 ml Acetonitril an d'Flasche bäigefüügt virum Ultraschallprozess. D'Exfoliatioun gouf mat enger Ausgangsleistung vu 400 W gemaach (zB mat der UIP500hdT), 20kHz Frequenz an Ultraschallzäit vun 60 min. Fir d'Iwwerhëtzung vun der Léisung während der Ultraschall ze vermeiden, gouf d'Ofkillung mat engem Äisbad oder Labo Chiller fir eng konstant Temperatur applizéiert. Déi resultéierend Léisung gouf bei 1500 rpm fir 60 min centrifugéiert. De Supernatant enthält Bor Quante Punkte gouf sanft extrahéiert. All Experimenter goufen bei Raumtemperatur duerchgefouert. (cf. Hao et al., 2020)
An der Studie vu Wang et al. (2021), de Fuerscher preparéiert Bor Quante Punkte mat der Ultraschall Flëssegphase Exfoliatiounstechnik och. Si kruten monodispersed Bor Quante Punkt mat enger schmueler Gréisst Verdeelung, excellent Dispersibilitéit, héich Stabilitéit an IPA Léisung, an zwee-Foto fluorescence.

Ultraschall synthetiséiert Bor Quante Punkten.

TEM Biller an déi entspriechend Duerchmiesser Verdeelung vun de BQDs, déi ënner ënnerschiddlechen Ultraschallbedéngungen preparéiert sinn. (a) TEM Bild vu BQDs-2 synthetiséiert bei 400 W fir 2 h. (b) TEM Bild vu BQDs-3 synthetiséiert bei 550 W fir 1 h. (c) TEM Bild vu BQDs-3 synthetiséiert bei 400 W fir 4 h. (d) Duerchmiesser Verdeelung vun de Quantepunkten, déi aus (a) kritt goufen. (e) Duerchmiesser Verdeelung vun de Quantepunkter, déi aus (b) erfaasst ginn. (f) Duerchmiesser Verdeelung vun de Quantepunkte kréien aus (c).
Etude a Bild: © Hao et al., 2020

Ultrasonic Exfoliatioun vu Magnesium Diboride Nanosheets

De Prozess vun der Peeling gouf duerch Suspendéiere vu 450mg Magnesiumdiborid duerchgefouert
(MgB2) Pulver (ongeféier 100 Mesh Gréisst / 149 Mikron) an 150 ml Waasser an aussetzt se fir Ultraschall fir 30 Minutten. D'Ultraschallexfoliatioun ka mat engem Sonde-Typ Ultraschall ausgeführt ginn wéi den UP200Ht oder UP400St mat enger Amplitude vun 30% an Zyklus Modus vun 10sec On / Off Impulser. D'Ultraschall Peeling resultéiert an enger donkel schwaarzer Suspension. Déi schwaarz Faarf kann un d'Faarf vum pristine MgB2-Pulver zougeschriwwe ginn.

Ultrasonicator UP200St (200W) exfoliéierend Borophen an Acetonitril

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


Ultraschall graphene Exfoliatioun am Waasser

Eng High-Speed-Sequenz (vun a bis f) vu Frames, déi sono-mechanesch Peeling vun enger Grafit-Flack am Waasser illustréieren mat Hëllef vun der UP200S, en 200W Ultraschall mat 3mm sonotrode. Pfeile weisen d'Plaz vun der Spaltung (Exfoliatioun) mat Kavitatiounsblasen, déi d'Spalt penetréieren.
© Tyurnina et al. 2020

Mächteg Ultraschaller fir Borophene Exfoliatioun op all Skala

Hielscher Ultraschaller kënnen op Fernseh kontrolléiert ginn iwwer Browser Kontroll. Sonication Parameteren kënnen iwwerwaacht a genee un de Prozess Ufuerderunge ugepasst ginn.Hielscher Ultrasonics designt, fabrizéiert a verdeelt robust an zouverléisseg Ultrasonicatoren an all Gréisst. Vu kompakt Labo Ultraschall-Geräter bis industriell Ultraschallsonden a Reaktoren, Hielscher huet den ideale Ultraschallsystem fir Äre Prozess. Mat laanger Zäit Erfahrung an Uwendungen wéi Nanomaterial Synthese a Dispersioun, wäert eis gutt trainéiert Personal Iech déi gëeegent Setup fir Är Ufuerderunge recommandéiere. Hielscher industriell Ultraschallprozessoren sinn als zouverléisseg Aarbechtspäerd an industriellen Ariichtungen bekannt. Kapabel fir ganz héich Amplituden ze liwweren, Hielscher Ultraschaller sinn ideal fir High-Performance Uwendungen wéi Borophen oder Graphen-Exfoliatioun souwéi Nanomaterial Dispersiounen. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar.
All Ausrüstung ass entworf a fabrizéiert an eisem Sëtz an Däitschland. Virun der Liwwerung un de Client gëtt all Ultraschallapparat suergfälteg ënner voller Laascht getest. Mir striewen no Client Zefriddenheet an eis Produktioun ass strukturéiert fir héchst Qualitéitssécherung ze erfëllen (zB ISO Zertifizéierung).

Firwat Hielner Ultrasonics?

  • héich Effizienz
  • State-of-the-art Technologie
  • Zouverlässegkeet & Robustitéit
  • ze packen & an der Schlaang
  • fir all Volume
  • intelligent Software
  • Smart Features (zB Dateprotokolléierung)
  • CIP (propper op der Plaz)

D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall:

Konte gefouert QShortcut Duerchflossrate recommandéiert Comments
1 bis 500mL 10 bis 200mL / min UP100H
10 bis 2000mL 20 bis 400mL / min UP200Ht, An UP400St
0.1 bis 20L 0.2 bis 4L / min UIP2000hdT
10 bis 100L 2 bis 10L / min UIP4000hdT
na 10 bis 100L / min UIP16000
na méi grouss Stärekoup vun UIP16000

Kontaktéiert eis! / Frot eis!

Frot méi Informatiounen

W.e.g. benotzt d'Form hei ënnen fir zousätzlech Informatiounen iwwer Ultrasonic Prozessoren, Uwendungen a Präis ze froen. Mir freeën eis Äre Prozess mat Iech ze diskutéieren an Iech en Ultrasonic System unzebidden, deen Är Ufuerderungen entsprécht!










Ultrasonic High-Shear Homogenisatoren ginn am Labo, Bench-Top, Pilot an Industrieveraarbechtung benotzt.

Hielscher Ultrasonics fabrizéiert performant Ultraschall-Homogeniséierer fir Uwendungen, Dispersioun, Emulgatioun an Extraktioun am Labo, Pilot an industrieller Skala ze vermëschen.



Literatur / Referenzen

Fakten Wësse wat weess

Borophen

Borophene ass eng kristallin atomar Monoschicht vu Bor, dh et ass eng zweedimensional Allotrop vu Bor (och Bor Nanosheet genannt). Seng eenzegaarteg physesch a chemesch Charakteristike maachen Borophen zu engem wäertvollen Material fir vill industriell Uwendungen.
Borophene seng aussergewéinlech physesch a chemesch Eegeschafte enthalen eenzegaarteg mechanesch, thermesch, elektronesch, optesch a superleitend Facetten.
Dëst mécht Méiglechkeeten op fir Borophen fir Uwendungen an Alkalimetallionbatterien, Li-S Batterien, Waasserstofflagerung, Supercapacitor, Sauerstoffreduktioun an Evolutioun, souwéi CO2 Elektroreduktiounsreaktioun ze benotzen. Besonnesch héich Interessi geet an Borophen als Anodematerial fir Batterien an als Waasserstofflagermaterial. Wéinst héich theoretesch spezifesch Kapazitéiten, elektronesch Konduktivitéit an Ionentransporteigenschaften, qualifizéiert Borophen als super Anodematerial fir Batterien. Wéinst der héijer Adsorptiounskapazitéit vu Waasserstoff op Borophen bitt et e grousst Potenzial fir Waasserstofflagerung - mat enger Stroagekapazitéit iwwer 15% vu sengem Gewiicht.

Borophene fir Wasserstofflagerung

Zweedimensional (2D) Bor-baséiert Materialien kréien vill Opmierksamkeet als H2 Späichermedien wéinst der gerénger Atommass vu Bor an der Stabilitéit vun der Dekoratioun vun Alkalimetaller op der Uewerfläch, déi d'Interaktioune mat H2 verbesseren. Zwee-zweedimensional borophene Nanosheets, déi liicht synthetiséiert kënne ginn mat Hëllef vun Ultraschall Flëssegphase Peeling wéi uewen beschriwwen, hunn eng gutt Affinitéit fir verschidde Metalldekoratiounsatomer gewisen, an deenen d'Clustering vun Metallatome ka geschéien. Mat enger Vielfalt vu Metalldekoratiounen, wéi Li, Na, Ca, an Ti op verschiddene Borophen-Polymorphen, goufen beandrockend H2 gravimetresch Densitéite vun 6 bis 15 gew.% kritt, wat den US Department of Energy (DOE) Ufuerderung fir Bordlagerung iwwerschreift. vun 6,5 wt% H2. (cf. Habibi et al., 2021)


Héich performant Ultraschall! D'Produktpalette vun Hielscher deckt de ganze Spektrum vum kompakten Labo Ultraschall iwwer Bench-Top-Eenheeten op voll-industriell Ultraschallsystemer.

Hielscher Ultrasonics fabrizéiert performant Ultraschall Homogeniséierer aus Labo ze industriell Gréisst.