Ultraschall Exfoliatioun vum Waasser-dispersiblen Graphen

  • Mono- a Bi-Layer-Graphet Nanosheets kënnen séier iwwer Ultraschall-Peelung mat héichdurch duerchgaangen a niddrege Käschten produzéiert ginn.
  • Ultraschall entfollegtes Graphen kann mat Biopolymere functionaliséiert ginn, fir en aerdispergiséierte Graphen ze kréien.
  • Duerch Ultraschallkavitation kann de synthetiséierte Graphin weider zu enger stabiliséierter Dispersioun vun der Waasserbasis veraarbecht ginn.

Ultraschall Exfoliatioun vun héichqualitativer Grafik

Ultrasonikung ass eng verlässlech Method fir Graphen-Schichten (Mono-, Bi- a puer Schicht-Graphen) aus Grafitt Flakelen oder Partikel ze produzéieren. Während aner gemeinsam Ausfoliatiounstechniken wéi Kugel- oder Rummermëlsen oder High-Shear-Mischer mat enger gerénger Qualitéit verbonne sinn an d'Verwécklung vun agressive Reagentien a Léisungsmëttelen iwwerdréit d'Ultraschall-Peeling-Methode duerch hir héich Qualitéit, héich Prozesekapazitéit a milder Behandlungsbedingungen.
Ultraschall Kavitatioun erstellt intensiv Schéierkraaft, déi d'gestapelte Grafitschichten an Mono-, Bi- a puer Schichten vu defektfräi Grafen trennen.

Waasser-disperséierbar Graphene Blieder iwwer Sonication

Sonication mat Hëllef vun enger Ultraschallsonde ass eng effizient Method fir Monolayer Graphen Nanosheeten ze exfoliéieren an se uniform ze verdeelen. Ultraschall Funktionaliséierung erlaabt Waasser-disperséierbar Graphen ze produzéieren.Ultrasonication ass eng efficace Prozedur mat widderholl Resultater fir Kuelestoff-Nanotubes a Waasser oder organesch Léisungsmëttel z'entdecken.[/caption] Ënner normalen Bedéngungen ass Graphen kaum disperséierbar a Waasser a bildt Aggregaten an Agglomeraten wann se an wässerlech Medium dispergéiert ginn. Zënter wässerlech Systemer hunn bedeitend Virdeeler fir bëlleg ze sinn, net gëfteg, ëmweltfrëndlech, Waasserbaséiert Graphensystemer sinn héich attraktiv fir Graphen Hiersteller an der Downstream Industrie.
Fir Wasser-dispergéieren Grafinn Noschen z'erreechen, de Ultraschallofplottéierte Graph ze modifizéiert mat Polysacchariden / Biopolymere wéi Pullulan, Chitosan, Alginat, Gelatine oder Mëllech Arabesch.

Virdeeler:

  • qualitativ héichwäerteg Grafescht
  • Héichgaang
  • Dispersioun vun der Waasserbasis
  • grouss Konzentratioun
  • héich Effizienz
  • schnelle Prozess
  • Käschtegënschteg
  • héich Duerchbesserung
  • ëmweltfrëndlech sinn

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


7kW Ultraschall-Dispergatiounssystem fir Inline-Graphen Produktioun (Klickt fir ze vergréisseren)

Ultraschallreaktor mat Sonde-Typ Ultraschaller fir industriell Skala Graphene Peeling

Protokoll fir direkt Exfoliatioun vu Graphit mat Ultraschall

Net-ionesch Pullulan an anionesch Alginat (1,0 g) goufen separat an 20 ml destilléiert Waasser opgeléist, wärend kationesch Chitosan (0,4 g) an 20 ml destilléiert Waasser mat 1 wt% Essigsäure opgeléist gouf. Grafitpulver gouf an de wässerleche Biopolymerléisungen verdeelt a behandelt mat engem Sonde-Typ Ultraschall UP200S (maximal Kraaft 200 W, Frequenz 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Däitschland) ausgestatt mat enger Titan Sonotrode (Mikro Tipp S3, Tipp Duerchmiesser 3 mm, maximal Amplitude 210µm, akustesch Kraaftdicht oder Uewerflächintensitéit 460 W cm-2) ënner de folgende Bedéngungen: 0,5 Zyklus a 50% Amplituden, fir eng Period vun 10, 20, 30 a 60 min, respektiv. Bescht Resultater goufen op 30min sonication kritt. Sonication gouf mat der Kraaft vun 16.25 W fir 30 Minutten applizéiert, mat Energieverbrauch (Energieausgang pro Eenheetsvolumen) vun 731 Ws ml-1.
Duerno goufen d'Mëschunge bei 1500 rpm fir 60 min centrifugéiert fir onexfoliéiert Graphitpartikelen ze entfernen an duerno 5 Mol gewäsch an erëm bei 5000 rpm fir 20 min centrifugéiert fir iwwerschësseg Biopolymeren ze entfernen. Déi resultéierend donkelgro Léisunge goufen Vakuum-gedréchent bei 40ºC bis kee Masseverloscht. Déi resultéierend Polymer-Graphen-Pulver goufen am Waasser (1 mg ml-1 fir Pullulan a Chitosan; 0.18 mg ml-1 fir Alginat) fir Charakteriséierung erëm dispergéiert. Graphene Blieder, déi duerch Pullulan-, Alginat- a Chitosan-assistéiert Ultraschall kritt goufen, goufen als Pull-G, alg-G a Chit-G respektiv uginn.
Aus dräi Systeme goufen Pullulan a Chitosan méi effektiv bei der Peelung vum Grafitt als Alginat. Dës Methode huet erfeelt Mono-, Bi- a Lëpsen Layoutplatine mat nëmmen nidderleche Mounddefekte. D'Adsorptioun vu Biopolymere op der Graphinfläsch ass eng laang dauerhaft Stabilitéit (méi wéi 6 Méint) vun der wäisser Dispersioun.
(cf. Unalan et al. 2015)

Ultraschall graphene Exfoliatioun am Waasser

Eng Héichgeschwindeg Sequenz (vun a bis f) vu Frames, déi sono-mechanesch Peeling vun enger Grafitflacke am Waasser illustréieren mat der UP200S, en 200W Ultraschall mat 3-mm Sonotrode. Pfeile weisen d'Plaz vun der Spaltung (Exfoliatioun) mat Kavitatiounsblasen, déi d'Spalt penetréieren.
(Studie a Biller: © Tyurnina et al. 2020

Ultraschall Exfoliatioun vu Waasser-dispergéieren Grafinn Nanoschef (Unalan et al. 2015)

TEM-Biller vun Pull-G fir: (a) 10 min; (b) 20 min; (c) 30 min; (d) 60 min; (e) chit-G fir 30 min; (f) alg-G fir 30 min. (Unalan et al 2015)

Ultrasonicators fir Graphene Exfoliatioun

Den industriellen Ultrasonicator UIP6000hdT liwwert 6000 Watt High-Intensity Ultraschall iwwer Sonotrode fir Homogeniséierung, Dispersioun, Emulsifikatioun an Extraktiounsapplikatiounen.Hielscher High-Power Ultraschall-Prozessoren ginn weltwäit fir déi erfollegräich Peeling an Dispersioun vu Grafit a Graphen benotzt. Eis Ultraschall-Disperger sinn verfügbar vu Labo a Bank-Top bis zu voller industrieller Produktiounsunitéiten. Nieft Robustheet, 24/7 Operatioun a geréng Ënnerhalt, Hielscher Ultraschaller iwwerzeegen duerch héich Veraarbechtung a linear Skalierbarkeet.
Prozesser kënnen einfach an de Labo getest an optiméiert ginn. Duerno kënnen all Prozessresultater komplett linear fir de wirtschaftleche Produktiounsniveau sinn. Dëst erlaabt d'Ukënnegung eng efficace a effizient Produktiounsmethod fir den héije Volume vu qualitativ héichwäerteg Grafesche Blätter.
Hielscher Ultrasonics industriell Ultrasonic Prozessoren kënne ganz héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar. Passende Ultraschallreaktoren garantéieren d'Fähigkeit vun zouverlässeg a sécherer Masseproduktioun vu qualitativ héichwäerteg Graphen Nanosheeten wéi och stabil Nanosheet Dispersiounen.

De Robuste vun der Hielscher Ultraschall-Ausrüstung erméiglecht fir 24/7 Operatioun bei schwéieren Droge an an exigenten Ëmfeld.
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall:

Konte gefouert QShortcut Duerchflossrate recommandéiert Comments
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 UIP4000
na 10 bis 100L / min UIP16000
na méi grouss Stärekoup vun UIP16000

Kontaktéiert eis! / Frot eis!

Frot méi Informatiounen

Benotzt w.e.g. de Formulaire hei ënnen fir zousätzlech Informatioun iwwer Ultraschall-Disperger fir Nanosheet-Peeling, graphene-relatéiert Uwendungen, technesch Detailer a Präisser ze froen. Mir wäerte frou sinn Äre Grafikproduktiounsprozess mat Iech ze diskutéieren an Iech en Ultraschall ze bidden deen Är Ufuerderungen erfëllt!










Intensiv Ultraschall mat Hëllef vun enger Ultraschallsonde (Sonotrode) ass eng héich effektiv Method fir d'Graphen Nano-Blieder ze delaminéieren an ze exfoliéieren.

Mechanismus vun Ultraschall Peeling vun 2D Nanosheets.
(Studie a Grafik: Tyurnina et al., 2020)



Fakten Wësse wat weess

Grafeschen

Grafeschtplang Graphene ass e Monoalbum vun sp2-bondéiert Kohlenstoffatomen. Grafene proposéiert un eenzegaarteg Materialseigenschaften wéi eng aussergewéinlech grouss spezifesch Uewerfläch (2620 m2g-1), béid mechanesch Eegeschafte mat engem Young's Modul vun 1 TPa an enger Intrinsikstärke vun 130 GPa, eng extrem héich Elektronikleit (Zilertemperaturelektrounmobilitéit vun 2,5 × 105 cm2 V-1s-1), ganz héich Wärmelefektivitéit (iwwer 3000 W m K-1), déi wichtegst Eegeschaften ze notéieren. Wéinst senge beschtméigleche Materialeigenschaften gëtt Graphoen stark an der Entwécklung an der Produktioun vu High-Performance-Batterien, Brennstoffzellen, Solarzellen, Superkapacitor, Waasserstoff, elektromagnetesch Schëden an elektroneschen Apparaten benotzt. De Graphen gëtt och an vill Nanocompositen a Composite-Materialien als Verstärkungsadditiv ubelaangt, zB an Polymere, Keramik a Metall Matrizen. Wéinst senger héicher Leitung ass d'Graphen e wichtege Bestanddeel vun elektresch Lacken a Tinten.
Déi séier a sécher Ultraschallpräparatioun vu fehlerfreien Graphen bei grousser Mëllechkäschte bei niddrege Käschten erméiglecht d'Erweiderung vun den Applikatiounen vum Graphesche fir méi an méi Industrien.

Literatur / nëmmen


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.


Mir wäerte frou Äre Prozess ze diskutéieren.

Loosst eis a Kontakt kommen.