Ultraskaņas borofēna sintēze rūpnieciskā mērogā

Borofēnu, divdimensiju nanostrukturētu bora atvasinājumu, var efektīvi sintezēt, izmantojot facile un lētu ultraskaņas pīlingu. Ultraskaņas šķidruma fāzes lobīšanos var izmantot, lai ražotu lielu daudzumu augstas kvalitātes borofēna nanoloksnes. Ultraskaņas pīlinga tehnika tiek plaši izmantota, lai ražotu 2D nanomateriālus (piemēram, grafēnu), un tā ir labi pazīstama ar augstas kvalitātes nanoloksņu priekšrocībām, augstu ražu, ātru un facile darbību, kā arī vispārējo efektivitāti.

Ultraskaņas pīlinga metode borofēna sagatavošanai

Zondes tipa ultrasonikatori ir vēlamā metode efektīvai borofēna pīlingam.Ultrasoniski vadīts šķidrās fāzes pīlings tiek plaši izmantots, lai sagatavotu 2D nanoloksnes no dažādiem lielapjoma prekursoriem, tostarp grafīta (grafēna), bora (borofēna). Salīdzinot ar ķīmiskās pīlinga tehniku, ultrasoniski atbalstīta šķidrās fāzes pīlings tiek uzskatīts par daudzsološāku stratēģiju, lai sagatavotu 0D un 2D nanostruktūras, piemēram, bora kvantu punktus (BQDs) un borofēnu. (sal. Wang et al., 2021)
Atstātā shēma parāda 2D dažu slāņu borofēna lokšņu ultraskaņas zemas temperatūras šķidruma pīlinga procesu. (Pētījums un attēls: ©Lin et al., 2021.)

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas reaktors liela mēroga borofēna pīlingam. Nerūsējošā tērauda reaktors ir aprīkots ar jaudīgu rūpniecisko 2000 vatu ultrasonikatoru (20kHz).

Sonoķīmiskais reaktors , kas aprīkots ar 2000 vati rūpnieciskais ultraskaņas procesors UIP2000hdT liela mēroga borofēna pīlingam.

Gadījumu izpēte ultraskaņas borofēna pīlings

Pīlings un delaminācija, izmantojot jaudas ultraskaņu šķidrās fāzes procesā, ir plaši pētīta un veiksmīgi pielietota borofēna un citos bora atvasinājumos, piemēram, bora kvantu punktos, bora nitrīdā vai magnija dibordā.

α-Borofēns

Pētījumā, ko veica Göktuna un Taşaltın (2021), α borofēns tika sagatavots, izmantojot facile un lētu ultraskaņas pīlingu. Ultrasoniski sintezētajām borofēna nanoloksnēm piemīt α borofēna kristāliskā struktūra.
Protokols: 100 mg bora mikrodaļiņu ar skaņas 100 ml DMF 200 W temperatūrā (piemēram, izmantojot UP200St ar S26d14) 4h slāpekļa (N2), plūsmas kontrolēta kabīne, lai novērstu oksidēšanos ultraskaņas šķidruma fāzes pīlinga procesā. Lobītu bora daļiņu šķīdums tika centrifugēts attiecīgi ar 5000 apgr./min un 12 000 apgr./min, pēc tam borofēns rūpīgi savākts un žāvēts vakuuma vidē 4h 50 ° C temperatūrā . (sk. Göktuna un Taşaltın, 2021)

Borofēna pīlinga procesa soļi, izmantojot ultraskaņas delaminācijas tehniku

Shematiska borofēna ilustrācija ar dažiem slāņiem, ko pīlings zondes ultraskaņas palīdz solvothermal apstrādes procesā.
Pētījums un attēls: ©Zhang et al., 2020

Dažu slāņu borofēns

(2020) ziņo par acetona solvothermal šķidruma fāzes pīlinga tehniku, kas ļauj ražot augstas kvalitātes borofēnu ar lielu horizontālu izmēru. Izmantojot acetona pietūkuma efektu, bora pulvera prekursors vispirms tika samitrināts acetonā. Tad samitrinātais bora prekursors tika vēl solvothermally apstrādāts acetonā 200 ° C temperatūrā, kam sekoja ultraskaņas apstrāde ar zondes tipa sonicatoru 225 W temperatūrā 4h. Beidzot tika iegūts borofēns ar dažiem bora slāņiem un horizontālu izmēru līdz 5,05 mm. Acetona solvothermal-assisted liquid phase exfoliation tehniku var izmantot, lai sagatavotu bora nanoloksnes ar lieliem horizontāliem izmēriem un augstu kvalitāti. (sal. ar Zhang et al., 2020)
Kad XRD modelis ultrasoniski lobīts borofēns tiek salīdzināts ar beztaras bora prekursoru, var novērot līdzīgu XRD modeli. Lielāko daļu galveno difrakcijas pīķu var indeksēt līdz b-rombohedrālajam boram, kas liecina, ka kristāliskā struktūra ir gandrīz saglabāta pirms un pēc pīlinga ārstēšanas.

Ultrasoniski lobīts borofēns

SEM attēli ar zemu izšķirtspēju (a) un augstu izšķirtspēju (b) borofēna ar dažiem slāņiem, kas iegūti ar ultrasoniski atbalstītu solvothermal pīlingu acetonā
Pētījums un attēls: ©Zhang et al., 2020

Borofēna ultraskaņas pīlinga process saglabā tās kristālisko struktūru.

XRD modeļi a) un Raman spektri b) neapstrādāta beztaras bora un borofēna ar dažiem slāņiem, kas iegūti ar zondes ultraskaņas palīdzību solvothermal pīlings.
Pētījums un attēls: ©Zhang et al., 2020

Bora kvantu punktu sonoķīmiskā sintēze

(2020) veiksmīgi pagatavoja liela mēroga un vienotus kristālisku pusvadītāju bora kvantu punktus (BQD) no paplašināta bora pulvera acetonitrilā, kas ir ļoti polārs organisks šķīdinātājs, izmantojot spēcīgu zondes tipa ultrasonikatoru (piemēram, UP400St, UIP500hdT vai UIP1000hdT). Sintezētie bora kvantu punkti ar 2,46 ±0,4 nm sānu izmērā un 2,81 ±0,5 nm biezumā.
Protokols: Tipiskā bora kvantu punktu sagatavošanā 30 mg bora pulvera vispirms pievienoja trīs kaklu kolbā un pēc tam pirms ultrasonication procesa pudelē tika pievienoti 15 ml acetonitrila. Pīlings tika veikts ar izejas jaudu 400 W (piemēram, izmantojot UIP500hdT), 20kHz frekvence un ultraskaņas laiks 60 min. Lai izvairītos no šķīduma pārkaršanas ultrasonication laikā, dzesēšana, izmantojot ledus vannu vai laboratorijas dzesētāju, tika piemērota nemainīgai temperatūrai. Iegūtais šķīdums tika centrifugēts ar ātrumu 1500 apgr./min. Virsslātants saturēja bora kvantu punktus, kas tika viegli ekstrahēti. Visi eksperimenti tika veikti istabas temperatūrā. (sal. ar Hao et al., 2020)
Wang et al. pētījumā (2021) pētnieks sagatavo bora kvantu punktus, izmantojot arī ultraskaņas šķidrās fāzes pīlinga tehniku. Viņi ieguva monodispersētu bora kvantu punktu ar šauru izmēru sadalījumu, lielisku disperģējamību, augstu stabilitāti IPA šķīdumā un divu fotoattēlu fluorescenci.

Ultrasoniski sintezēti bora kvantu punktiņi.

TEM attēli un atbilstošais diametra sadalījums BQD, kas sagatavoti atšķirīgi ultraskaņas apstākļos. a) BQDs-2 TEM attēls, kas sintezēts ar ātrumu 400 W 2 stundas. b) BQDs-3 TEM attēls, kas sintezēts ar 550 W 1 stundu. c) BQDs-3 TEM attēls, kas sintezēts 400 W 4 stundas. d) no a) apakšpunkta iegūto kvantu punktu diametra sadalījums. e) no b) apakšpunkta iegūto kvantu punktu diametra sadalījums. f) Kvantu punktu diametra sadalījums iegūst no c) apakšpunkta.
Pētījums un attēls: ©Hao et al., 2020

Magnija diborīda nanoloksņu ultraskaņas pīlings

Pīlinga process tika veikts, apturot 450 mg magnija diborīda
(MgB2) pulveris (apm. 100 acs izmērs / 149 mikroni) 150 ml ūdens un pakļaujot to ultrasonication 30 minūtes. Ultraskaņas pīlingu var veikt ar zondes tipa ultrasonikatoru, piemēram, UP200Ht vai UP400St ar amplitūdu 30% un cikla režīmu 10sec ieslēgšanas/izslēgšanas impulsiem. Ultraskaņas pīlings rada tumši melnu suspensiju. Melno krāsu var attiecināt uz senatnīgā MgB2 pulvera krāsu.

Ultrasonikators UP200St (200W) pīlings borofēns acetonitilā

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas grafēna pīlings ūdenī

Liela ātruma sekvence (no a līdz f) rāmjiem, kas ilustrē grafīta pārslas sonomehānisku lobīšanos ūdenī, izmantojot UP200S, 200W ultrasonikators ar 3mm sonotrode. Bultiņas parāda sadalīšanas (pīlinga) vietu ar KAVITĀCIJAS burbuļiem, kas iekļūst šķelšanās.
© Tyurnina et al. 2020

Jaudīgi ultrasonikatori Borofēna pīlingam jebkurā mērogā

Hielscher ultraskaņas aparātus var attālināti vadīt, izmantojot pārlūkprogrammas vadību. Ultraskaņas parametrus var precīzi uzraudzīt un pielāgot procesa prasībām.Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata izturīgus un uzticamus ultrasonikatorus jebkurā izmērā. No kompaktām laboratorijas ultraskaņas ierīcēm līdz rūpnieciskām ultraskaņas zondām un reaktoriem, Hielscher ir ideāla ultraskaņas sistēma jūsu procesam. Ar ilgu pieredzi tādos lietojumos kā nanomateriālu sintēze un dispersija, mūsu labi apmācītais personāls ieteiks jums vispiemērotāko iestatījumu ypour prasībām. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori ir pazīstami kā uzticami darba zirgi rūpnieciskās iekārtās. Hielscher ultraskaņas aparāti, kas spēj nodrošināt ļoti augstas amplitūdas, ir ideāli piemēroti augstas veiktspējas lietojumiem, piemēram, borofēna vai grafēna pīlingam, kā arī nanomateriālu dispersijām. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti palaist 24/7 darbības laikā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes.
Visas iekārtas ir projektētas un ražotas mūsu galvenajā galvenajā punktā Vācijā. Pirms piegādes klientam katra ultraskaņas ierīce tiek rūpīgi pārbaudīta ar pilnu slodzi. Mēs tiecamies pēc klientu apmierinātības, un mūsu produkcija ir strukturēta tā, lai tā atbilstu visaugstākajai kvalitātes nodrošināšanai (piemēram, ISO sertifikācijai).

Kāpēc Hielscher Ultrasonics?

  • augsta efektivitāte
  • Tehnoloģijas
  • Uzticamība & Stabilitāti
  • Partijas & Iekļautās
  • jebkuram apjomam
  • inteliģenta programmatūra
  • viedās funkcijas (piemēram, datu protokolēšana)
  • CIP (tīrs vietā)

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

partijas apjoms Plūsmas ātrums Ieteicamie ierīces
1 līdz 500mL 10 līdz 200 ml / min UP100H
10 līdz 2000mL 20 līdz 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 līdz 20L 0.2 līdz 4 l / min UIP2000hdT
10 līdz 100 l 2 līdz 10 l / min UIP4000hdT
nav | 10 līdz 100 l / min UIP16000
nav | lielāks klasteris UIP16000

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo formu, lai pieprasītu papildu informāciju par ultraskaņas procesoriem, lietojumprogrammām un cenu. Mēs labprāt apspriedīsim jūsu procesu ar jums un piedāvāsim jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu prasībām!









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas augstas bīdes homogenizatori tiek izmantoti laboratorijā, stendā, izmēģinājuma un rūpnieciskajā apstrādē.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus lietojumprogrammu sajaukšanai, dispersijai, emuulģēšanai un ekstrakcijai laboratorijā, pilotā un rūpnieciskajā mērogā.



Literatūra/atsauces

Fakti ir vērts zināt

Borofēns

Borofēns ir bora kristālisks atomu monoslānis, t.i., tas ir bora divdimensiju alotrops (saukts arī par bora nanoloksni). Tās unikālās fizikālās un ķīmiskās īpašības pārvērš borofēnu par vērtīgu materiālu daudziem rūpnieciskiem lietojumiem.
Borofēna izcilās fizikālās un ķīmiskās īpašības ietver unikālas mehāniskās, termiskās, elektroniskās, optiskās un supravadiskās šķautnes.
Tas paver iespējas izmantot borofēnu izmantošanai sārmu metāla jonu baterijās, Li-S baterijās, ūdeņraža uzglabāšanai, superkondensatoram, skābekļa samazināšanai un evolūcijai, kā arī CO2 elektroredukcijas reakcijai. Īpaši liela interese ir par borofēnu kā anoda materiālu baterijām un kā ūdeņraža uzglabāšanas materiālu. Pateicoties augstajām teorētiskajām specifiskajām jaudām, elektroniskās vadītspējas un jonu transporta īpašībām, borofēns kvalificējas kā lielisks anoda materiāls baterijām. Pateicoties augstajai ūdeņraža adsorbcijas spējai borofēnam, tas piedāvā lielu ūdeņraža uzglabāšanas potenciālu ar stroāžas jaudu, kas pārsniedz 15% no tā svara.

Borofēns ūdeņraža uzglabāšanai

Divdimensiju (2D) bora materiāliem tiek pievērsta liela uzmanība kā H2 datu nesējiem, jo bora atomu masa ir zema un sārmu metālu dekorēšanas stabilitāte uz virsmas, kas uzlabo mijiedarbību ar H2. Divdimensiju borofēna nanoloksnes, kuras var viegli sintezēt, izmantojot ultraskaņas šķidruma fāzes lobīšanos, kā aprakstīts iepriekš, ir parādījušas labu afinitāti pret dažādiem metāla dekorēšanas atomiem, kuros var notikt metāla atomu klasteri. Izmantojot dažādus metāla rotājumus, piemēram, Li, Na, Ca un Ti uz dažādiem borofēna polimorfiem, ir iegūts iespaidīgs H2 gravimetriskais blīvums no 6 līdz 15 wt %, pārsniedzot ASV Enerģētikas departamenta (DOE) prasību par 6,5wt% H2 uzglabāšanu uz kuģa. (sal. ar Habibi et al., 2021)


Augstas veiktspējas ultrasonics! Hielscher produktu klāsts aptver visu spektru no kompaktā laboratorijas ultrasonikatora virs stenda vienībām līdz pilnas rūpniecības ultraskaņas sistēmām.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Laboratorija lai rūpnieciskais izmērs.