Xenes ultraskaņas pīlings

Xenes ir 2D monoelementu nanomateriāli ar neparastām īpašībām, piemēram, ļoti augstu virsmas laukumu, anizotropām fizikālām / ķīmiskām īpašībām, tostarp izcilu elektrisko vadītspēju vai stiepes izturību. Ultraskaņas pīlings vai delaminācija ir efektīva un uzticama tehnika, lai ražotu viena slāņa 2D nano lapas no daudzslāņu prekursoru materiāliem. Ultraskaņas pīlings jau ir izveidots augstas kvalitātes ksenes nanolokšņu ražošanai rūpnieciskā mērogā.

Xenes – Monoslāņu nanostruktūras

Ultrasoniski lobīts borofēnsXenes ir monoslānis (2D), monoelementu nanomateriāli, kuriem ir grafēnam līdzīga struktūra, iekšējā slāņa kovalentā saite un vāji van der Waals spēki starp slāņiem. Piemēri materiāliem, kas ietilpst xenes klasē, ir borofēns, silicēns, germānis, stenēns, fosfors (melnais fosfors), arsenēns, bismutēns, tellurons un antimonēns. Pateicoties vienslāņa 2D struktūrai, ksenes nanomateriāli ir apogļoti ar ļoti lielu virsmu, kā arī uzlabotu ķīmisko un fizisko reaktivitāti. Šīs strukturālās īpašības piešķir xenes nanomateriāliem iespaidīgas fotonikas, katalītiskas, magnētiskas un elektroniskas īpašības un padara šīs nanostruktūras ļoti interesantas daudziem rūpnieciskiem lietojumiem. Attēlā pa kreisi redzami ultrasoniski pīlinga borofēna SEM attēli.

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas reaktors 2D nanolokšņu, piemēram, ksēnu (piemēram, borofēna, silicēna, ģermēna, stanēna, fosfora (melnā fosfora), arsenēna, bismutēna, tellurena un antimonēna rūpnieciskai pīlingam.

Reaktors ar 2000 vati ultrasonicator UIP2000hdT xenes nanolokšņu liela mēroga pīlingam.

Xenes nanomateriālu ražošana, izmantojot ultraskaņas delamināciju

Daudzslāņu nanomateriālu šķidrais pīlings: Viena slāņa 2D nanoloksnes tiek ražotas no neorganiskiem materiāliem ar slāņveida konstrukcijām (piemēram, grafītu), kas sastāv no brīvi sakrautiem saimniekslāņiem, kas parāda galerijas izplešanos no slāņa līdz slānim vai pietūkumu, sasitot noteiktus jonus un/vai šķīdinātājus. Pīlings, kurā slāņainā fāze tiek sašķelta nanoloksnēs, parasti pavada pietūkumu, jo strauji novājinātas elektrostatiskās atrakcijas starp slāņiem, kas rada atsevišķu 2D slāņu vai lokšņu koloidālās dispersijas. (sal. ar Geng et al, 2013) Kopumā ir zināms, ka pietūkums atvieglo pīlingu, izmantojot ultrasonication, un rada negatīvi uzlādētas nano lapas. Ķīmiskā pirmapstrāde arī atvieglo pīlingu, izmantojot ultraskaņu šķīdinātājos. Piemēram, funkcionalizācija ļauj pīlings slāņaino dubulto hidroksīdu (LDH) spirtos. (sal. ar Nicolosi et al., 2013)
Ultraskaņas pīlingam / delaminācijai slāņainais materiāls ir pakļauts spēcīgiem ultraskaņas viļņiem šķīdinātājā. Kad enerģētiski blīvi ultraskaņas viļņi ir savienoti šķidrumā vai vircā, rodas akustiskā aka ultraskaņas kavitācija. Ultraskaņas kavitāciju raksturo vakuuma burbuļu sabrukums. Ultraskaņas viļņi pārvietojas caur šķidrumu un rada mainīgus zema spiediena / augsta spiediena ciklus. Minūte vakuuma burbuļi rodas zema spiediena (rarefaction) cikla laikā un aug dažādos zema spiediena / augsta spiediena ciklos. Kad KAVITĀCIJAS burbulis sasniedz punktu, kur tas nevar absorbēt papildu enerģiju, burbulis spēcīgi implodē un rada lokāli ļoti enerģētiski blīvus apstākļus. KAVITĀCIJAS karsto punktu nosaka ļoti augsts spiediens un temperatūra, attiecīgie spiedieni un temperatūras diferenciāļi, ātrgaitas šķidruma strūklas un bīdes spēki. Šie sonomehāniskie un sonoķīmiskie spēki nospiež šķīdinātāju starp saliktajiem slāņiem un sadalītajām slāņainajām daļiņu un kristāliskajām struktūrām, tādējādi radot lobītas nanoloksnes. Zemāk redzamā attēla secība parāda pīlinga procesu ar ultraskaņas kavitāciju.

Ultraskaņas grafēna pīlings ūdenī

Liela ātruma sekvence (no a līdz f) rāmjiem, kas ilustrē grafīta pārslas sonomehānisku lobīšanos ūdenī, izmantojot UP200S, 200W ultrasonikators ar 3 mm sonotrode. Bultiņas parāda sadalīšanas (pīlinga) vietu ar kavitācijas burbuļiem, kas iekļūst šķelšanās.
© Tyurnina et al. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0)

Modelēšana ir parādījusi, ka, ja šķīdinātāja virsmas enerģija ir līdzīga slāņainā materiāla virsmas enerģijai, enerģijas atšķirība starp lobītajiem un pārdalītajiem stāvokļiem būs ļoti maza, noņemot pārgrupēšanas dzinējspēku. Salīdzinot ar alternatīvām maisīšanas un nobīdes metodēm, ultraskaņas maisītāji nodrošināja efektīvāku enerģijas avotu pīlingam, kā rezultātā tika demonstrēta jonu interkalācija-atbalstīta TaS pīlings2, NbS2, un MoS2, kā arī daudzslāņu oksīdi. (sal. ar Nicolosi et al., 2013)

Ultrasonication ir ļoti efektīvs un uzticams instruments nanolokšņu, piemēram, grafēna un ksēnu, šķidruma pīlingam.

TEM attēli ar ultrasoniski šķidrām lobītām nanoloksnēm: (A) Grafēna nanolapa, kas lobīta ar ultraskaņu šķīdinātājā N-metil-pirolidonā. (B) h-BN nanoloksne, ko loba ar ultraskaņu ekstrahē ar ultraskaņu šķīdinātāja izopropanolā. (C) MoS2 nanolapa, kas lobīta ar ultraskaņu ūdens virsmaktīvās vielas šķīdumā.
(Pētījums un attēli: ©Nicolosi et al., 2013)

Ultraskaņas šķidruma pīlinga protokoli

Ksēnu un citu monoslāņu nanomateriālu ultraskaņas pīlings un delaminācija ir plaši pētīta pētniecībā un veiksmīgi pārnesta uz rūpnieciskās ražošanas posmu. Zemāk mēs piedāvājam jums atlasītus pīlinga protokolus, izmantojot ultraskaņu.

Fosforēna nanoflaku ultraskaņas pīlings

Fosfors (pazīstams arī kā melnais fosfors BP) ir 2D slāņains, monoelementu materiāls, kas veidojas no fosfora atomiem.
Passaglia et al. pētījumā (2018) (2018) ir pierādīta stabilu fosforēna – metilmetakrilāta suspensiju sagatavošana, izmantojot bP šķidrās fāzes pīlingu ar ultraskaņu (LPE) MMA klātbūtnē, kam seko radikāla polimerizācija. Metilmetakrilāts (MMA) ir šķidrs monomērs.

Fosforēna ultraskaņas šķidruma pīlinga protokols

MMA_bPn, NVP_bPn un Sty_bPn suspensijas LPE ieguva vienīgā monomēra klātbūtnē. Tipiskā procedūrā ∼5 mg bP, rūpīgi sasmalcinātu javu, ievietoja mēģenē un pēc tam pievienoja svērto MMA, Sty vai NVP daudzumu. Monomēra bP suspensija tika sonicated 90 min, izmantojot Hielscher Ultrasonics homogenizatoru UP200St (200W, 26kHz), aprīkots ar sonotrode S26d2 (uzgaļa diametrs: 2 mm). Ultraskaņas amplitūda tika saglabāta nemainīga 50% līmenī ar P = 7 W. Visos gadījumos, lai uzlabotu siltuma izkliedi, tika izmantota ledus vanna. Pēc tam pēdējā MMA_bPn, NVP_bPn un Sty_bPn atstādināšana tika apslāpēta ar N2 uz 15 min. Visas suspensijas analizēja DLS, parādot rH vērtības, kas patiešām ir tuvas DMSO_bPn vērtībām. Piemēram, MMA_bPn suspensiju (ar aptuveni 1% no bP satura) raksturo rH = 512 ± 58 nm.
Lai gan citi zinātniskie pētījumi par fosforu ziņo par vairāku stundu ultraskaņas apstrādes laiku, izmantojot ultraskaņas tīrītāju, augstu viršanas temperatūras šķīdinātājus un zemu efektivitāti, Passaglia pētniecības komanda demonstrē ļoti efektīvu ultraskaņas pīlinga protokolu, izmantojot zondes tipa ultrasonikatoru (t.i., UP200St)

Ultraskaņas Borofēna pīlings

Lai iegūtu ultraskaņas protokolus un ultraskaņas borofēna pīlinga rezultātus, lūdzu, noklikšķiniet šeit!

Dažu slāņu silīcija dioksīda nanolokšņu ultraskaņas pīlings

Ultrasoniski lobītu silīcija dioksīda nanolokšņu SEM attēls.Dažu slāņu lobīta silīcija dioksīda nanoloksnes (E-SN) tika sagatavotas no dabiskā vermikulīta (Verm), izmantojot ultraskaņas pīlingu. Lobīta silīcija dioksīda nanolokšņu sintēzei tika izmantota šāda šķidro fāžu pīlinga metode: 40 mg silīcija dioksīda nanoloksnes (SN) tika izkliedētas 40 ml absolūtā etanolā. Pēc tam maisījums tika ultrasonificēts 2 h, izmantojot Hielscher Ultraskaņas procesors UP200St, aprīkots ar 7 mm sonotrode. Ultraskaņas viļņa amplitūda tika saglabāta nemainīga 70% apmērā. Lai izvairītos no pārkaršanas, tika uzklāta ledus vanna. Neeksfoliated SN tika noņemts centrifugējot ar 1000 apgr./min. Visbeidzot, produkts tika dekantēts un žāvēts istabas temperatūrā vakuumā uz nakti. (sal. guo et al., 2022)

Ultraskaņas pīlings 2D monoslāņu nanoloksnēm, piemēram, ksenes (piemēram, fosfors, borofēns utt.), tiek efektīvi veikta ar zondes tipa ultraskaņu.

Monoslāņu nanolokšņu ultraskaņas pīlings ar ultrasonicator UP400St.


Viena slāņa nanolokšņu ultraskaņas šķidruma pīlings.

Ultraskaņas šķidruma pīlings ir ļoti efektīvs xenes nanolokšņu ražošanai. Attēlā redzami 1000 vati jaudīgie UIP1000hdT.

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Lieljaudas ultraskaņas zondes un reaktori Xenes nanolokšņu pīlingam

Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata izturīgus un uzticamus ultrasonikatorus jebkurā izmērā. No kompaktām laboratorijas ultraskaņas ierīcēm līdz rūpnieciskām ultraskaņas zondēm un reaktoriem Hielscher ir ideāla ultraskaņas sistēma jūsu procesam. Ar ilgu pieredzi tādos lietojumos kā nanomateriālu sintēze un dispersija, mūsu labi apmācītie darbinieki ieteiks jums vispiemērotāko iestatīšanu jūsu prasībām. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori ir pazīstami kā uzticami darba zirgi rūpnieciskās iekārtās. Spēj nodrošināt ļoti augstas amplitūdas, Hielscher ultrasonikatori ir ideāli piemēroti augstas veiktspējas lietojumiem, piemēram, ksēnu un citu 2D monoslāņu nanomateriālu, piemēram, borofēna, fosfora vai grafēna, sintēzei, kā arī šo nanostruktūru drošai dispersijai.
Ārkārtīgi jaudīga ultraskaņa: Hielscher Ultraskaņas’ rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodi.
Augstākā kvalitāte – Izstrādāts un ražots Vācijā: 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).

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

Fosfors

Fosforēnam (arī melnā fosfora nanoloksnēm / nanopārslām) ir augsta mobilitāte 1000 cm2 V–1 s–1 biezuma paraugam 5 nm ar augstu strāvas IESLĒGŠANAS/IZSLĒGŠANAS attiecību 105. Fosforam kā p tipa pusvadītājam ir tieša joslas atstarpe 0,3 eV. Turklāt fosforēnam ir tieša joslas sprauga, kas monoslānim palielinās līdz aptuveni 2 eV. Šīs materiāla īpašības padara melnā fosfora nanoloksnes par daudzsološu materiālu rūpnieciskiem lietojumiem nanoelektronikas un nanofotoniskās ierīcēs, kas aptver visu redzamā spektra diapazonu. (sal. ar Passaglia et al., 2018) Vēl viens potenciāls pielietojums ir biomedicīnas lietojums, jo salīdzinoši zema toksicitāte padara melnā fosfora izmantošanu ļoti pievilcīgu.
Divdimensiju materiālu klasē fosforēns bieži tiek novietots blakus grafēnam, jo atšķirībā no grafēna fosforēnam ir nezero pamatjoslas sprauga, ko turklāt var modulēt ar celmu un slāņu skaitu kaudzītē.

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.
Lasiet vairāk par borofēna ultraskaņas sintēzi un izkliedi!


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.