Ultrasone Spreiding van Graphene
- Grafeen opnemen in samenstellingen, moet het grafeen worden gedispergeerd / geëxpandeerd als enkele nano-vellen gelijkmatig in de formulering. Hoe hoger de graad van deagglomeratie, des te beter de buitengewone eigenschappen van het materiaal worden uitgebuit.
- Ultrasone dispersie zorgt voor een betere deeltjesverdeling en dispersiestabiliteit – zelfs bij het formuleren bij hoge concentraties en viscositeit.
- Ultrasone verwerking van grafeen zorgt voor een uitstekende spreiding kwaliteiten en blinkt uit conventioneel mengen methoden veruit.
Ultrasone Spreiding van Graphene
Om composieten geven de uitstekende materiaaleigenschappen grafeen zoals sterkte, moet grafeen worden gedispergeerd in een matrix of aangebracht als een dunne filmbekleding op een substraat. Agglomeratie, sedimentatie en de dispersie in een matrix (of deeltjesverdeling op het substraat, respectievelijk) zijn belangrijke factoren die de eigenschappen van het resulterende materiaal beïnvloeden.
Vanwege de hydrofobe aard, de bereiding van een stabiel en sterk geconcentreerde dispersie grafeen zonder surfactanten of dispergeermiddelen is een uitdagende taak. Om de van der Waals krachten te overwinnen, sterke shear krachten die ontstaan door ultrasone cavitatie zijn de meest geavanceerde methode om stabiele dispersies te bereiden.
Grafeen met een hoge elektrische geleidbaarheid (S 712 · m-1), Goede dispersiteit en hoge concentraties kunnen gemakkelijk worden bereid met een ultrasone dispergeerinrichting, zoals UIP2000hdT of UIP4000. Sonicatie maakt het mogelijk een stabiele dispersie grafeen bereiden bij lage procestemperatuur van ca. 65 ° C.
SEM beeld van ultrasoon verspreid grafeen nanosheets
Hielscher krachtige ultrasone systemen zijn in staat om grafeen en grafiet in grote volumes verwerken, b.v. voor vloeistofchromatografie afschilfering en grafeen dispersie. De precieze controle over de procesparameters mogelijk maken naadloze opschaling van ultrasone processen tafelmodel volle-commerciële productie.
Ultrasoon geëxpandeerd paar lagen grafeen met ong. 3-4 lagen en een ong. grootte van 1 urn kan worden (her) gedispergeerd in concentraties van ten minste 63 mg / ml.
-
- hoge kwaliteit grafeen
- hoge opbrengst
- uniforme dispersie
- hoge concentratie
- hoge viscositeit
- snel proces
- goedkoop
- hoge doorvoer
- zeer efficiënt
- milieuvriendelijk
7kW ultrasone reactor grafeen dispersies
Ultrasoon Dispergeren Systems
Hielscher Ultrasonics biedt hoogvermogen ultrasone systemen voor afschilfering en dispersie van bulk gelaagde grafeen en grafiet in mono-, bi- en weinig lagen grafeen. Betrouwbare ultrasone processors en geavanceerde reactoren leveren het vereiste vermogen, procesomstandigheden alsmede nauwkeurige controle, zodat de ultrasone proces resultaten exact kan worden afgestemd op de gewenste proces doelen.
Een van de belangrijkste procesparameters is de ultrasone amplitude (de vibratieverplaatsing aan de ultrasone hoorn). Hielscher's industriële ultrasone systemen zijn gebouwd om zeer hoge amplituden te leveren. Amplitudes tot 200 μm kunnen eenvoudig continu worden uitgevoerd binnen 24 uur per dag, 7 dagen per week. Voor nog hogere amplitudes biedt Hielscher op maat gemaakte ultrasone sondes. Al onze ultrasone processors kunnen precies worden aangepast aan de vereiste procesomstandigheden en eenvoudig worden bewaakt via de ingebouwde software. Dit zorgt voor de hoogste betrouwbaarheid, consistente kwaliteit en reproduceerbare resultaten. De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24/7 gebruik mogelijk op zware en veeleisende omgevingen. Dit maakt sonicatie de voorkeursproductietechnologie voor de grootschalige bereiding van mono- en gelaagde grafeennanoplaten.
Met een breed assortiment van ultrasonicators en toebehoren (zoals sonotrodes en reactoren met verschillende afmetingen en geometrieën), de meest geschikte reactieomstandigheden en factoren (bv reagentia, ultrasone energie die per volume, druk, temperatuur, stroomsnelheid, etc.) kunnen worden gekozen om de hoogste kwaliteit te verkrijgen. Sinds onze ultrasone reactoren kan worden onder druk gezet om een paar honderd barg, de ultrasoonapparaat van zeer viskeuze pasta's met 250.000 centipoise is geen probleem voor de ultrasone systemen Hielscher's.
Vanwege deze factoren, ultrasone delaminatie / afschilfering en dispergeren blinkt de gebruikelijke maal- en freestechnieken.
- Echografie met hoog vermogen
- hoge afschuifkrachten
- hoge drukken toepassing
- nauwkeurige controle
- naadloze schaalbaarheid (lineair)
- batch en doorstroom
- reproduceerbare resultaten
- betrouwbaarheid
- robuustheid
- hoog energierendement
Neem contact met ons op! / Vraag ons!
Literatuur / Referenties
- Ivanov R., Hussainova I., Aghayan M., Petrov M. (2014): Grafeen gecoat alumina Nanofibres als Zirconia Reinforcement. 9de Internationale DAAAM Baltic Conference Industrial Engineering 24-26 april 2014 Tallinn, Estland.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Geëxfolieerd CrPS4 met veelbelovende fotogeleiding. Kleine Vol.16, Issue1. 9 januari 2020.
- Štengl V., Henych J.M. Fair, Ecorchard P. (2014): Ultrasound afschilfering van anorganische analogen grafeen. Nanoscale Research Letters 9 (1), 2014.
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
Grafeen
Grafeen is een één-atomige laag koolstof, die kan worden beschreven als een enkellaagse of 2D-structuur van grafeen (eenlagig grafeen = SLG). Grafeen heeft een buitengewoon groot specifiek oppervlak en superieure mechanische eigenschappen (Young's modulus van 1 TPa en intrinsieke sterkte van 130 GPa), biedt grote elektronische en thermische geleidbaarheid, ladingdraaggolfmobiliteit, transparantie en is ondoordringbaar voor gassen. Vanwege deze materiaaleigenschappen wordt grafeen als versterkend additief gebruikt om composieten de sterkte, geleidbaarheid, enz. Te geven. Om de eigenschappen van grafeen met andere materialen te combineren, moet grafeen in de verbinding worden gedispergeerd of als een dunne film coating worden aangebracht. op een substraat.
Gebruikelijke oplosmiddelen, die vaak worden gebruikt als vloeibare fase grafeen nanosheets dispergeren omvatten Dimethylsulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidon (NMP), tetramethylureum (TMU, Tetrahydrofuran (THF) , propeen carbonateacetone (PC), ethanol en formamide.
Waarom Grafeen-Based Composites?
Grafeen met een dikte van één atoom de dunste, met een gewicht van ong. 0,77 mg per 1m2 de lichtste en een trekstijfheid van 150.000.000 psi (100-300 keer sterker dan staal) en een treksterkte van 130.000.000.000 Pascal de sterkste bekende materiaal. Verder grafeen is de beste thermische geleider (bij kamertemperatuur (4,84 ± 0,44) x 103 op (5,30 ± 0,48) x 103 W · m-11 · K-1) En de beste elektrische geleider (elektronenmobiliteit hoger 15.000 cm2· V-1· s-1). Een andere belangrijke eigenschappen van grafeen is de optische eigenschap een lichtabsorptie πα≈2.3% van wit licht, en de transparante verschijning.
Door het opnemen grafeen in matrices kunnen die uitstekende materiaaleigenschappen worden overgedragen aan de resulterende composiet, die unieke functionaliteit biedt. Dergelijke grafeen composieten bieden nieuwe mogelijkheden voor de materiële ontwikkeling en industriële toepassingen. Vanwege zijn eigenschappen is grafeen en grafeen-composieten reeds wijd verspreid in de productie van high-performance batterijen, supercondensatoren, geleidende inkten, coatings, fotovoltaïsche en elektronische apparaten
Hielscher ultrasone krachtige processors de vereiste afschuifkrachten Van der Waals krachten om grafeen nanosheets gelijkmatig gedistribueerd naar samengestelde matrices overwinnen. Ultrasone verspreidingen zoals UIP2000hdT of UIP16000 worden gebruikt om graphene- en grafeen-oxide versterkte nanocomposieten produceren.