Hielscher ultralydteknologi

graphene Oxide – Ultrasonisk Eksfoliering og Dispersion

Grafenoksid er vannløselige, amfifile, ikke-giftig, biologisk nedbrytbart og kan lett spres til stabile Colloids. Ultralyd peeling og dispersjon er en svært effektiv, rask og kostnadseffektiv metode for å syntetisere, spre og funksjonalisere grafenoksid i industriell skala. I nedstrøms prosessering, ultralyd dispersorer produsere høy ytelse grafenoksid-polymer kompositter.

Ultralyd eksfoliering av grafenoksid

For å kontrollere størrelsen på grafenoksyd (GO) nanosheets, spiller avfiltningsmetoden en nøkkelfaktor. På grunn av sine nøyaktig kontrollerbare prosessparametre er ultralydsplagering den mest brukte delamineringsteknikken for produksjon av grafen og grafenoksid av høy kvalitet.
For ultrasonisk eksfoliering av grafenoksyd fra grafittoksid er forskjellige protokoller tilgjengelige. Finn en eksemplarisk beskrivelse nedenfor:
Grafittoksydpulver blandes i vandig KOH med pH-verdien 10. For eksfoliering og etterfølgende dispersjon, sond-typen Ultrasonicator UP200St (200W) benyttes. Etterpå er K + -ioner festet til grafenbasalplanet for å indusere en aldringsprosess. Aldringen oppnås ved roterende fordampning (2 timer). For å fjerne overflødige K + -ioner, vaskes pulveret og sentrifugeres flere ganger.
Den oppnådde blandingen blir sentrifugert og frysetørket, slik at et dispergerbart grafenoksydpulver feller ut.
Fremstilling av en ledende GO-pasta: Grafenoksydpulveret kan dispergeres i dimetylformamid (DMF) under sonikering for å produsere en ledende pasta. (Han et al. 2014)

7kW ultralyd dispergeringssystem for inline grafen produksjon (Klikk for å forstørre!)

Ultralydsystem for grafenoksyd-eksfoliering

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


(Pic .: Potts et al., 2011)

graphene Oxide – Eksfoliering (Pic .: Potts et al., 2011)

Ultralydspredning av grafenoksid

Ultralydfunksjonalisering av grafenoksid

Sonikering brukes med hell til å inkorporere grafenoksyd (GO) i polymerer og kompositter.
eksempler:

  • grafenoksyd-TiO2 mikrosfæren kompositt
  • polystyren-magnetitt-grafenoksyd-kompositt (kjerne-skall strukturert)
  • polystyren reduserte grafenoksydkompositter
  • Polyanilin nanofiber-belagt polystyren / grafenoksid (PANI-PS / GO) kjerneskall kompositt
  • polystyren-intercalert grafenoksyd
  • p-fenylendiamin-4vinylbenzen-polystyren-modifisert grafenoksyd
Grafene peeling med ultralyd dispergeringsenhet UP400St

Ultralydsystemer for grafen og grafenoksid

Hielscher Ultrasonics tilbyr ultralydsystemer med høy effekt, for eksfoliering, dispersjon og nedstrøms behandling av grafen og grafenoksid. Pålitelige ultralydsprosessorer og sofistikerte reaktorer leverer de nødvendige effekt-, prosessforholdene og nøyaktig kontroll, slik at ultralydsprosessresultatene kan justeres nøyaktig til de ønskede prosessmålene.
En av de viktigste prosessparametrene er ultralydamplituden, som er den vibrasjonelle ekspansjonen og sammentrekningen ved ultralydssonden. Hielscher s industrielle ultralydsystemer er bygget for å levere svært høye amplituder. Amplitudene på opptil 200 μm kan enkelt kjøres kontinuerlig i 24/7-drift. For enda høyere amplituder tilbyr Hielscher tilpassede ultralydprober. Alle våre ultralydsprosessorer kan justeres nøyaktig til de nødvendige prosessbetingelsene og overvåkes enkelt via den innebygde programvaren. Dette sikrer høyeste pålitelighet, konsistent kvalitet og reproduserbare resultater. Høyscherens ultralydutstyrs robusthet gjør det mulig å operere døgnet rundt i tunge og krevende omgivelser. Dette gjør sonication den foretrukne produksjonsteknologien for storskala forberedelse av grafen, grafenoksid og grafittmaterialer.
Ved å tilby et bredt utvalg av ultralyd og tilbehør (for eksempel sonotroder og reaktorer med forskjellige størrelser og geometrier) kan de mest passende reaksjonsforholdene og -faktorene (f.eks. Reagenser, ultralydsenergiinngang per volum, trykk, temperatur, strømningshastighet etc.) være valgt for å oppnå den høyeste kvaliteten. Siden våre ultralydreaktorer kan trykkes opp til flere hundre barg, er sonikering av høyt viskøse pastaer med 250.000 centipoise ikke noe problem for Hielschers ultralydsystemer.
På grunn av disse faktorene, utmerker ultralyd delaminering / eksfoliering og dispergering konvensjonelle blandings- og fresingsteknikker.

Kontakt oss! / Spør oss!

Vennligst bruk skjemaet nedenfor hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om ultralyd homogenisering. Vi vil gjerne tilby deg en ultralyd system møte dine behov.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Hielscher Ultrasonics

  • høy effekt
  • høy skjærkraft
  • høyt trykk gjelder
  • presis kontroll
  • sømløs skalerbarhet (lineær)
  • batch og kontinuerlig
  • reproduserbare resultater
  • pålitelighet
  • robusthet
  • høy energieffektivitet

Litteratur / Referanser



Fakta Verdt å vite

Ultralyd og Cavitation: Hvordan grafitt er eksfoliert til grafenoksid under Sonication

Ultralydsplagring av grafittoksyd (GrO) er basert på høy skjærkraft indusert av akustisk kavitasjon. Akustisk kavitasjon oppstår på grunn av de alternerende høytrykks- / lavtrykkssyklusene, som genereres ved kobling av kraftige ultralydbølger i en væske. Under lavtrykkscyklusene oppstår meget små hulrom eller vakuumbobler som vokser over de alternerende lavtrykkssyklusene. Når vakuumboblene oppnår en størrelse der de ikke kan absorbere mer energi, kollapser de voldsomt under en høytrykkssyklus. Bobleimplosjonen resulterer i kavitasjonsskjærkraft og spenningsbølger, ekstrem temperatur på opptil 6000K, ekstreme kjølehastigheter over 1010K / s, svært høye trykk på opptil 2000atm, ekstreme trykkforskjeller samt flytende stråler med opptil 1000km / t (~ 280m / s).
De intense kreftene påvirker grafittstablene, som delamineres i enkelt- eller få-lag grafenoksyd og uberørte grafen nanoskiver.

graphene Oxide

Ultralyd peeling brukes til å delaminere mono- og fålags grafenoksid nanoskikt fra grafittoksyd.Grafenoksyd (GO) syntetiseres ved eksfolierende grafittoksyd (GrO). Mens grafittoksyd er et 3D-materiale som består i millioner lag av grafenlag med interkalerte oksygener, er grafenoksid et mono- eller få-lag grafen som er oksygenert på begge sider.
Grafenoksyd og grafen avviger fra hverandre i følgende egenskaper: grafenoksyd er polært, mens grafen er ikke-polært. Grafenoksyd er hydrofil, mens grafen er hydrofob.
Dette betyr at grafenoksid er vannløselig, amfifilt, ikke-toksisk, biologisk nedbrytbar og danner stabile kolloidale suspensjoner. Overflaten av grafenoksyd inneholder epoksy-, hydroksyl- og karboksylgrupper, som er tilgjengelige for å interagere med kationer og anioner. På grunn av deres unike organiske uorganiske hybridstruktur og eksepsjonelle egenskaper, gir GO-polymer kompositter høyt potensial for mange industrielle applikasjoner. (Tolasz et al., 2014)

Redusert grafenoksid

Redusert grafenoksid (rGO) er produsert ved ultralyd, kjemisk eller termisk reduksjon av grafenoksyd. Under reduksjonstrinnet fjernes de fleste oksygenfunksjoner av grafenoksyd, slik at det resulterende reduserte grafenoksydet (rGO) har meget lignende egenskaper til uberørt grafen. Imidlertid er redusert grafenoksyd (rGO) ikke defektfritt og uberørt som ren grafen.