óxido grafeno – Exfoliación ne dispersión ultrasónica
Ar óxido ar grafeno xí soluble jar dehe, anfifílico, tóxico, biodegradable ne tsa̲ da dispersar ar hingi hembi da jar coloides estables. Ar exfoliación ne ar dispersión ultrasónica ge 'nar nt'ot'e xi nt'ot'e xi hño, rápido ne rentable pa sintetizar, dispersar ne funcionalizar óxido grafeno escala industrial. Procesamiento 'mefa ár njäts'i Tange'u, ja ya dispersores ultrasónicos producen compuestos polímero ne óxido grafeno mar hñets'i ar rendimiento.
Exfoliación ultrasónica óxido grafeno
Pa controlar tamaño ya nanohojas óxido grafeno (GO), ar nt'ot'e exfoliación 'ñeni 'nar factor clave. Nu'bya yá parámetros ar proceso controlables ko ar precisión, ar exfoliación ultrasónica ge ár técnica ar delaminación xí utilizada da producción ya grafeno ne ya óxido grafeno mextha ar hño.
Pa ar exfoliación ultrasónica óxido grafeno a partir de óxido grafito, 'bu̲i varios ar protocolos. 'Bui pede ejemplar tso̲kwa continuación:
Polvo óxido grafito ar mezcla jar KOH acuoso ko 'nar hmädi pH 10. Pa ar exfoliación ne 'mefa ár njäts'i Tange'u ar dispersión, ar gi japu̲'be̲fi ultrasonido ar klase sonda UP200St (200W). 'Mefa, ya iones ë + ar unen da plano basal ar grafeno da inducir 'nar proceso envejecimiento. Ar crianza bí realiza jár evaporación rotativa (2 h). Pa da hñäki ya exceso iones ë +, ar polvo bí lava ne centrifuga xingu ya bes.
Ar mezcla ar obtenida ar centrifuga ne ar liofiliza, ja modo da precipita 'nar polvo óxido grafeno dispersable.
Mfädi 'nar pasta conductora óxido grafeno: ar polvo óxido grafeno to dispersar ar jar dimetilformamida (DMF) jár sonicación pa producir 'nar pasta conductora. (Xi et al.2014)
Dispersión ultrasónica óxido grafeno
Funcionalización ultrasónica óxido grafeno
Ar sonicación ar gi japu̲'be̲fi ko ya éxito pa incorporar óxido grafeno (GO) jar polímeros ne ar compuestos.
Ejemplos:
- Xi t'o̲t'e microesferas óxido grafeno — TiO2
- Xi t'o̲t'e poliestireno — magnetita — óxido grafeno (estructura núcleo-carcasa)
- Compuestos óxido grafeno reducido poliestireno
- Xi t'o̲t'e carcasa central poliestireno yá óxido ya grafeno recubierto ar nanofibras polianilina (PANI — PS yá GO)
- Óxido grafeno intercalado poliestireno
- Hne — fenilendiamina — 4vinilbenceno — poliestireno óxido grafeno modificado
Sonicadores da procesamiento ya grafeno ne ya óxido grafeno
Hielscher Ultrasonics ofrece sistemas ultrasónicos mextha nts'edi pa ar exfoliación, ar dispersión ne ar procesamiento 'mefa ár njäts'i Tange'u grafeno ne óxido grafeno. Ya fiables procesadores ultrasónicos ne ya sofisticados reactores proporcionan ár nts'edi mahyoni, ya nkohi jar proceso ne 'nar control preciso, ja modo da ya resultados ar proceso ultrasónico xi ajustar ar exactamente ja ya 'befi deseados ar ar proceso.
'Na ya parámetros mäs mahyoni ar proceso ge ar amplitud ultrasónica, nä'ä ge ar expansión ne ar contracción vibratoria jar sonda ar ultrasónica. Ar Hielscher Sistemas ultrasónicos industriales Gi 'bu̲hu̲ construidos pa ofrecer amplitudes xi altas. Las amplitudes de hasta 200 μm se pueden ejecutar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Pa amplitudes aún mi pe̲ts'i, Hielscher ofrece sondas ultrasónicas personalizadas. Nga̲tho HMUNTS'UJE procesadores ultrasónicos ar xi ajustar exactamente ja ya nkohi proceso requeridas ne bí xi controlar hingi hembi da a través de ar software incorporado. 'Me̲hna garantiza máxima fiabilidad, 'nar hño nzäm'bu̲ ne resultados reproducibles. Robustez ya sonicadores Hielscher permite 'nar funcionamiento 24 yá 7 jar entornos pesados ne exigentes. 'Me̲hna thogi ne ar sonicación da tecnología producción preferida pa jar nt'ot'e tso̲kwa gran escala ar grafeno, óxido ya grafeno ne ya materiales grafíticos.
Ya ar ofrecer 'nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe gama productos ultrasonidos ne accesorios (ngu sonotrodos ne reactores yá tamaños ne geometrías), bí xi da 'ñets'i ya nkohi ne factores ar reacción xí adecuados (ya ejemplo, reactivos, entrada energía ultrasónica ya) volumen, presión, mpat'i, caudal, etcétera) pa da máxima ar hño. Dado da HMUNTS'UJE reactores ultrasónicos xi presurizar ar asta varios cientos barg, ar sonicación pastas altamente viscosas ko asta 250.000 centipoise hingi ge 'nar hñäki pa ya sistemas ultrasónicos Hielschers.
Nu'bya nuya factores, ar delaminación yá exfoliación ne dispersión ultrasónica supera ja ya técnicas convencionales ya mezcla ne ya molienda.
- Mextha nts'edi
- Altas ya ndu nzafi ar cizallamiento
- Altas presiones aplicables
- Control preciso
- Escalabilidad hinda interrupciones (lineal)
- Lote ne continuo
- Resultados reproducibles
- fiabilidad
- robustez
- Mextha dätä nt'ot'e energética
Da uni mäs ungumfädi dige ar síntesis, ar dispersión ne ar funcionalización ar grafeno ya ultrasonidos, 'yot'e clic nuwa:
- Producción grafeno
- Nanoplaquetas grafeno
- Exfoliación grafeno a base de ar dehe
- Grafeno dispersable jar dehe
- óxido grafeno
- xenes
Datos da Bale ar penä ga pädi
Ultrasonido ne cavitación: Honja bí exfolia ar grafito óxido grafeno jár sonicación
Exfoliación ultrasónica óxido grafito (GrO) bí basa jar mextha ndu nzafi ar cizallamiento inducida ir nge ar cavitación acústica. Ar cavitación acústica surge nu'bya ya ciclos alternos ar mextha ne xí hñets'i'i presión, nä'ä da generan ya acoplamiento potentes ondas ultrasónicas ja 'nar líquido. Nxoge ya ciclos xí hñets'i'i presión ar producen vacíos xi dängi wa burbujas ar vacío, da crecen a lo largo de ya ciclos alternos xí hñets'i'i ar presión. Nu'bu̲ ya burbujas ar vacío alcanzan tamaño ja hingi xi absorber mäs energía, colapsan violentamente Nxoge 'nar ciclo mextha ar presión. Ar implosión ar burbuja xta komongu ar nt'uni ndu nzafi ar cizallamiento cavitacionales ne ondas tensión, mpat'i extrema asta 6000 ë, velocidades ar enfriamiento extremas t'uti hñe̲he̲ ma 1010K/s, presiones xi altas asta 2000 atm, diferenciales ar presión extremos, nja'bu̲ komongu chorros líquido asta 1000 km yá h (∼280 m/s).
Esas ndu nzafi hmä afectan ja ya pilas grafito, da delaminan jar óxido grafeno 'nar wa tx'u̲tho capas ne nanohojas ar grafeno prístinas.
óxido grafeno
Óxido grafeno (GO) bí sintetiza exfoliando óxido grafito (GrO). Mente da óxido grafito ge 'nar hñei 3D da tsu̲di hñu ya millones capas grafeno ko oxígenos intercalados, ar óxido grafeno ge 'nar grafeno 'nar wa tx'u̲tho capas da oxigena ya ga̲ yoho ya nani.
Ar óxido ar grafeno ne ar grafeno 'na'ño entre hä jar nuya ya características: ar óxido grafeno ar polar, mente ke ar grafeno ar hingi polar. Óxido grafeno ar hidrófilo, mente ke ar grafeno ar hidrofóbico.
'Me̲hna ir bo̲ni ke ar óxido grafeno ar soluble jar dehe, anfifílico, hingi tóxico, biodegradable ne ngetho ge ar suspensiones coloidales estables. Ar superficie ar óxido grafeno contiene Hmunts'i epoxi, hidroxilo ne carboxilo, nä'ä gi 'bu̲hu̲ da 'mui da interactuar cationes ne ar aniones. Ya compuestos polímero GO debido ár estructura híbrida orgánica-inorgánica ho̲ntho ne yá propiedades excepcionales, ofrecen 'nar mar hñets'i ár hne pa múltiples aplicaciones industriales (Tolasz et jar el. 2014)
óxido grafeno reducido
Óxido grafeno reducido (rGO) bí produce ya reducción ultrasónica, química wa térmica ar óxido grafeno. Nxoge ar etapa reducción, bí eliminan 'nar dätä xe̲ni ya funcionalidades oxígeno óxido grafeno, ja modo da óxido grafeno reducido (rGO) resultante pe̲ts'i características xi similares jar grafeno ar prístino. Wat'i, óxido grafeno reducido (rGO) hingi 'bu̲i mpe̲fi ar defectos ne ar prístino komongu ar grafeno binu.
Bibliografía yá Referencias
- FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
- FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
- Gouvea R.A., Konrath Jr L.G., Cava S., Carreno N.L.V., Goncalves M.R.F. (2011): Synthesis of nanometric graphene oxide and its effects when added in MgAl2O4 ceramic. 10th SPBMat Brazil.
- Kamisan A.I., Zainuddin L.W., Kamisan A.S., Kudin T.I.T., Hassan O.H., Abdul Halim N., Yahya M.Z.A. (2016): Ultrasonic Assisted Synthesis of Reduced Graphene Oxide in Glucose Solution. Key Engineering Materials Vol. 708, 2016. 25-29.
- Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
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- Potts J. R., Dreyer D. R., Bielawski Ch. W., Ruoff R.S (2011): Graphene-based polymer nanocomposites. Polymer Vol. 52, Issue 1, 2011. 5–25.