Síntesis ultrasónica borofeno escala industrial

Ar borofeno, 'nar derivado nanoestructurado bidimensional ar boro, ar tsa̲ da sintetizar bí nt'ot'e xi hño ja ya través 'nar exfoliación ultrasónica hei ne hñets'i'i ar costo. Exfoliación ultrasónica jar fase líquida ar tsa̲ da utilizar pa producir ar dätä cantidades nanoláminas borofeno mextha ar hño. Técnica exfoliación ultrasónica ar ampliamente utilizada pa producir nanomateriales 2D (nt'udi, grafeno) ne xí hño conocida ja yá ventajas nanoláminas ar mextha ar hño, altos rendimientos, operación ngut'a ne hei, nja'bu Komo dätä nt'ot'e Nxoge.

Nt'ot'e exfoliación ultrasónica pa jar nt'ot'e borofeno

Probe-type ultrasonicators are the preferred method for efficient borophene exfoliation.Ar exfoliación fase líquida impulsada ya ultrasonidos ar usa ampliamente pa ndi hoki nanoláminas 2D a partir de varios precursores ma granel, incluidos grafito (grafeno), boro (borofeno), ja ma 'ra. Ja ar comparación ko ar técnica exfoliación química, exfoliación jar fase líquida asistida ya ultrasonidos nu'u̲ t'uni ar estrategia xí prometedora pa ndi hoki nanoestructuras 0D ne 2D, komongu ya puntos cuánticos boro (BQD) ne ar borofeno. (cf. Wang et jar el., 2021)
Ar esquema ar izquierda gi 'ñudi proceso ya exfoliación líquida ar ultrasónica da xí hñets'i'i mpat'i ya láminas borofeno tx'u̲tho capas 2D. (Estudio ne ya tsita: ©Lin et jar el., 2021.)

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Ultrasonic reactor for large scale borophene exfoliation. The stainless steel reactor is equipped with a powerful industrial 2000 watts ultrasonicator (20kHz).

Reactor sonoquímico equipado ko 'nar Ya procesador ultrasónico ar industrial ar 2000 vatios UIP2000hdT pa ar exfoliación ko borofeno Nar dätä hño ar escala.

Nsadi nt'ot'e exfoliación ultrasónica borofeno

Ar exfoliación ne ar delaminación ir nge ya ultrasonido nts'edi ja 'nar proceso fase líquida xi xi ampliamente estudiada ne aplicada ko ya éxito jar borofeno ne ma'ra derivados ar ar boro komongu ya puntos cuánticos boro, nitruro boro wa ar diboruro magnesio.

α — Borofeno

En el estudio realizado por Göktuna y Taşaltın (2021), α borofeno da hyoki a través de 'nar exfoliación ultrasónica hei ne hñets'i'i ar costo. Ya nanoláminas ar borofeno sintetizadas ultrasónicamente exhiben 'nar estructura cristalina borofeno α.
Nthuts'i nkohi: Ar sonicaron micropartículas 100 mg boro jar 100 ml DMF 200 W (ya ejemplo, utilizando ar UP200St S26d14) Nxoge 4 h ja 'nar nitrógeno (N2) cabina controlada ya flujo pa nu'bu ar oxidación Nxoge ar proceso exfoliación ultrasónica jar fase líquida. Ár njäts'i ya partículas ar boro exfoliadas ar centrifugaron 5000 ar rpm ne ar 12.000 rpm Nxoge 15 ar min respectivamente, xu̲ki ar borofeno bí recogió ar cuidadosamente ne ar secó ja 'nar mbo jar ximha̲i ja ar vacío durante 4 h a 50ºC. (cf. Göktuna y Taşaltın, 2021)

Process steps of borophene exfoliation using the ultrasonic delamination technique

Ilustración esquemática borofeno ko tx'u̲tho capas exfoliadas ir nge ar sonda ultrasonic asistida ya proceso ár nt'ot'e solvotérmico.
Estudio ne ya tsita: ©Zhang et jar el., 2020

Borofeno tx'u̲tho ya capas

Zhang et jar ar. (2020) informan 'nar técnica exfoliación ja ya fase líquida ar solvotérmica ar acetona, da permite ar producción borofeno mextha hño ko Nar dätä hño tamaño horizontal. Usando ntsoni hinchazón ar acetona, ar precursor polvo boro ar mojó 'me̲t'o jar acetona. Ne gem'bu̲ bí precursor ar boro humedido ar bí za̲pi bí hñut'u̲wi solvotérmicamente jar acetona ma 200ºC, seguido de sonicación con un sonicador tipo sonda a 225 W durante 4h. Ngäts'i ar obtuvo borofeno ko 'ra ya tx'u̲tho capas boro ne 'nar tamaño horizontal asta 5,05 mm. Técnica exfoliación jar fase líquida asistida ya acetona solvotérmica ar tsa̲ da utilizar pa ndi hoki nanoláminas boro ko ar dätä tamaños horizontales ne mextha ar hño. (cf. Zhang et jar el., 2020)
Nu'bu̲ ar hmu XRD ar borofeno exfoliado ultrasónicamente ar gi hye̲ki ko precursor boro ma granel, ar tsa̲ da observar 'nar hmu XRD similar. Kasu̲ nga̲tho ya ndu'mi picos difracción ar xi indexar jar ar boro b — romboédrico, nä'ä sugiere da estructura ar cristalina bí conserva kasu̲ nu'bu̲ ne 'mefa xta ar nt'ot'e ya exfoliación.

Ultrasonically exfoliated borophene

Imágenes SEM xí hñets'i'i resolución (a) ne mextha resolución (b) ar borofeno ko tx'u̲tho capas obtenidas ya exfoliación solvotérmica asistida ya ultrasonidos jar acetona
Estudio ne ya tsita: ©Zhang et jar el., 2020

The ultrasonic exfoliation process of borophene preserves its crystalline structure.

Patrones XRD (a) ne espectros Raman (b) ya boro ne ya borofeno granel hingi tratados ko tx'u̲tho capas obtenidas ir nge ya exfoliación solvotérmica asistida ya ultrasonidos.
Estudio ne ya tsita: ©Zhang et jar el., 2020

Síntesis sonoquímica puntos cuánticos boro

Hao et jar ar. (2020) prepararon ko éxito puntos cuánticos boro semiconductores cristalinos uniformes ne Nar dätä hño escala (BQD) a partir de polvo boro expandido jar acetonitrilo, 'nar disolvente orgánico altamente polar, utilizando 'nar potente ultrasonido ar klase sonda (ya ejemplo, UP400St, UIP500hdT o UIP1000hdT). Ya puntos cuánticos ar boro sintetizados 2,46 ±0,4 nm tamaño lateral ne 2,81 ±0,5 nm espesor.
Nthuts'i nkohi: 'nar nt'ot'e típica puntos cuánticos boro, 'me̲t'o bí agregaron 30 ar mg ar polvo boro ja 'nar matraz hñu ya cuellos ne gem'bu̲ bí agregaron ar 15 ma ml acetonitrilo jar jar xito 'be̲tho ar proceso ultrasonido. Ar exfoliación ar realizó ja 'nar nts'edi salida 400 W (nt'udi, utilizando ar) UIP500hdT), frecuencia ya 20kHz ne ya pa ultrasónico 60 min. Pa nu'bu sobrecalentamiento ár njäts'i Nxoge jar ultrasonicación, bí aplicó 'nar nsaha hielo wa 'nar enfriador laboratorio pa 'nar mpat'i nzäm'bu̲. Ár njäts'i resultante ar centrifugaba bí 1500 ar rpm Nxoge 60 min. Ar sobrenadante contenía puntos cuánticos ar boro ne ar extrajo suavemente. Ya experimentos ar realizaron da mpat'i ambiente. (cf. Hao et jar el., 2020)
Ja ar estudio Wang et jar ar. (2021), ar investigador 'nehe gi hoki puntos cuánticos boro utilizando ar técnica exfoliación jar fase líquida ultrasónica. Obtuvieron 'nar punto cuántico boro monodispersado ko 'nar NTHEGE ar tamaño estrecha, excelente dispersibilidad, mextha nzäm'bu njäts'i IPA ne fluorescencia yoho ya fotos.

Ultrasonically synthesized boron quantum dots.

Imágenes TEM ne ar correspondiente NTHEGE diámetro ya BQD preparados jár nkohi ultrasónicas 'na'ño. (a) tsita TEM ar BQDs — 2 sintetizada bí 400 ar W Nxoge 2 h. (b) tsita TEM ar BQDs — 3 sintetizada bí 550 ar W Nxoge 1 h. (c) tsita TEM ar BQDs — 3 sintetizada bí 400 ar W Nxoge 4 h. (d) NTHEGE diámetro ya puntos cuánticos adquiridos ar (a). (e) NTHEGE ar diámetro ya puntos cuánticos adquiridos ar (b). (f) NTHEGE ar diámetro ya puntos cuánticos adquiridos ar (c).
Estudio ne ya tsita: ©Hao et jar el., 2020

Exfoliación ultrasónica nanoláminas diboruro magnesio

Ar proceso ar exfoliación bí zits'i da t'ot'e xi hño suspendiendo 450 mg diboruro magnesio
(mgB2) polvo (aprox. 100 tamaño malla yá 149 ya micras) jar 150 ml ar dehe ne exponiendo nä'ä da ultrasonidos Nxoge 30 t'olo ora. Ar exfoliación ar ultrasónica ar to da t'ot'e ko 'nar ultrasonido ar klase sonda Komo ar UP200Ht o UP400St ko 'nar amplitud 30% ne modo ciclo pulsos encendido yá apagado ya 10 ya 'na̲te ya mfe̲ts'i. Ar exfoliación ultrasónica xta komongu ar nt'uni 'nar suspensión ar njät'i mpothe nk'a'mi. Ár njät'i mpothe ar tsa̲ da atribuir ya njät'i polvo prístino MgB2.

Ultrasonido UP200St (200W) exfoliante borofeno jar acetonitril

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Ultrasonic graphene exfoliation in water

'Nar secuencia mextha velocidad (ar ár a ja ar f) ar fotogramas da ilustran ar exfoliación sonomecánica 'nar escama grafito jar dehe utilizando ar UP200S, 'nar ultrasonido 200W ko sonotrodo 3mm. Ya flechas muestran lugar división (exfoliación) ko burbujas cavitación da penetran ar división.
© Tyurnina et jar ar. 2020

Potentes ultrasonidos pa ar exfoliación ko borofeno 'na escala

Hielscher ultrasonicators can be remotely controlled via browser control. Sonication parameters can be monitored and adjusted precisely to the process requirements.Hielscher Ultrasonics diseña, fabrica ne distribuye ultrasonidos robustos ne confiables ja 'nar tamaño. Ndezu̲ ar dispositivos ultrasónicos ar laboratorio compactos asta ar sondas ne ar reactores ultrasónicos industriales, Hielscher pe̲ts'i ko ya ultrasónico ideal pa ár proceso. Ko 'nar maku̲nzaki mfeni jar aplicaciones komongu ar síntesis ne ar dispersión nanomateriales, ma jä'i xi hño capacitado bí recomendará ar configuración xí adecuada pa ya requisitos ár ñu̲ni. Ya procesadores ultrasónicos industriales ar Hielscher ya conocidos komongu fani 'be̲fi confiables jar instalaciones industriales. Mar tsa̲ ndi ofrecer amplitudes xi altas, ya ultrasonidos Hielscher ya ideales pa aplicaciones mar hñets'i rendimiento komongu ar exfoliación ko borofeno wa grafeno, nja'bu komongu pa dispersiones nanomateriales. Las amplitudes de hasta 200 μm se pueden ejecutar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Pa amplitudes aún mi mäs altas, mahyoni da 'mui sonotrodos ultrasónicos personalizados.
Ya equipos gi 'bu̲hu̲ diseñados ne fabricados ja ma 'mui nu Alemäña. 'Bu̲ 'be̲tho ar entrega ma cliente, nu'bu̲ dispositivo ultrasónico ar prueba cuidadosamente bí plena ar carga. Ga esforzamos ya satisfacción jar cliente ne ma producción xi estructurada pa da tsoni ko ar mäs mextha garantía hño (nt'udi, certificación ISO).

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Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximado HMUNTS'UJE ultrasonicators:

Volumen lote Tasa flujo Dispositivos recomendados
1 jar 500mL 10 200 mL yá min UP100H
10 da 2000mL 20 400 mL yá min. UP200Ht, UP400St
0.1 da 20L 0.2 4 L yá min UIP2000hdT
10 da 100L 2 10 L yá min UIP4000hdT
n.a. 10 100 L yá min UIP16000
n.a. mäs dätä Cluster ar UIP16000

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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonidos fabrica homogeneizadores ultrasónicos mar hñets'i rendimiento pa aplicaciones ar mezcla, dispersión, emulsión ne extracción jar laboratorio, ar piloto ne ar escala industrial.



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Hechos Bale ar penä ga pädi

Borofeno

Ar borofeno ge 'nar monocapa atómica cristalina ar boro, es decir, ge 'nar alótropo bidimensional boro ('nehe llamado nanolámina boro). Yá características físicas ne químicas únicas convierten ja ar borofeno ja 'nar hñei valioso pa numerosas aplicaciones industriales.
Ya excepcionales propiedades físicas ne químicas ar borofeno ar incluyen facetas mecánicas, térmicas, electrónicas, ópticas ne superconductoras únicas.
'Me̲hna gi xoki posibilidades pa ga borofeno pa aplicaciones jar baterías iones ar metales alcalinos, baterías Li-S, almacenamiento ar hidrógeno, supercondensador, reducción ne evolución oxígeno, nja'bu komongu reacción electrorreducción CO2. Ho̲ntho nu'u̲ Nar dätä hño 'befi da pone jar borofeno ngu ya he̲'mi ánodo pa baterías ne ngu ya he̲'mi almacenamiento hidrógeno. Nu'bya ya altas capacidades teóricas específicas, ar conductividad electrónica ne ya propiedades transporte iones, ar borofeno califica komongu 'nar Nar dätä hño he̲'mi ánodo da baterías. Nu'bya mextha mfeni ya adsorbción hidrógeno borofeno, ofrece 'nar Nar dätä hño ár hne pa ar almacenamiento hidrógeno, ko 'nar mfeni estrofa mäs de ar 15% ár be̲xu.

Borofeno pa ar almacenamiento hidrógeno

Ya materiales bidimensionales (2D) a base de boro ar gi 'bu̲hu̲ recibiendo ndunthe ya Ntheti komongu ya nt'ot'e almacenamiento H2 nu'bya ar xí hñets'i'i masa atómica ar ar boro ne ar nzäm'bu decoración metales alcalinos jar superficie, da mejoran ya interacciones H2. Ya nanoláminas ar borofeno bidimensionales, ne bí xi sintetizar hingi hembi da utilizando ar exfoliación ultrasónica jar fase líquida Komo ar pede ma 'met'o mi, xi demostrado 'nar afinidad xi hño ya 'na'ño átomos da decoran metales, ya da tsa̲ da ocurrir ar agrupación átomos metálicos. Utilizando 'nar variedad decoraciones metálicas, komongu ar Li, Na, Ca ne nu'i ja ya 'na'ño polimorfos ar borofeno, ar xi obtenido impresionantes densidades gravimétricas ar H2 nä'ä da ja ar 6 ar 15% jar be̲xu, superando ar requisito ar ar nsa̲di primärya ya Energía ja ya Mi'rangudi (DOE) pa almacenamiento tso̲kwa bordo ar 6.5wt % H2. (cf. Habibi et jar el., 2021)


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos mar hñets'i rendimiento Laboratorio Pa tamaño industrial.


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