Exfoliación ultrasónica de Xenes

Ya Xenes ya nanomateriales monoelementales 2D ko propiedades 'mefa komongu 'nar área superficie xi mextha, propiedades físicas yá químicas anisópicas da incluyen conductividad eléctrica mäs xi ngu wa resistencia ar tracción. Ar exfoliación ultrasónica wa delaminación ge 'nar técnica nt'ot'e xi hño ne ya confiable pa producir nanoláminas 2D ar sola 'nar capa a partir de materiales precursores jar capas. Ar exfoliación ultrasónica ya xi establecida pa ar producción nanoláminas xenes mextha hño ma escala industrial.

Xenes – Nanoestructuras monocapa

Borofeno exfoliado ya ultrasonidosYa xenes ya nanomateriales monocapa (2D), monoelementales, da presentan 'nar estructura similar 'na jar grafeno, enlace covalente intracapa ne ya ndu nzafi yá ts'e̲di ar van der Waals ja ya capas. Ejemplos materiales o̲t'e nsa̲di xenes ya ar borofeno, ar siliceno, ar germaneno, ar estanteno, fosforeno (fósforo mpothe), ar arsenio, ar bismutheno ne ar telureno ne ar antimoneno. Nu'bya ár estructura 2D ar sola 'nar capa, ya nanomateriales xenes ya caracterizados ja 'nar superficie ar na dätä, nja'bu komongu ya reactividades químicas ne físicas mejoradas. Gi características ar estructurales da uni jar ya nanomateriales xenes impresionantes propiedades fotónicas, catalíticas, magnéticas ne electrónicas ne o̲t'e ne gi nanoestructuras 'bu̲hu̲ xi interesantes pa numerosas aplicaciones industriales. Ar tsita ar izquierda gi 'ñudi imágenes SEM ar borofeno exfoliado ultrasónicamente.

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Reactor ultrasónico pa exfoliación industrial nanoláminas 2D komongu xenes (nt'udi, borofeno, siliceno, germaneno, estano, fosforeno (fósforo mpothe), arseneno, bismutheno ne telureno ne antimoneno).

Reactor ko Ultrasonido de 2000 vatios UIP2000hdT pa ar exfoliación tso̲kwa gran escala ar nanoláminas xenes.

Producción nanomateriales Xenes ir nge ya delaminación ultrasónica

Exfoliación líquida ar nanomateriales jar capas: Ya nanoláminas 2D ar sola 'nar capa ar producen a partir de materiales inorgánicos ko ya estructuras jar capas (nt'udi, grafito) da consisten capas huésped tx'u̲tho apiladas da muestran expansión wa hinchazón ar galería capa capa ir intercalación ciertos iones ne / wa disolventes. Ar exfoliación, dá da fase jar capas ar divide jar nanoláminas, nu'bu̲ da nthe̲hu̲ 'ra acompaña ma hinchazón nu'bya ya atracciones electrostáticas rápidamente debilitadas ja ya capas da producen dispersiones coloidales ya capas wa láminas 2D Nthuts'i. (cf. Geng et ar, 2013) Da general, ar mfädi ne ar hinchazón facilita ar exfoliación a través de jar ultrasonicación ne xta komongu ar nt'uni nanoláminas cargadas negativamente. Ar pretratamiento químico 'nehe facilita exfoliación ir nge ya sonicación jar disolventes. Ngu, ar funcionalización permite ar exfoliación hidróxidos dobles jar capas (LDH) jar alcoholes. (cf. Nicolosi et jar el., 2013)
Pa ar exfoliación yá delaminación ultrasónica, ar hñei capas ar expone da potentes ondas ultrasónicas ja 'nar disolvente. Nu'bu̲ ya ondas ar ultrasonido densas jar energía ar acoplan ja 'nar líquido wa lechada, bí produce 'nar cavitación acústica 'nehe conocida komongu ultrasónica. Ar cavitación ar ultrasónica bí caracteriza ya colapso ya burbujas ar vacío. Ya ondas ultrasonido viajan a través de jar líquido ne generan ciclos ar alternos xí hñets'i'i presión yá mextha ya presión. Ya burbujas ar vacío diminutas surgen Nxoge 'nar ciclo xí hñets'i'i presión (rarefacción) ne crecen Nxoge varios ciclos xí hñets'i'i presión yá mextha ya presión. Nu'bu̲ 'nar burbuja cavitación ho punto ja hingi tsa̲ da absorber mäs energía, ar burbuja implosiona violentamente ne crea nkohi localmente xi densas jar energía. 'Nar punto mpa cavitacional xi determinado ya presiones ne mpat'i xi altas, presiones ne diferenciales ar mpat'i nge, chorros líquido mextha ya velocidad ne ya ndu nzafi cizallamiento. Gi fuerzas sonomecánicas ne sonoquímicas empujan disolvente ja ya capas apiladas ne rompen ya partículas jar capas ne ya estructuras cristalinas, produciendo nja'bu̲ nanoláminas exfoliadas. Secuencia imágenes tso̲kwa continuación demuestra proceso exfoliación ya cavitación ultrasónica.

Exfoliación ultrasónica grafeno jar dehe

'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 3 mm. Ya flechas muestran lugar división (exfoliación) ko burbujas cavitación da penetran ar división.
© Tyurnina et jar el. 2020 (CC BY — NC — ND 4.0)

Ar modelado xi demostrado ke nu'bu̲ energía superficial ar disolvente xí similar jar ar ar ar hñei jar capas, ar diferencia energía ja ya exfoliado ne ya reagregado da na t'olo, eliminando ya ndu nzafi impulsora pa ar reagregación. Ar comparación ko ya nt'ot'e alternativos ya agitación ne ya cizallamiento, ja ya agitadores ultrasónicos proporcionaron 'nar fuente energía mäs efectiva exfoliación, pa da zits'i ar demostración exfoliación asistida ya intercalación iones TaS.2Nbs2, ne MoS2, nja'bu̲ komongu óxidos jar capas. (cf. Nicolosi et jar el., 2013)

Ar ultrasonicación ge 'nar herramienta altamente nt'ot'e xi hño ne ya confiable pa exfoliación líquida nanoláminas komongu ar grafeno ne ya xenes.

Imágenes TEM ar nanoláminas exfoliadas ultrasónicamente líquidas: (ma) Nanolámina grafeno exfoliada ir nge ya sonicación jar disolvente N — metil — pirrolidona. (B) 'nar nanolámina h — BN exfoliada ir nge ya sonicación jar disolvente ar isopropanol. (C) 'nar nanolámina MoS2 exfoliada ir nge ya sonicación ja 'nar njäts'i ya surfactante acuoso.
(Estudio ne imágenes: ©Nicolosi et jar el., 2013)

Protocolos ultrasónicos exfoliación líquida

Ar exfoliación ar ultrasónica ne ar delaminación xenes ne ma'ra nanomateriales monocapa ar xi estudiado ampliamente jar ár nthoni ne da transfirieron ko éxito ma etapa producción industrial. Tso̲kwa continuación ga presentamos protocolos ar exfoliación seleccionados ir nge ya sonicación.

Exfoliación ultrasónica nanocapas fosforeno

Fosforeno ('nehe conocido komongu fósforo mpothe, BP) ge 'nar hñei monoelemental jar capas 2D formado a partir de átomos fósforo.
Ja ár nthoni Passaglia et jar ar. (2018), bí demuestra ar nt'ot'e suspensiones estables fosforeno — metacrilato ar metilo ir nge ya exfoliación jar fase líquida asistida ya sonicación (LPE) ar bP jar 'bu̲i Kwä MMA seguida ar polimerización radical. Metacrilato metilo (MMA) ge 'nar monómero líquido.

Nthuts'i nkohi pa ar exfoliación líquida ultrasónica ar fosforeno

MMA_bPn, NVP_bPn ne Sty_bPn suspensiones ma obtenidas ya LPE jar 'bu̲i ar único monómero. Ja 'nar nt'ot'e típico, ar colocaron ∼5 mg de bP, cuidadosamente triturados en un mortero, en un tubo de ensayo y luego se agregó una cantidad ponderada de MMA, Sty o NVP. Suspensión monómero ar bP bí sonicó Nxoge 90 ya t'olo ora utilizando 'nar homogeneizador Hielscher Ultrasonics UP200St (200W, 26 kHz), equipado ko sonotrodo S26d2 (diámetro mañä: 2 mm). Ar amplitud ultrasónica ar mantuvo constante al 50% con P = 7 W. Jar ga̲tho ya casos, bí utilizó 'nar nsaha hielo pa mejorar ar disipación ar pa. Ya suspensiones finales MMA_bPn, NVP_bPn ne Sty_bPn ar insuflaron ko N2 Nxoge 15 ya t'olo ora. Ga̲tho ya suspensiones ma analizadas ya DLS, mostrando valores ar rH realmente cercanos ja ya ar DMSO_bPn. Ngu, ar suspensión MMA_bPn (ko aproximadamente ar 1% ar contenido bP) bí caracterizó ya rH = 512 ± 58 nm.
Gem'bu̲ ya nsadi científicos dige ar fosforeno informan 'nar pa sonicación ndunthe ya ora utilizando limpiador ultrasónico, solventes ya mar hñets'i punto ebullición ne xí hñets'i'i dätä nt'ot'e, equipo nthoni Passaglia demuestra 'nar nthuts'i nkohi ar exfoliación ultrasónica altamente nt'ot'e xi hño utilizando 'nar ultrasonido ar klase sonda (es decir, UP200St).

Exfoliación ultrasónica borofeno

Pa ga pädi ya protocolos sonicación ne ya resultados exfoliación ultrasónica ko ar borofeno, 'yot'e clic nuwa!

Exfoliación ultrasónica nanoláminas sílice tx'u̲tho ya capas

Tsita SEM ar nanoláminas ar sílice exfoliadas ya ultrasonidos.Ya nanoláminas ar sílice exfoliadas ar tx'u̲tho capas (E — SN) bí prepararon a partir de vermiculita xi (Verm) a través de ar exfoliación ultrasónica. Pa ar síntesis nanoláminas ar sílice exfoliadas ar aplicó ar Xtí nt'ot'e exfoliación jar fase líquida: ar dispersaron nanoláminas sílice (SN) ar 40 mg jar etanol absoluto 40 ar ml. 'Mefa, ar mezcla bí ultrasonicó Nxoge 2 h utilizando 'nar Hielscher. Procesador ultrasónico UP200St, equipado ko 'nar sonotrodo 7 mm. Ar amplitud ar onda ultrasonido ar mantuvo nzäm'bu̲ jar 70%. Bí aplicó 'nar nsaha hielo pa nu'bu ar sobrecalentamiento. Ya SN nofoliados da eliminaron ya centrifugación 1000 rpm Nxoge 10 min. Ar ngäts'i, ar producto ar decantó ne ar secó da mpat'i ambiente ja ar vacío Nxoge ar xui. (cf. Guo et jar el., 2022)

Exfoliación ultrasónica nanoláminas monocapa 2D komongu xenes (nt'udi, fosforeno, borofeno, etc.) bí logra bí nt'ot'e xi hño ir nge ya sonicación ar klase ya sonda.

Exfoliación ultrasónica nanoláminas monocapa ko ar ultrasonicator UP400St.


Exfoliación líquida ultrasónica ar nanoláminas sola 'nar capa.

Ar exfoliación líquida ultrasónica ar altamente xi hño pa ar producción nanoláminas xenes. Ar tsita gi 'ñudi ya 1000 vatios nts'edi UIP1000hdT.

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Sondas ultrasonido ne reactores mextha nts'edi pa ar exfoliación nanoláminas Xenes

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 yá ndu. 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 síntesis xenes ne ma'ra nanomateriales monocapa 2D komongu ar borofeno, ar fosforeno wa ar grafeno, nja'bu ngu 'nar dispersión confiable ar nuya nanoestructuras.
Ultrasonido extraordinariamente potente: Hielscher Ultrasonics’ ya procesadores ultrasónicos industriales ar xi ofrecer amplitudes xi altas. Ya amplitudes asta 200 m ar xi ejecutar hingi hembi da ar nt'ot'e continua jar funcionamiento 24 yá 7. Pa amplitudes aún mi mäs altas, mahyoni da 'mui sonotrodos ultrasónicos personalizados.
Máxima ar hño – Diseñado ne fabricado nu Alemäña: 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).

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

Ja ar contacto ko ngekihe! Yá preguntar ga!

Da 'yadi mäs ungumfädi

Utilice da ku̲hu̲ formulario pa da 'yadi ungumfädi adicional dige ar procesadores ultrasónicos, ar aplicaciones ne ar precio. Estaremos encantados da mä ár proceso ko nu'i ne bí ofrecer 'nar ko ya ultrasónico da cumpla ko yá requisitos!









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Ya homogeneizadores ultrasónicos mar hñets'i ar cizallamiento bí utilizan ar laboratorio, jar mexa 'be̲fi, ar piloto ne ar procesamiento industrial.

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

Fosforeno

Ar fosforeno ('nehe nanoláminas yá nanocamos ya fósforo mpothe) exhibe 'nar mextha movilidad 1000 cm2 V — 1 s — 1 pa 'nar muestra espesor 5 nm ko mextha nthe nu'bya ON yá OFF ya 105. Semiconductor ar klase hne, komongu ar fosforeno posee 'nar brecha 'me̲i directa 0,3 ar eV. 'Nehe, ar fosforeno pe̲ts'i 'nar brecha 'me̲i directa da aumenta asta aproximadamente 2 eV pa ar monocapa. Gi características ar materiales o̲t'e ne ya nanoláminas fósforo mpothe 'bu̲hu̲ 'nar hñei prometedor pa aplicaciones industriales jar dispositivos nanoelectrónicos ne ar nanofotónicos, da cubren nga̲tho ar rango ar espectro visible. (cf. Passaglia et jar el., 2018) Gi nt'ot'e potencial radica ja ya aplicaciones biomedicina, ya da toxicidad ar relativamente xí hñets'i'i thogi ne ar utilización fósforo mpothe da altamente atractiva.
Jar nsa̲di ar materiales bidimensionales, ar fosforeno tso̲kwa menudo ar coloca ho mi 'bu̲i ar grafeno ngetho, bí diferencia ar grafeno, ar fosforeno pe̲ts'i 'nar espacio ya me̲'bida hño 'na distinto xí mpa nä'ä to da modulado ya jar deformación ne ár 'bede ya capas ja 'nar pila.

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.
Lea mäs dige ár síntesis ar ultrasónica ne ar dispersión ar borofeno!


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