Exfoliación grafeno a base de ar dehe
Ar exfoliación ultrasónica permite producir grafeno tx'u̲tho capas hinda njapu'befi ya disolventes agresivos, utilizando ho̲ntho ar dehe pura. Sonicación alta ir deslamina ya láminas grafeno ja 'nar hingi maa nt'ot'e. Nu'bu ya disolventes bi pa̲ti ar exfoliación ar grafeno ja 'nar proceso ecológico ne sostenible.
Producción grafeno ir nge ya exfoliación jar fase líquida
Ar grafeno ar fabrica comercialmente a través de ar llamada exfoliación jar fase líquida. Ar exfoliación fase líquida ar grafeno requiere njapu'befi ya disolventes tóxicos, perjudiciales pa ar nt'uni mbo jar ximha̲i ne caros, nä'ä da utilizan komongu pretratamiento químico wa combinación ko 'nar técnica dispersión mecánica. Pa ar dispersión mecánica ya láminas grafeno, ar ultrasonicación ar xi establecido komongu 'nar técnica altamente fiable, xi hño ne ya segura pa producir láminas grafeno mextha ar hño jar dätä cantidades jar za̲ ár nthe̲ totalmente industrial. Dado da njapu'befi ya disolventes agresivos nzäm'bu̲ gi pe̲wi wa xí njät'i ar costes, contaminación, eliminación ne eliminación complejas, hñäki ntsuni ne ya carga medioambiental, 'nar 'na ar mpa̲ti hingi tóxica ne mäs segura ar significativamente ventajosa. Exfoliación grafeno ko ar dehe komongu disolvente ne ultrasonidos nts'edi pa delaminación mecánica láminas grafeno tx'u̲tho capas ge, ir tanto, 'nar técnica xi prometedora pa ar fabricación ar grafeno xí.
Ya disolventes pa ngatho, ne da menudo ar utilizan komongu fase líquida pa dispersar nanohojas grafeno, incluyen dimetilsulfóxido (DMSO), N, N — dimetilformamida (DMF), N — metil — 2 — pirrolidona (NMP), tetrametilurea (TMU), tetrahidrofurano (THF), carbonato propilenoacetona (PC), etanol ne formamida.
Ngu técnica ya establecida ndezu̲ mahä'mu̲ pa ar exfoliación ar grafeno escala yá 'ma, ar ultrasonicación permite producir grafeno mextha ar hño ne mextha pureza jar hñets'i'i ar coste. Dado da exfoliación ultrasónica grafeno to escalar ar ar nt'ot'e completamente lineal ma 'na ar volumen, ar rendimiento producción escamas grafeno mextha ar hño tsa̲ da implementar ar hingi hembi da pa ar producción masa grafeno.
Ar UIP2000hdT ge 'nar potente dispersor ultrasónico ar 2kW pa ar exfoliación ne ar dispersión ar grafeno.
Exfoliación ultrasónica grafeno jar dehe
Tyurnina et jar ar. (2020) investigaron ya efectos ar amplitud ne ar intensidad ar sonicación soluciones puras ar agua-grafito ne ar exfoliación grafeno resultante. Jar estudio, utilizaron 'nar Hielscher UP200S (200W, 24kHz). Exfoliación ultrasónica ko ar dehe ar aplicó komongu 'nar proceso 'nar Honto bi thogi pa ar delaminación grafeno tx'u̲tho ya capas. 'Nar breve ya nt'ot'e ya 2 ora bí xingu pa producir grafeno tx'u̲tho capas ja 'nar configuración sonicación Baso ar precipitados abierto.
'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 24 kHz ko sonotrodo 3 mm. Ya flechas muestran lugar ar división (exfoliación) ko burbujas cavitación da penetran ar división.
© Tyurnina et jar el., 2020
Optimización exfoliación ultrasónica grafeno
Ar configuración ultrasónica utilizada ya Tyurnina et jar ar. (2020) tsa̲ da optimizar ar hingi hembi da da uni 'nar exfoliación mäs nt'ot'e xi hño ne ngut'a ir nge njapu'befi 'nar reactor ultrasónico cerrado modo flujo continuo. Ar nt'ot'e ultrasónico jar 'ñu permite 'nar nt'ot'e ultrasónico significativamente mäs uniforme ya nga̲tho ar materia prima ar grafito: alimentando ár njäts'i ya grafito yá dehe Hmunts'i jar espacio confinado ar cavitación ultrasónica, nga̲tho ar grafito ar sonica uniformemente, nä'ä xta komongu ar nt'uni 'nar mar hñets'i rendimiento escamas grafeno mextha ar hño.
Ya sistemas ultrasónicos Hielscher permiten 'nar control preciso ga̲tho ya parámetros ar procesamiento mahyoni, komongu ar amplitud, pa yá retención, ar entrada energía (Ws yá mL), ar presión ne ar mpat'i. Ar za ya parámetros ultrasónicos óptimos xta komongu ar nt'uni máximo ar rendimiento, ar hño ne ar dätä nt'ot'e Nxoge.
¿Temu̲ promueve ár ultrasonicación ar exfoliación ar grafeno?
Nu'bu̲ ya ondas ultrasónicas mextha nts'edi bí acoplan ja 'nar suspensión polvo ar grafito ne ar dehe wa ma'ra ya disolvente, ya ndu nzafi sonomecánicas, komongu mar hñets'i cizallamiento, turbulencias ya hmä ne ya diferenciales mextha presión ne mpat'i, crean ar nkohi ndunthe ya energía. Gi nkohi mextha intensidad energética ya nt'uni fenómeno ar cavitación acústica.
Lea mäs dige ar cavitación ultrasónica nuwa!
Ultrasonido nts'edi gi du̲i expansión polvo grafito, ya ne ya fluidos ar presionan ja ya capas grafeno, ya nä'ä bí compone ar grafito. Ya ndu cizallamiento ultrasónico deslaminan ya láminas Nthuts'i grafeno ne da dispersan ja ya escamas grafeno jar ár njäts'i. Da uni ar nzäm'bu ya'bu̲ plazo grafeno jar dehe, bí requiere 'nar tensioactivo.
Mecánica exfoliación ultrasónica jar fase líquida ar exfoliación grafeno.
Estudio ne ya tsita Tyurnina et jar el., 2021.
Ultrasonidos mar hñets'i rendimiento pa exfoliación ko grafeno
Ya características inteligentes ya ultrasonidos Hielscher gi 'bu̲hu̲ diseñadas pa garantizar 'nar funcionamiento fiable, resultados reproducibles ne facilidad njapu'befi. Ar tsa̲ da acceder hingi hembi da ja ya ajustes operativos ne marcar ya a través de 'nar menú intuitivo, nä'ä ar tsa̲ da acceder a través de 'nar pantalla táctil 'bede njät'i ne 'nar control remoto ar navegador. Ir ga̲tho ya nkohi procesamiento, komongu ar energía neta, ar energía Nxoge, ar amplitud, pa, ar presión ne ar mpat'i, bí registran automáticamente 'na jar tarheta SD incorporada. 'Me̲hna bí permite da hnu ne comparar ejecuciones ar sonicación bí thogi ne optimizar proceso exfoliación ar grafeno ar máxima dätä nt'ot'e.
Ya sistemas ultrasonidos Hielscher ar utilizan jar nga̲tho ar ximha̲i da fabricación ya láminas grafeno ne óxidos grafeno mextha ar hño. Ya ultrasonidos industriales Hielscher xi funcionar hingi hembi da jar dätä amplitudes jar funcionamiento continuo (24 yá 7 yá 365). Amplitudes de hasta 200 μm se pueden generar fácilmente de forma continua con sonotrodos estándar (sondas ultrasónicas / bocinas y) CascatrodesTM). Pa amplitudes aún mi pe̲ts'i, mahyoni da 'mui sonotrodos ultrasónicos personalizados. Nu'bya ár robustez ne jár nja, HMUNTS'UJE sistemas exfoliación ultrasónica ar instalan comúnmente pa aplicaciones hontho hñei ne entornos exigentes.
Ya procesadores ultrasónicos ar Hielscher pa ar exfoliación grafeno ya gi 'bu̲hu̲ instalados jar nga̲tho ar ximha̲i da escala yá 'ma. Ga japi ar jar contacto ko ngekagihe nu'bya pa ar ár proceso ar fabricación ar grafeno. Ma experimentado jä'i da encantado ar t'uni mäs ungumfädi dige ar proceso exfoliación, sistemas ya ultrasónicos ne ya precios.
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
| Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| Ar 1 jar 500 ml | Ar 10 200 ml yá min | UP100H |
| Ar 10 da 2000 ml | Ar 20 400 ml yá min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 da 20L | 0.2 4 L yá min | UIP2000hdT |
| Ar 10 da 100L | Ar 2 10 l yá min | UIP4000hdT |
| n.d. | Ar 10 100 L yá min | UIP16000 |
| n.d. | Mar dätä | Racimo ar UIP16000 |
Contactar ga! Yá preguntar ga!
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos mar hñets'i rendimiento pa aplicaciones ar mezcla, dispersión, emulsificación ne extracción bí escala ar laboratorio, piloto ne industrial.
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
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin (2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon Vol. 168, 2020. 737-747.
(Available under a Creative Commons Attribution 4.0: CC BY-NC-ND 4.0. See full terms here.) - Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
- Unalan I.U., Wan C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Polysaccharide-assisted rapid exfoliation of graphite platelets into high quality water-dispersible graphene sheets. RSC Advances 5, 2015. 26482–26490.
- Bang, J. H.; Suslick, K. S. (2010): Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Advanced Materials 22/2010. pp. 1039-1059.
- Štengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.
Datos da Bale ar penä ga pädi
¿Ter 'me'ä ar grafeno?
Ar grafeno ge 'nar monocapa sp2— Átomos ar carbono enlazados. Ar grafeno ofrece características únicas ar hñei, komongu 'nar superficie específica extraordinariamente dätä (2620 m2g-1), ya propiedades mecánicas ar t'uti hñe̲he̲ ko 'nar módulo Young 1 TPa ne 'nar resistencia intrínseca 130 GPa, 'nar conductividad electrónica extremadamente mextha (movilidad electrónica jar mpat'i ambiente 2,5 × 105 cm2 V-1s-1), conductividad térmica xi mextha (por encima de 3000 W m ë-1), ya nwenda xta t'ets'i ya propiedades mäs mahyoni. Nu'bya yá propiedades t'uti hñe̲he̲ ar hñei, ar grafeno ar gi japu̲'be̲fi xingu ár nte ne ar producción baterías mar hñets'i rendimiento, pilas combustible, células solares, supercondensadores, almacenamientos hidrógeno, escudos electromagnéticos ne dispositivos electrónicos. 'Nehe, ar grafeno bí incorpora xingu ya nanocompuestos ne ya materiales compuestos komongu aditivo refuerzo, ngu, jar polímeros, ar cerámicas ne ar matrices metálicas. Nu'bya ár mextha conductividad, ar grafeno ge 'nar componente mahyoni ya pinturas ne ya tintas conductoras.
Ar nt'ot'e ultrasónica ngut'a ne segura grafeno hinda defectos jar dätä volúmenes ne hñets'i'i coste permite ntu̲ngi ya aplicaciones ar grafeno da mäs ne mäs industrias.
Ar grafeno ge 'nar capa carbono 'nar átomo espesor, nä'ä to bädi ar komongu 'nar estructura 'nar sola capa wa 2D grafeno (grafeno ar 'na sola capa = SLG). Ar grafeno pe̲ts'i 'nar superficie específica extraordinariamente dätä ne propiedades mecánicas t'uti hñe̲he̲ (módulo ar Young 1 ar TPa ne ar resistencia intrínseca 130 GPa), ofrece 'nar Nar dätä hño conductividad electrónica ne térmica, movilidad portadores carga, transparencia ne ar impermeable ja ya gases. Nu'bya gi características ar hñei, ar grafeno ar gi japu̲'be̲fi komongu aditivo refuerzo da uni ja ya compuestos ár resistencia, conductividad, etcétera. Pa combinar ya características grafeno ko ya materiales, ar grafeno da dispersar ar ja ar compuesto wa da t'uni ar komongu 'nar recubrimiento película delgada dige 'nar sustrato.
Ultrasonidos ya mar hñets'i ar rendimiento! Gama productos Hielscher cubre nga̲tho ar espectro, ndezu̲ ar ultrasonido xí nze̲di laboratorio, thogi ir nge ya unidades sobremesa, asta ya sistemas ultrasónicos totalmente industriales.