Nanotuburi de nitrură de bor – Exfoliat și dispersat folosind Sonicare

Ultrasonication se aplică cu succes la prelucrarea și dispersia nanotuburilor de nitrură de bor (BNNTs). Sonicare de mare intensitate oferă detangling omogene și distribuție în diferite soluții și este, prin urmare, o tehnică de prelucrare crucială pentru a încorpora BNNTs în soluții și matrici.

Prelucrarea cu ultrasunete a nanotuburilor de nitrură de bor

Pentru a încorpora nanotuburi de nitrură de bor (BNNTs) sau nanostructuri de nitrură de bor (BNNs), ar fi nanosheets și nanoribbons în soluții lichide sau matrici polimerice, este necesară o tehnică de dispersie eficientă și fiabilă. Dispersia cu ultrasunete oferă energia necesară pentru a exfolia, detangle, dispersa, și funcționaliza nanotuburi de nitrură de bor și nanostructuri de nitrură de bor cu eficiență ridicată. Parametrii de procesare controlabili cu precizie ai ultrasunetelor de mare intensitate (adică energie, amplitudine, timp, temperatură și presiune) permit ajustarea individuală a condițiilor de procesare la obiectivul procesului vizat. Aceasta înseamnă că intensitatea ultrasonică poate fi ajustată în ceea ce privește formularea specifică (calitatea BNNTs, solvent, concentrație solid-lichid etc.), obținând astfel rezultate optime.

Boron nitride nanotubes (BNNTs) can be synthesized using sonication

Cale cu ultrasunete pentru a sintetiza nanocupe de nitrură de bor
(studiu și grafică: Yu et al. 2012)

Aplicațiile de prelucrare cu ultrasunete BNNT și BNN acoperă întreaga gamă de la dispersia omogenă a nanostructurilor bidimensionale de nitrură de bor (2D-BNNs), până la funcționalizarea și exfolierea chimică a nitrurii hexagonale mono-stratificate. Mai jos, vă prezentăm detaliile privind dispersia cu ultrasunete, exfolierea și funcționalizarea BNNTs și BNNs.

Cerere de informatie





Dispersion of boron nitride nanotubes using high-intensity ultrasonicators from Hielscher Ultrasonics

Instalarea dispersoarelor cu ultrasunete (2x UIP1000hdT) pentru prelucrarea nanotuburilor de nitrură de bor la scară industrială

Dispersia cu ultrasunete a nanotuburilor de nitrură de bor

Atunci când nanotuburile de nitrură de bor (BNNTs) sunt utilizate pentru a întări polimerii sau pentru a sintetiza materiale noi, este necesară o dispersie uniformă și fiabilă în matrice. Dispersoarele cu ultrasunete sunt utilizate pe scară largă pentru a dispersa nano materiale, ar fi CNTs, nanoparticule metalice, particule de cochilie de bază și alte tipuri de nanoparticule într-o a doua fază.
Dispersia cu ultrasunete a fost aplicată cu succes pentru a detangle și distribui BNNTs uniform în soluții apoase și non-apoase, inclusiv etanol, etanol PVP, etanol TX100, precum și diferiți polimeri (de exemplu, poliuretan).
Un agent tensioactiv utilizat în comun pentru a stabiliza o dispersie BNNT preparată ultrasonically este o soluție de 1% wt sulfat de dodecil de sodiu (SDS). De exemplu, 5 mg BNNTs sunt dispersate ultrasonically într-un flacon cu 5 ml de 1%wt. soluție SDS folosind un dispersor de tip sondă cu ultrasunete, ar fi UP200St (26kHz, 200W).

Dispersia apoasă a BNNTs folosind ultrasunete

Datorită interacțiunilor lor puternice van der Waals și suprafeței hidrofobe, nanotuburile de nitrură de bor sunt slab dispersabile în soluțiile pe bază de apă. Pentru a rezolva aceste probleme, Jeon et al. (2019) a folosit Pluronic P85 și F127, care au atât grupuri hidrofile, cât și grupuri hidrofobe pentru a funcționaliza BNNT sub sonicare.

Length reduction and cutting of boron nitride nanotubes (BNNTs) by high-intensity ultrasonication

Imagini SEM de BNNTs shorterned după diferite durate sonicare. După sa arătat, lungimile acestor BNNTs scad odată cu creșterea duratei sonicare cumulative.
(studiu și imagine: Lee et al. 2012)

Exfolierea fără agenți tensioactivi a nanosheet-urilor de nitrură de bor folosind Sonicare

Lin et al. (2011) prezintă o metodă curată de exfoliere și dispersie a nitrurii hexagonale de bor (h-BN). Nitrura hexagonală de bor este considerată în mod tradițional insolubilă în apă. Cu toate acestea, ei au fost capabili să demonstreze că apa este eficientă pentru a exfolia structurile stratificate h-BN folosind ultrasonication, formând dispersii apoase "curate" de nanosheets h-BN fără utilizarea agenților tensioactivi sau funcționalizare organică. Acest proces de exfoliere cu ultrasunete a produs nanosheets h-BN cu puțin strat, precum și nanosheet monostrat și specii nanoribbon. Cele mai multe nanosheets au fost de dimensiuni laterale reduse, care a fost atribuită tăierea foilor h-BN părinte induse de hidroliza asistată de sonicare (coroborată cu rezultatele testelor de amoniac și spectroscopiei). Hidroliza indusă ultrasonically a promovat, de asemenea, exfolierea nanosheets h-BN în asistență la efectul de polaritate al solventului. Nanosheet-urile h-BN din aceste dispersii apoase "curate" au prezentat o bună procesabilitate prin metode de soluție care își păstrează caracteristicile fizice. Nanosheets dispersate h-BN în apă, de asemenea, a prezentat afinitate puternică față de proteine, ar fi feritina, sugerând că suprafețele nanosheet au fost disponibile pentru bio-conjugations suplimentare.

Nano-dispersie cu ultrasunete cu ultrasonicator UP400St

Cerere de informatie





Metoda de dispersie sono-mecanică folosind cavitație cu ultrasunete și forțe de forfecare este o abordare pur fizică de amestecare, care sa dovedit capabilă să demitizeze BNNTs și stabilizarea BNNTs individuale menținând în același timp integritatea și proprietățile intrinseci. Aplicând energie ultrasonică adecvată (Ws / ml), adică amplitudine ajustată și durata sonicare, dispersia cu ultrasunete poate detangle și dispersa BNNTS uniform. Amplitudini mai mari și sonicare mai lungă pot fi aplicate în cazul în care lungimea nanotuburi nitrură bor ar trebui să fie reduse. Citiți mai multe despre reducerea dimensiunii cu ultrasunete și tăierea lungimii BNNTs în secțiunea următoare.

Reducerea dimensiunii cu ultrasunete și tăierea nanotuburilor de nitrură de bor

Lungimea nanotuburilor de nitrură de bor joacă un rol crucial atunci când vine vorba de prelucrarea ulterioară a BNNTs în polimeri și alte materiale funcționalizate. Prin urmare, este un fapt important că sonicarea BNNTs în solvent ar putea separa nu numai BNNTs individual, dar, de asemenea, scurta BNNTs bambus structurate în condiții controlate. BNNTs scurtate au o șansă mult mai mică de grupare în timpul pregătirii compozite. Lee at al. (2012) a demonstrat că lungimile BNNTs funcționalizate pot fi scurtate eficient de la >10μm la ∼500nm prin ultrasonication. Experimentele lor sugerează că dispersia eficientă cu ultrasunete a BNNT în soluție este necesară pentru o astfel de tăiere a reducerii dimensiunii BNNT și tăiere.

Boron nitride nanotubes can be efficiently dispersed and reduced in length using high-intensity ultrasonication

(c) Bine disperate mPEG- DSPE / BNNTs în apă (după 2 ore de sonicare). (d) Reprezentant schematic al unui BNNT funcționalizat de o moleculă mPEG-DSPE
(studiu și imagine: Lee et al. 2012)

Ultrasonic dispersion is a well established technique to disperse and exfoliate boron nitride nanotubes.

omogenizator cu ultrasunete UP400St pentru dispersia nanotuburilor de nitrură de bor (BNNTs)

Cerere de informatie





Ultrasonicators de înaltă performanță pentru procesarea BNNT

Caracteristicile inteligente ale ultrasonicators Hielscher sunt concepute pentru a garanta funcționare fiabilă, rezultate reproductibile și ușurință în utilizare. Setările operaționale pot fi accesate și apelate cu ușurință prin intermediul unui meniu intuitiv, care poate fi accesat prin intermediul afișajului tactil color digital și al telecomenzii browserului. Prin urmare, toate condițiile de procesare, ar fi energia netă, energia totală, amplitudinea, timpul, presiunea și temperatura sunt înregistrate automat pe un card SD încorporat. Acest lucru vă permite să revizuiască și să compare ruleaza sonicare anterioare și pentru a optimiza procesul de exfoliere și dispersie a nanotuburi nitrură bor și nanomateriale la cea mai mare eficiență.
Sistemele Hielscher Ultrasonics sunt utilizate în întreaga lume pentru fabricarea de BNNTs de înaltă calitate. Ultrasonicators industriale Hielscher poate rula cu ușurință amplitudini ridicate în funcționare continuă (24/7/365). Amplitudini de până la 200μm pot fi generate cu ușurință continuu cu sonotrode standard (sonde cu ultrasunete / coarne). Pentru amplitudini și mai mari, sunt disponibile sonotrode cu ultrasunete personalizate. Datorită robusteții și întreținerii reduse, sistemele noastre de exfoliere și dispersie cu ultrasunete sunt instalate în mod obișnuit pentru aplicații grele și în medii solicitante.
Hielscher Ultrasonics’ procesoare industriale cu ultrasunete poate oferi amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor de rulat continuu în funcționare 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mare, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile.
Procesoarele cu ultrasunete Hielscher pentru dispersia și exfolierea nanotuburilor de nitrură de bor, precum și CNTs și grafen sunt deja instalate în întreaga lume la scară comercială. Contactați-ne acum pentru a discuta despre procesul de fabricație BNNT! Personalul nostru cu experiență va fi bucuros să împărtășească mai multe informații despre procesul de exfoliere, sistemele cu ultrasunete și prețurile!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lot Debit Aparate recomandate
1 la 500mL 10 până la 200 ml / min UP100H
10 la 2000ml 20 până la 400ml / min Uf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000hdT
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să folosiți formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre procesoare cu ultrasunete, aplicații și preț. Vom fi bucuroși să discutăm procesul cu tine și să vă oferim un sistem cu ultrasunete care îndeplinește cerințele dumneavoastră!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


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

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru amestecarea aplicațiilor, dispersie, emulsificare și extracție pe scară de laborator, pilot și industrial.

Literatură / Referințe



Ce trebuie să știți

Nanotuburi și nanomateriale de nitrură de bor

Nanotuburile de nitrură de bor oferă o structură atomică unică asamblată din atomi de bor și azot aranjați într-o rețea hexagonală. Această structură oferă BNNT numeroase proprietăți intrinseci excelente, ar fi rezistența mecanică superioară, conductivitatea termică ridicată, comportamentul izolant electric, proprietatea piezoelectrică, capacitatea de ecranare cu neutroni și rezistența la oxidare. Decalajul de bandă de 5 eV poate fi, de asemenea, reglat folosind câmpuri electrice transversale, ceea ce face BNNTs interesante pentru dispozitivele electronice. În plus, BNNTs au o rezistență ridicată la oxidare de până la 800 ° C, arată piezoelectricitate excelentă și ar putea fi un bun material de stocare a hidrogenului la temperatura camerei.

BNNTs vs Grafen: BNNTs sunt analogii structurali ai grafenului. Principala diferență dintre nanomaterialele pe bază de nitrură de bor și omologii lor pe bază de carbon este natura legăturilor dintre atomi. Legătura C-C din nanomaterialele de carbon are un caracter covalent pur, în timp ce legăturile B-N prezintă un caracter parțial ionic datorită perechilor e−în B-N hibridizat SP2. (cf. Emanet et al. 2019)

BNNTs vs. Nanotuburi de carbon: Nanotuburile de nitrură de bor (BNNTs) prezintă o nanostructură tubulară similară nanotuburilor de carbon (CNT) în care atomii de bor și azot sunt aranjați într-o rețea hexagonală.


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 produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator la dimensiunea industrială.