Cu ultrasunete Dispersia Grafenul
- Pentru a încorpora în graphene compozite, grafen trebuie dispersată / exfoliat ca un singur nano-coli uniform în formulare. Cu cât gradul de dezaglomerare, cu atât mai bine proprietățile materialului extraordinare sunt exploatate.
- Dispersie cu ultrasunete permite o distribuție a particulelor superioare și stabilitatea dispersiei – chiar și atunci când se formulează la concentrații mari și vâscozități.
- procesarea cu ultrasunete graphene conferă calități deosebite de dispersie și excelează metode de amestecare convenționale, de departe.
Cu ultrasunete Dispersia Grafenul
Pentru a împrumuta compozite caracteristicile remarcabile ale materialului grafene cum ar fi puterea, graphene trebuie dispersată într-o matrice sau aplicat ca un strat subțire de film pe un substrat. Aglomerarea, sedimentare și dispersia într-o matrice (distribuție sau particule pe substrat, respectiv), sunt factori importanți care influențează proprietățile materialelor returnata.
Datorită naturii sale hidrofobe, prepararea unei dispersii stabile și foarte concentrat graphene fără agenți activi de suprafață sau agenți de dispersie este o sarcină dificilă. Pentru a depăși forțele van der Waals, forțe de forfecare puternice generate de cavitatie cu ultrasunete sunt cele mai sofisticate metoda de a prepara dispersii stabile.
Grafenul cu o conductivitate electrică ridicată (712 S · m-1 de), Polidispersie bună și concentrație ridicată pot fi preparate cu ușurință folosind un dispersor cu ultrasunete, cum ar fi UIP2000hdT sau UIP4000. Sonicare permite prepararea unei dispersii grafena stabilă la temperatura de proces redus de aprox. 65 ° C.
Imagine SEM a nanosheets graphene cu ajutorul ultrasunetelor dispersate
sisteme puternice cu ultrasunete Hielscher sunt capabile să proceseze grafen și grafit în volume mari, de ex pentru exfolierea fază lichidă și dispersia grafen. Controlul exact asupra parametrilor de proces permit fără sudură scara mai de ultrasunete de la banca-top pentru producția full-comerciale.
Ultrasonically exfoliat câteva straturi grafen cu aprox. 3-4 straturi și aprox. Dimensiunea de 1pm poate fi (re) dispersat în concentrații de cel puțin 63 mg / ml.
-
- Grafenul de înaltă calitate
- randament ridicat
- dispersie uniformă
- concentrație mare
- Vâscozitatea mare
- proces rapid
- cost scăzut
- High-throughput
- foarte eficient
- prietenos cu mediul
reactor ultrasonic 7kW pentru dispersii grafenice
Sisteme cu ultrasunete de dispersie
Hielscher Ultrasonics ofera sisteme cu ultrasunete de mare putere pentru exfolierea și dispersia grafen stratifică-vrac și grafit în mono-, bi- și grafen câteva straturi. procesoare cu ultrasunete fiabile și reactoare de sofisticate livra puterea necesară, condițiile de proces precum și un control precis, astfel încât rezultatele procesului de ultrasunete pot fi reglate exact la obiectivele de proces dorite.
Unul dintre cei mai importanți parametri de proces este amplitudinea ultrasonică (deplasarea de vibrație la emițătorul ultrasonic). lui Hielscher sisteme ultrasonice industriale sunt construite pentru a oferi amplitudini foarte mari. Amplitudini de până la 200um poate fi ușor rula în mod continuu în funcțiune 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, Hielscher ofera sonde cu ultrasunete personalizate. Toate procesoarele noastre cu ultrasunete pot fi ajustate exact la condițiile de proces necesare și ușor de monitorizat prin intermediul software-ului încorporat. Acest lucru asigură cea mai înaltă fiabilitate, calitate constantă și rezultate reproductibile. Robustetea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite pentru funcționare 24/7 la grele și în medii solicitante. Acest lucru face ca sonicare tehnologia de producție preferat pentru prepararea pe scară largă a nanosheets grafene mono și câteva straturi.
Oferind o gamă largă de produse ultrasonicators și accesorii (cum ar fi sonotrodes și reactoarele cu diferite dimensiuni și geometrii), condițiile de reacție adecvate și factori (de exemplu, reactivi, aport de energie ultrasonică per volum, presiunea, temperatura, viteza de curgere, etc.) poate fi ales în scopul de a obține cea mai bună calitate. Deoarece reactoarele noastre cu ultrasunete poate fi presurizat până la câteva sute de barg, sonicare de paste foarte vâscos, cu până la 250.000 cP este nici o problemă pentru sistemele cu ultrasunete Hielscher lui.
Datorită acestor factori, cu ultrasunete exfolierii / exfolierea și dispersare excelează tehnicile de măcinare și frezat convenționale.
- De mare putere cu ultrasunete
- forțe de forfecare înalte
- presiuni mari aplicabile
- un control precis
- scalabilitate fără sudură (liniar)
- lot și de scurgere
- rezultate reproductibile
- fiabilitate
- robusteţe
- eficiență energetică ridicată
Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!
Literatura / Referințe
- Ivanov R., Hussainova I., Aghayan M., Petrov M. (2014): Grafenul Coated Alumina Nanofibrele ca Zirconia armare. Conferința Internațională nouă Baltic DAAAM de Inginerie industrială 24-douăzeci și șase aprilie 2014, Tallinn, Estonia.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): CrPS exfoliat4 cu fotoconductivitate promițătoare. Vol.16, Nr. 1. 9 ianuarie 2020.
- Štengl V., Henych J. M. Fair, Ecorchard P. (2014): Exfolierea cu ultrasunete de analogi anorganici ai grafene. Nanoscale Research Letters 9 (1), 2014.
Ce trebuie să știți
Grafenul
Grafenul este un strat de carbon gros de un atom, care poate fi descris ca o structură de un singur strat sau 2D de grafen (un singur strat de grafină = SLG). Grafenul are o suprafață specifică deosebit de mare și proprietăți mecanice superioare (modulul Young de 1 TPa și rezistența intrinsecă de 130 GPa), oferă o conductivitate electronică și termică excelentă, mobilitatea transportatorului de încărcătură, transparența și este impermeabilă la gaze. Datorită acestor caracteristici materiale, grafenul este utilizat ca aditiv de ranforsare pentru a conferi compozite rezistența, conductivitatea etc. Pentru a combina caracteristicile grafenului cu alte materiale, grafenul trebuie dispersat în compus sau este aplicat sub forma unui strat de film subțire pe un substrat.
solvenții obișnuiți, care sunt adesea utilizate ca fază lichidă pentru a dispersa nanosheets grafenice, includ dimetil sulfoxid (DMSO), N, N-dimetilformamidă (DMF), N-metil-2-pirolidona (NMP), tetrametiluree (TMU, Tetrahidrofuran (THF) , propilen carbonateacetone (PC), etanol, și formamidă.
De ce compozite Grafenul-Bazat?
Grafenul este cu o grosime de un atom mai subțire, cu o greutate de cca. 0,77 mg per 1m2 cel mai ușor, și cu o rigiditate la întindere de 150.000.000 psi (100-300 ori mai puternică decât oțelul) și o rezistență la rupere de 130,000,000,000 Pascali cel mai puternic material cunoscut. Mai mult, graphene este cel mai bun conductor termic (la temperatura camerei cu (4,84 ± 0,44) x 103 până la (5,30 ± 0,48) x 103 W · m-1 de1 · K-1 de) Și cel mai bun conductor (mobilitate electrică de electroni mai mare de 15000 cm2· V-1 de· s-1 de). Un alt caracteristici importante ale grafena este proprietatea sa optică, cu o absorbție a luminii la πα≈2.3% din lumină albă, iar aspectul transparent.
Prin incorporarea graphene în matrici, acele caracteristici materiale remarcabile pot fi transferate la compozitul rezultat, care oferă funcționalități unice. Astfel de compozite armate cu grafen oferă noi posibilități de dezvoltare materiale și aplicații industriale. Datorită caracteristicilor sale, grafen și grafen compozite sunt deja răspândite pe scară largă în fabricarea de baterii de înaltă performanță, stocarii, cerneluri conductive, acoperiri, sisteme fotovoltaice și dispozitive electronice
puternice procesoare cu ultrasunete Hielscher a furniza necesare forțe de forfecare superioare pentru a depăși forțele van der Waals, în scopul de a distribui uniform nanosheets grafenice în matrici compozite. dispersanți ultrasonice, cum ar fi UIP2000hdT sau UIP16000 sunt utilizate pentru a produce armate cu oxid de nano-compozite graphene- și grafen.