Hielscher Ultrazvukové technológie

Ultrazvukové odlupovanie vodou dispergovateľného grafénu

  • Mono-a bi-vrstva Graphene nanolisty môžu byť vyrábané rýchlo pomocou ultrazvukového exfoliácia s vysokou priepustnosťou a pri nízkych nákladoch.
  • Rozpúšťadle exfoliovaný Graphene môže byť funkné s biopolymérov s cieľom získať vodu dispergovateľné Graphene.
  • Ultrazvukový kavitácie, syntetizovaný Graphene môžu byť ďalej spracované do stabilnej vodnej báze disperzie.

 

Ultrazvukový exfoliácia vysokej kvality Graphene

Ultrazvukom je spoľahlivý spôsob, ako produkovať Graphene vrstiev (mono-, bi-a málo-vrstva Graphene) z grafitových vločiek alebo častíc. Zatiaľ čo iné spoločné techniky exfoliácia, ako sú guľové a valčeky alebo high-šmyku miešačky sú spojené s nízkou kvalitou a používanie agresívnych reagencií a rozpúšťadiel, Ultrazvukový exfoliácia metóda presvedčí jeho vysoko kvalitný výkon, Vysoká kapacita procesu a mierne podmienky spracovania.
ultrazvukové kavitácie vytvára intenzívne šmykové sily, ktoré oddeľujú naskladané grafitové vrstvy do mono-, bi-a niekoľko vrstiev bez chýb Graphene.

Vodné Dispersable Graphene listy

Za normálnych podmienok, Graphene je sotva dispersable vo vode a formy agregáty a aglomeráty, keď rozptýlené vo vodnom médiu. Vzhľadom k tomu, vodné systémy majú významné výhody, že sú lacné, non-toxické, šetrné k životnému prostrediu, voda-založené Graphene systémy sú veľmi atraktívne pre Graphene výrobcov a následný priemysel.
Aby bolo možné získať vodu-dispersable Graphene nanolistov, rozpúšťadle exfoliovaný Graphene sa mení s polysacharidy/biopolyméry, ako je pullulan, chitosan, alginát, želatína alebo guma arabčiny.

výhody:Graphene exfoliácia s Ultrazvukový rozprašovačom UP400St

  • vysokokvalitný grafén
  • Vysoký výnos
  • vodnej báze disperzie
  • vysoká koncentrácia
  • vysoká účinnosť
  • rýchly proces
  • nízke náklady
  • Vysoká priepustnosť
  • Šetrné k životnému prostrediu
7kW Ultrazvukový rozptyľuje systém pre inline Graphene výroby (kliknite pre zväčšenie!)

Ultrazvukový systém pre Graphene exfoliácia

Žiadosť o informácie





Protokol priameho exfoliácia grafitu

Non-Ionic pullulan a aniónové alginát (1,0 g) boli oddelene rozpustené v 20 ml destilovanej vody (di), zatiaľ čo katiónové chitosan (0,4 g) bol rozpustený v 20 ml di s 1 WT% kyseliny octovej. Grafitový prášok bol rozptýlený vo vodných biopolymérových riešeniach a liečený pomocou Ultrazvukový procesor UP200S (maximálny výkon 200 W, frekvencia 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Nemecko) vybavený kužeľ frustum titánové sonotrode (model Micro tip S3, hrot priemer 3 mm, maximálna amplitúda 210 μm, akustická hustota energie alebo intenzita povrchu 460 W cm-2 minúty) za týchto podmienok: 0,5 cyklu a 50% amplitúda, v uvedenom poradí 10, 20, 30 a 60 min. Najlepšie výsledky boli získané pri 30min ultrazvukom. Sonikácia bola použitá pri výkone 16,25 W po dobu 30 minút, s spotrebou energie (energetický výkon na jednotku objemu) 731 WS ml-1.,
Následne boli zmesi odstrelené pri 1500 rpm na 60 min na odstránenie neodstránených grafitových častíc a potom sa umyjú 5-krát a opäť odstrel pri 5000 rpm 20 min na odstránenie nadbytočných biopolymérov. Výsledné tmavo šedé roztoky boli vákuovo vysušené pri 40 º C, kým nedôjde k strate hmotnosti. Výsledné polyméry – grafénové prášky boli rerozptýlené vo vode (1 mg ml-1. pre pullulan a chitosan; 0,18 mg ml-1. pre alginát) na charakterizáciu. Graphene listy získané pullulan-, alginát-, a chitosan-asistovanej ultrazvukom boli označené ako Pull-G, ALG-G, a Chit-G, príslušne.
Z troch systémov, pullulan a chitosan boli účinnejšie pri exfoliácii grafitu ako alginát. Táto metóda priniesla exfoliované mono-, Bi-, a málo-vrstvové Graphene listy s iba nízkou bočné (hrany) vady. Adsorpcia biopolymérov na graféne povrchu poskytuje dlhotrvajúcu stabilitu (viac ako 6 mesiacov) vodnej disperzie.
(Unalan et al. 2015)

Ultrazvukový exfoliácia vody-dispersable Graphene nanolistov (Unalan et al. 2015)

TEM obrazy Pull-G pre: (a) 10 min; b 20 min; c 30 min; d 60 min; e) Chit-G po dobu 30 min; f ALG-G po dobu 30 min. (Unalan et al. 2015)

Ultrazvukové systémy

Hielscher je high-výkon ultrazvukové procesory sa používajú po celom svete pre úspešné exfoliácia a rozptyl grafitu a Graphene. Naše ultrazvukové Rozmetadlá sú k dispozícii od laboratória a lavičke-top až do plnej priemyselnej výrobnej jednotky. Okrem robustnosti, 24/7 prevádzky a nízkej údržby, Hielscher ultrasonicators presvedčiť o vysokú jednoduchosť spracovania a lineárnu škálovateľnosť.
Procesy môžu byť ľahko testované a optimalizované v laboratóriu. Potom môžu byť všetky výsledky procesu zmenšené úplne lineárne na komerčnú výrobnú úroveň. To robí ultrazvukom efektívnu a efektívnu výrobnú metódu pre vysoký objem vysoko kvalitných grafénových hárkov.
Hielscher Ultrazvuk’ Priemyselné ultrazvukové procesory môžu dodávať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až do 200 μm sa dajú ľahko plynule spustiť v 24/7 prevádzke. Pre ešte vyššie amplitúdy, prispôsobené ultrazvukové sonotród sú k dispozícii. Zodpovedajúce ultrazvukové reaktory zabezpečujú schopnosť spoľahlivej a bezpečnej hromadnej výroby vysoko kvalitných grafénových nanohárkov.

Ultrazvukový rozprašovačom sú k dispozícii z malého vreckového zariadenia na lavičke-top a Full-Priemyselné ultrazvukové systémy pre veľké objemy spracovanie (kliknite pre zväčšenie!)

Hielscher je Ultrazvukový High-Power homogenizers sú k dispozícii pre všetky proces stupnice – z laboratória do výroby.

Robustnosť ultrazvukových zariadení spoločnosti Hielscher umožňuje prevádzku 24 hodín denne 7 dní v týždni v náročných a náročných prostrediach.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Požiadajte o ďalšie informácie

Ak chcete požiadať o dodatočné informácie o homogenizácii ultrazvukom, použite nižšie uvedený formulár. Radi Vám ponúkame ultrazvukový systém spĺňajúci Vaše požiadavky.









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Literatúra / Referencie

  • Unalan M.J., WAN C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Polysacharidovo-Asistované rýchle exfoliácia grafitových doštičiek do vysoko kvalitných grafénových hárkov S dispergovateľnými vodou. RSC zálohy 5, 2015. 26482–26490.


Fakty stojí za to vedieť

grafén

Graphene list Graphene je jednovrstvová z SP2-viazané atómy uhlíka. Graphene ponúka unikátne materiálne vlastnosti, ako je mimoriadna Veľká špecifická povrchová plocha (2620 m2G-1.), vynikajúce mechanické vlastnosti s modulom Young z 1 TPa a vnútornú pevnosť 130 GPa, extrémne vysoká elektronická vodivosť (Room-teplota elektrónové mobility 2,5 × 105 cm2 V-1.S-1.), veľmi vysoká Tepelná vodivosť (nad 3000 W m K-1.), aby sme vymenovali najdôležitejšie vlastnosti. Vzhľadom k svojej vynikajúcej vlastnosti materiálu, Graphene je silne používaný vo vývoji a výrobe vysokovýkonných batérií, palivové články, solárne články, superkondenzátor, vodíkové sklady, elektromagnetické štíty a elektronické zariadenia. Okrem toho, grafén je začlenený do mnohých nanokompozitných materiálov a kompozitné materiály ako posilnenie doplnkovej látky, napríklad v polymérov, keramiky a kovových matríc. Vzhľadom k svojej vysokej vodivosti, Graphene je dôležitou zložkou vodivé farby a atramenty.
Rýchly a bezpečný Ultrazvukový príprava bez vady Graphene pri veľkých objemoch pri nízkych nákladoch umožňuje rozšíriť aplikácie Graphene na viac a viac priemyselných odvetví.