Oksid Graphene – Lulëzimi dhe dispersioni tejzanor

Oksidi i grafenit është i tretshëm në ujë, amfifil, jo toksik, biodegradues dhe mund të shpërndahet lehtësisht në koloide të qëndrueshme. Eksfolimi ultrasonik dhe shpërndarja është një metodë shumë efikase, e shpejtë dhe me kosto efektive për të sintetizuar, shpërndarë dhe funksionalizuar oksidin e grafenit në shkallë industriale. Në përpunimin në rrjedhën e poshtme, shpërndarësit tejzanor prodhojnë përbërës të oksidit-polimer të grapenit me performancë të lartë.

Lulëzimi tejzanor i oksidit të grafenit

Për të kontrolluar madhësinë e nanosheets të oksidit të grafenit (GO), metoda e lulëzimit luan një faktor kyç. Për shkak të parametrave të saj të kontrollit të saktë, lulëzimi tejzanor është teknika më e përdorur gjerësisht për prodhimin e grafenit të kualitetit të lartë dhe oksidit të grafenit.
Për lulëzimin tejzanor të oksidit të grafenit nga oksidi i grafit, janë të disponueshme protokolle të ndryshme. Gjeni një përshkrim shembullor më poshtë:
Pluhur oksid grafit është përzier në KOH ujor me vlerën pH 10. Për likuidimin dhe shpërndarjen pasuese, lloji i sondës ultrasonicator UP200St (200W) përdoret. Më pas, jonet K + janë të bashkangjitur në aeroplan basenit të grafenit për të nxitur një proces plakjeje. Plakja arrihet nën avullimin rrotullues (2 orë). Në mënyrë që të largohen jonet e tepërta të K +, pluhuri është larë dhe centrifuguar herë të ndryshme.
Përzierja e përftuar është e centrifuguar dhe e ngrirë, kështu që një pluhur oksid i grafenit të shpërndarë precipiton.
Përgatitja e një paste GO përçueshëm: Pluhuri i oksidit të grafenit mund të shpërndahet në dimetilformamid (DMF) nën sonication me qëllim që të prodhojë një paste të përçueshëm. (Han et al.2014)

Oksid Graphene – Lëkura (Pic .: Potts et al. 2011)

Tejzanor Shpërndarja e oksidit të grafenit

Funksionalizimi tejzanor i oksidit të grafenit

Sonication është përdorur me sukses për të inkorporuar oksid grafene (GO) në polimere dhe përbërësit.
shembuj:

oksid grafene-TiO₂ miksferë të përbërë
polistiren-magnetit-grafen oksid i përbërë (core-shell strukturuar)
plastik reduktuar përbërjet oksid grafene
polyaniline nanofiber-veshura polystyrene / oxide grafene (PANI-PS / GO) shell shell përbërë
oksid grafene me plastik-interkaluar
p-fenilenediamine-4vinylbenzen-oksid grafene të modifikuar të polistirenit

Sistem shpërndarës tejzanor 7kW për prodhimin e grafikëve inline (Kliko për ta zmadhuar!)

Sistem tejzanor për lulëzimin e oksidit të grafenit

Lulëzim Graphene me UP400St disperser tejzanor

Sistemet tejzanor për Graphene dhe Graphene Oxide

Hielscher Ultrasonics ofron sisteme ultrasonike me fuqi të lartë për përpunimin, shpërndarjen dhe përpunimin e rrjedhës së grafenit dhe oksidit të grafenit. Procesorë të besueshëm tejzanor dhe reaktorë të sofistikuar japin fuqinë e kërkuar, kushtet e procesit si wel si kontroll të saktë, në mënyrë që rezultatet e procesit tejzanor mund të akordohen pikërisht në qëllimet e dëshiruara të procesit.
Një nga parametrat më të rëndësishëm të procesit është amplitudë tejzanor, e cila është zgjerimi vibrational dhe kontraktimi në hetimin tejzanor. Hielscher-së sistemet industriale tejzanor janë ndërtuar për të dhënë amplitudë shumë të lartë. Amplituda deri në 200μm lehtë mund të kryhet në mënyrë të vazhdueshme në operimin 24/7. Për amplitudë edhe më të larta, Hielscher ofron teste të përshtatur tejzanor. Të gjithë procesorët tanë tejzanorë mund të përshtaten saktësisht me kushtet e procesit të kërkuar dhe të monitorohen me lehtësi nëpërmjet softuerit të integruar. Kjo siguron besueshmërinë më të lartë, cilësi të qëndrueshme dhe rezultate të riprodhueshme. Fuqia e pajisjeve tejzanor të Hielscher mundëson funksionimin 24 orë në ditë në detyrë të rëndë dhe në mjedise kërkuese. Kjo e bën sonication teknologjinë e preferuar të prodhimit për Përgatitja në shkallë të gjerë e grafenit, oksidit të grafenit dhe materialeve grafitike.
Ofrimi i një gamë të gjerë produktesh të ultrasonicators dhe aksesorëve (të tilla si sonotrodes dhe reaktorë me madhësi të ndryshme dhe geometries), kushtet më të përshtatshme të reagimit dhe faktorët (p.sh. reagents, input tejzanor energjisë për vëllim, presion, temperatura, të zgjedhur për të fituar cilësinë më të lartë. Që nga reaktorët tona tejzanor mund të jetë nën presion deri në disa qindra barg, sonication e ngjitëse shumë të trashë me 250,000 centipoise nuk është problem për sistemet Hielschers tejzanor.
Për shkak të këtyre faktorëve, delamination / lulëzim tejzanor dhe shpërndarjen shkëlqen teknikat konvencionale përzierjen dhe milling.

Hielscher Ultrasonics

fuqi të lartë
forca të mëdha qethjeje
presione të larta të zbatueshme
kontroll të saktë
skalabilitet i pashembullt (linear)
grumbull dhe të vazhdueshëm
Rezultatet e riprodhueshme
seriozitet
Fuqia
efikasitet të lartë të energjisë

Letërsi / Referencat

Gouvea RA, Konrath Jr LG, Cava S., Carreno NLV, Goncalves MRF (2011): Sinteza e oksidit të grafenit nanometrik dhe efektet e tij kur shtohet në MgAl₂O₄ qeramike. 10 SPBMat Brazil.
Kamisan AI, Zainuddin LW, Kamisan AS, Kudin TIT, Hassan OH, Abdul Halim N., Yahya MZA (2016): Sinteza ultrasonike e asistuar e oksidit të grurit të reduktuar në tretësirën e glukozës. Materialet kryesore inxhinierike Vol. 708, 2016. 25-29.
Štengl V., Henych J., Slušna M., Ecorchard P. (2014): Lulëzimi me ultratinguj i analogëve inorganikë të grafenit. Shkencat kërkimore në nanoscale 9 (1), 2014.
Štengl, V. (2012): Pergatitja e Graphene duke perdorur nje fushe te kavitetit intensive ne nje reaktor tejzanor nen presion. Kimi - Një Gazetë Evropiane 18 (44), 2012. 14047-14054.
Tolasz J., Štengl V., Ecorchard P. (2014): Pergatitja e materialit te perbere te oksidit te grafenit-polistiren. Konferenca e 3të Ndërkombëtare për Mjedisin, Kiminë dhe Biologjinë IPCBEE vol.78, 2014.
Potts JR, Dreyer DR, Bielawski Ch. W., Ruoff RS (2011): nanocomposites polimer me bazë grafen. Polimer Vol. 52, Issue 1, 2011. 5–25.

Postime të ngjashme

Fakte të vlefshme

Ultratinguj dhe cavitation: Si Graphite është exfoliated në oksid Graphene nën Sonication

Lulëzimi tejzanor i oksidit të grafit (GrO) bazohet në forcën e lartë të prerjes të shkaktuar nga cavitation akustike. Kavita akustike lind për shkak të ciklit alternues të presionit të lartë / presionit të ulët, të cilat krijohen nga lidhja e valëve të fuqishme me ultratinguj në një lëng. Gjatë ciklit të presionit të ulët ndodhin zbrazëtira shumë të vogla ose flluska vakumi, të cilat rriten mbi ciklet alternuese të presionit të ulët. Kur flluska vakum arrijnë një madhësi ku nuk mund të thithin më shumë energji, ato kolaptohen me dhunë gjatë një cikli të presionit të lartë. Implosioni i flluskës rezulton në forca cavitational shear dhe valët e stresit, temperatura ekstreme deri në 6000K, normat ekstreme të ftohjes mbi 10¹⁰K / s, presione shumë të larta deri në 2000mt, diferenca ekstreme të presionit, si dhe avionë të lëngshëm me deri në 1000km / h (~280m / s).
Ato forca intensive ndikojnë në grumbujt e grafitit, të cilat janë delaminated në oksid grafene të vetme ose pak shtresa dhe nanosheets të pacenuar të grafenit.

Oksid Graphene

Lulëzimi tejzanor përdoret për të delaminuar nanosheets monofilament dhe disa shtresa të oksidit të grafenit nga oksidi i grafit. Oksidi i grafenit (GO) sintetizohet nga oksidi i grafit exfoliating (GrO). Ndërsa oksidi i grafit është një material 3D i përbërë nga miliona shtresa të shtresave të grafenit me oksigjenet e ndërfutur, oksidi i grafenit është një grafen mono- ose pak-shtresor që oksigjenohet në të dyja anët.
Oksid grafeni dhe grafeni ndryshojnë nga njëra tjetra në karakteristikat e mëposhtme: oksidi i grafenit është polar, ndërsa grafeni është jo polar. Oksidi i grafenit është hidrofilik, ndërsa grafeni është hidrofobik.
Kjo do të thotë, oksidi i grafenit është i tretshëm në ujë, amfifilik, jo-toksik, i biodegradueshëm dhe formon suspensione të qëndrueshme kolloidale. Sipërfaqja e oksidit të grafenit përmban grupe epoksi, hidroksil dhe karboksil, të cilat janë në dispozicion për të ndërvepruar me kationet dhe anionet. Për shkak të strukturës së tyre unike organike-inorganike hibride dhe vetitë e jashtëzakonshme, përbërësit GO-polimer ofrojnë potencial të lartë për aplikime të shumëllojshme industriale. (Tolasz et al 2014)

Reduktimi i oksidit të grafenit

Reduktimi i oksidit të grafenit (rGO) prodhohet nga reduktimi tejzanor, kimik ose termik i oksidit të grafenit. Gjatë hapit të reduktimit, shumica e funksioneve të oksigjenit të oksidit të grafenit hiqen në mënyrë që oksidi i reduktuar i grafenit (rGO) ka karakteristika shumë të ngjashme me grafenën e pacenuar. Sidoqoftë, oksidi i grafenit (rGO) nuk është pa defekt dhe i pacenuar si grafenë e pastër.