Eksfolimi tejzanor i Xeneve

Ksenet janë nanomateriale monoelementale 2D me veti të jashtëzakonshme si sipërfaqja shumë e lartë, vetitë fizike/kimike anizotropike duke përfshirë përçueshmërinë elektrike superiore ose forcën në tërheqje. Eksfolimi ose shtrembërimi tejzanor është një teknikë efikase dhe e besueshme për të prodhuar nanofletë 2D me një shtresë nga materiale pararendëse me shtresa. Eksfolimi tejzanor është krijuar tashmë për prodhimin e nano fletëve xene me cilësi të lartë në shkallë industriale.

Xenet – Nanostrukturat me një shtresë

Borofen i eksfoluar në mënyrë tejzanorKsenet janë nanomateriale njështresore (2D), monoelementare, të cilat kanë një strukturë të ngjashme me grafenin, lidhje kovalente brendashtresore dhe forca të dobëta van der Waals midis shtresave. Shembuj për materialet që bëjnë pjesë në klasën e kseneve janë borofeni, siliceni, germaneni, staneni, fosforeni (fosfori i zi), arsenini, bismuteni dhe telureni dhe antimoneni. Për shkak të strukturës së tyre 2D me një shtresë, nanomaterialet xene karakterizohen nga një sipërfaqe shumë e madhe, si dhe nga reaktivitetet kimike dhe fizike të përmirësuara. Këto karakteristika strukturore u japin nanomaterialeve kseneve veti mbresëlënëse fotonike, katalitike, magnetike dhe elektronike dhe i bëjnë këto nanostruktura shumë interesante për aplikime të shumta industriale. Fotografia e majtë tregon imazhet SEM të borofenit të eksfoluar në mënyrë ultrasonike.

Kërkesë informacioni





Reaktor tejzanor për eksfolimin industrial të nanofletave 2D si ksenet (p.sh. borofeni, siliceni, germaneni, staneni, fosforeni (fosfori i zi), arseneni, bismuteni dhe telureni dhe antimoneni).

Reaktor me Ultrasonikator 2000 vat UIP2000hdT për eksfolim në shkallë të gjerë të nanofletave xenes.

Prodhimi i Nanomaterialeve Xenes duke përdorur Delamination tejzanor

Eksfolimi i lëngshëm i nanomaterialeve me shtresa: Nanofletat 2D me një shtresë prodhohen nga materiale inorganike me struktura të shtresuara (p.sh., grafit) që përbëhen nga shtresa pritëse të grumbulluara lirshëm që shfaqin zgjerimin ose fryrjen e galerisë nga shtresa në shtresë pas ndërthurjes së joneve dhe/ose tretësve të caktuar. Eksfolimi, në të cilin faza e shtresuar ndahet në nanofletë, zakonisht shoqëron ënjtjen për shkak të tërheqjeve elektrostatike të dobësuara me shpejtësi midis shtresave të cilat prodhojnë dispersione koloidale të shtresave ose fletëve individuale 2D. (krh. Geng et al, 2013) Në përgjithësi dihet se ënjtja lehtëson eksfolimin nëpërmjet ultrazërit dhe rezulton në nanofletë të ngarkuara negativisht. Para-trajtimi kimik gjithashtu lehtëson eksfolimin me anë të sonikimit në tretës. Për shembull, funksionalizimi lejon eksfolimin e hidroksideve të dyfishta me shtresa (LDH) në alkoole. (krh. Nicolosi et al., 2013)
Për eksfolimin / delaminimin tejzanor, materiali i shtresuar është i ekspozuar ndaj valëve të fuqishme ultrasonike në një tretës. Kur valët ultratinguj të dendura me energji bashkohen në një lëng ose llucë, ndodh kavitacioni akustik ose tejzanor. Kavitacioni tejzanor karakterizohet nga kolapsi i flluskave të vakumit. Valët e ultrazërit udhëtojnë nëpër lëng dhe gjenerojnë cikle alternative të presionit të ulët / presionit të lartë. Flluskat e vogla të vakumit lindin gjatë një cikli me presion të ulët (rrallim) dhe rriten gjatë cikleve të ndryshme të presionit të ulët / presionit të lartë. Kur një flluskë kavitacioni arrin pikën ku nuk mund të thithë më shumë energji, flluska shpërthen dhunshëm dhe krijon kushte lokale shumë të dendura me energji. Një pikë e nxehtë kavitacionale përcaktohet nga presionet dhe temperatura shumë e lartë, presionet përkatëse dhe diferencat e temperaturës, avionët e lëngshëm me shpejtësi të lartë dhe forcat e prerjes. Këto forca sonomekanike dhe sonokimike e shtyjnë tretësin midis shtresave të grumbulluara dhe strukturave grimcash dhe kristalore të shpërbërjes së shtresave, duke prodhuar kështu nanofletë të eksfoluara. Sekuenca e imazhit më poshtë tregon procesin e eksfolimit me kavitacion tejzanor.

Eksfolimi tejzanor i grafenit në ujë

Një sekuencë me shpejtësi të lartë (nga a në f) kornizash që ilustron shtresimin sonomekanik të një flake grafiti në ujë duke përdorur UP200S, një ultrasonikator 200 W me sonotrode 3 mm. Shigjetat tregojnë vendin e ndarjes (eksfolimit) me flluska të kavitacionit që depërtojnë në çarje.
© Tyurnina et al. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0)

Modelimi ka treguar se nëse energjia sipërfaqësore e tretësit është e ngjashme me atë të materialit të shtresuar, diferenca e energjisë midis gjendjeve të eksfoluara dhe të grumbulluara do të jetë shumë e vogël, duke hequr forcën lëvizëse për ri-grumbullim. Kur krahasohen me metodat alternative të trazimit dhe prerjes, trazuesit tejzanor siguruan një burim energjie më efektiv për eksfolimin, duke çuar në demonstrimin e eksfolimit të TaS me ndihmën e ndërthurjes së joneve.2, NbS2, dhe MoS2, si dhe oksidet me shtresa. (krh. Nicolosi et al., 2013)

Ultratingulli është një mjet shumë efikas dhe i besueshëm për eksfolimin e lëngshëm të nanofletave si grafeni dhe ksenet.

Imazhet TEM të nanofletave të eksfoluara në mënyrë të lëngshme tejzanor: (A) Një nanofletë grafeni e eksfoluar me anë të sonication në tretësin N-metil-pirrolidone. (B) Një nanofletë h-BN e eksfoluar me anë të sonikacionit në tretësin izopropanol. (C) Një nanofletë MoS2 e eksfoluar me anë të sonikimit në një tretësirë ujore surfaktant.
(Studim dhe foto: ©Nicolosi et al., 2013)

Protokollet e eksfolimit të lëngjeve me ultratinguj

Eksfolimi dhe shtrembërimi tejzanor i kseneve dhe nanomaterialeve të tjera me një shtresë është studiuar gjerësisht në kërkime dhe është transferuar me sukses në fazën e prodhimit industrial. Më poshtë ju paraqesim protokollet e zgjedhura të eksfolimit duke përdorur sonication.

Eksfolimi tejzanor i nanoflakeve të fosforenit

Fosforeni (i njohur gjithashtu si fosfor i zi, BP) është një material monoelemental me shtresa 2D i formuar nga atomet e fosforit.
Në hulumtimin e Passaglia et al. (2018), demonstrohet përgatitja e suspensioneve të qëndrueshme të fosforen - metakrilat metil nga eksfolimi i fazës së lëngshme të asistuar nga sonikimi (LPE) i bP në prani të MMA i ndjekur nga polimerizimi radikal. Metil metakrilat (MMA) është një monomer i lëngshëm.

Protokolli për Eksfolimin e Lëngut tejzanor të Fosforenit

Pezullimet MMA_bPn, NVP_bPn dhe Sty_bPn u morën nga LPE në prani të monomerit të vetëm. Në një procedurë tipike, ~ 5 mg bP, e grimcuar me kujdes në një llaç, u vendos në një provëz dhe më pas u shtua një sasi e ponderuar e MMA, Sty ose NVP. Pezullimi i monomerit bP u sonikua për 90 minuta duke përdorur një homogjenizues Hielscher Ultrasonics UP200St (200W, 26kHz), e pajisur me sonotrode S26d2 (diametri i majës: 2 mm). Amplituda tejzanor u mbajt konstante në 50% me P = 7 W. Në të gjitha rastet, një banjë akulli u përdor për shpërndarje të përmirësuar të nxehtësisë. Pezullimet përfundimtare MMA_bPn, NVP_bPn dhe Sty_bPn u frynë më pas me N2 për 15 minuta. Të gjitha pezullimet u analizuan nga DLS, duke treguar vlera të rH vërtet afër asaj të DMSO_bPn. Për shembull, pezullimi MMA_bPn (që ka rreth 1% të përmbajtjes së bP) u karakterizua nga rH = 512 ± 58 nm.
Ndërsa studime të tjera shkencore mbi fosforinin raportojnë kohën e sonikimit prej disa orësh duke përdorur pastrues tejzanor, tretës me pikë vlimi të lartë dhe efikasitet të ulët, ekipi hulumtues i Passaglia demonstron një protokoll shumë efikas të eksfolimit me ultratinguj duke përdorur një aparat ultrasonik të tipit sondë (dmth. UP200St).

Eksfolimi me borofen me ultratinguj

Për protokollet e sonikacionit dhe rezultatet e eksfolimit me borofen tejzanor, ju lutemi klikoni këtu!

Eksfolimi tejzanor i nanofletave silicë me pak shtresa

Imazhi SEM i nanofletave silicë të eksfoluar në mënyrë tejzanor.Nanofletë silicë të eksfoluar me disa shtresa (E-SN) u përgatitën nga vermikuliti natyral (Verm) nëpërmjet eksfolimit tejzanor. Për sintezën e nanofletave të silicës së eksfoluar u aplikua metoda e mëposhtme e eksfolimit në fazë të lëngshme: 40 mg nanofletë silicë (SN) u shpërndanë në 40 mL etanol absolut. Më pas, përzierja u bë me ultratinguj për 2 orë duke përdorur një Hielscher Përpunues tejzanor UP200St, e pajisur me një sonotrode 7 mm. Amplituda e valës së ultrazërit u mbajt konstante në 70%. U aplikua një banjë akulli për të shmangur mbinxehjen. SN i paeksfoluar u hoq me centrifugim në 1000 rpm për 10 min. Në fund, produkti u dekantua dhe u tha në temperaturën e dhomës nën vakum gjatë natës. (krh. Guo et al., 2022)

Eksfolimi tejzanor i nanofletave me një shtresë 2D si ksenet (p.sh. fosforeni, borofeni etj.) realizohet në mënyrë efikase me sonikacion të tipit sonda.

Eksfolimi tejzanor i nano fletëve me një shtresë me ultrasonicator UP400St.


Eksfolimi i lëngshëm tejzanor i nanofletave me një shtresë.

Eksfolimi i lëngshëm tejzanor është shumë efikas për prodhimin e nano fletëve xenes. Fotografia tregon fuqinë 1000 vat UIP1000hdT.

Kërkesë informacioni





Sonda me ultratinguj me fuqi të lartë dhe reaktorë për eksfolimin e nanofletave Xenes

Hielscher Ultrasonics projekton, prodhon dhe shpërndan ultrasonikë të fortë dhe të besueshëm në çdo madhësi. Nga pajisjet kompakte ultrasonike laboratorike deri te sondat dhe reaktorët industrialë ultrasonikë, Hielscher ka sistemin ideal tejzanor për procesin tuaj. Me përvojë të gjatë në aplikime të tilla si sinteza dhe shpërndarja e nanomaterialeve, stafi ynë i trajnuar mirë do t'ju rekomandojë konfigurimin më të përshtatshëm për kërkesat tuaja. Përpunuesit industrialë tejzanor Hielscher njihen si kuaj të besueshëm të punës në objektet industriale. Të aftë për të dhënë amplituda shumë të larta, ultrasonikët Hielscher janë idealë për aplikime me performancë të lartë si sinteza e kseneve dhe nanomaterialeve të tjera me një shtresë 2D si borofeni, fosforeni ose grafeni, si dhe për një shpërndarje të besueshme të këtyre nanostrukturave.
Ultratinguj jashtëzakonisht i fuqishëm: Hielscher Ultrasonics’ procesorët tejzanor industrial mund të japin amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200 μm mund të drejtohet lehtësisht vazhdimisht në funksionimin 24/7. Për amplituda edhe më të larta, janë në dispozicion sonotroda të personalizuara tejzanor.
Cilësia më e lartë – Projektuar dhe prodhuar në Gjermani: Të gjitha pajisjet janë projektuar dhe prodhuar në selinë tonë në Gjermani. Para dorëzimit te klienti, çdo pajisje tejzanor testohet me kujdes nën ngarkesë të plotë. Ne përpiqemi për kënaqësinë e klientit dhe prodhimi ynë është i strukturuar për të përmbushur sigurimin më të lartë të cilësisë (p.sh. certifikimin ISO).

Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:

Vëllimi i Serisë Shkalla e rrjedhjes Devices rekomanduara
1 deri 500mL 10 deri 200mL / min UP100H
10 deri në 2000 ml 20 deri 400mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 deri në 20L 0.2 deri në 4L / min UIP2000hdT
10 deri në 100L 2 deri në 10L / min UIP4000hdT
na 10 deri në 100L / min UIP16000
na më e madhe grup i UIP16000

Na kontaktoni! / Pyet Na!

Pyesni për më shumë informacion

Ju lutemi përdorni formularin më poshtë për të kërkuar informacione shtesë në lidhje me procesorët tejzanor, aplikacionet dhe çmimin. Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj me ju dhe t'ju ofrojmë një sistem tejzanor që plotëson kërkesat tuaja!









Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.


Homogjenizuesit tejzanor me prerje të lartë përdoren në përpunim laboratorik, në tavolinë, pilot dhe në përpunim industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikacioneve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.



Literatura / Referencat

Fakte të vlefshme

Fosforin

Fosforeni (gjithashtu nanofletët e fosforit të zi / nanoflaket) shfaqin një lëvizshmëri të lartë prej 1000 cm2 V–1 s–1 për një kampion me trashësi 5 nm me raport të lartë ON/OFF rrymë prej 105. Si gjysmëpërçues i tipit p, fosforini përmban një hendeku direkt i brezit prej 0.3 eV. Për më tepër, fosforeni ka një hendek të drejtpërdrejtë brezi që rritet deri në afërsisht 2 eV për një shtresë. Këto karakteristika materiale i bëjnë nanofletat e fosforit të zi një material premtues për aplikime industriale në pajisjet nanoelektronike dhe nanofotonike, të cilat mbulojnë të gjithë gamën e spektrit të dukshëm. (krh. Passaglia et al., 2018) Një aplikim tjetër i mundshëm qëndron në aplikimet e biomjekësisë, pasi toksiciteti relativisht i ulët e bën përdorimin e fosforit të zi shumë tërheqës.
Në klasën e materialeve dydimensionale, fosforeni shpesh pozicionohet pranë grafenit, sepse, ndryshe nga grafeni, fosforeni ka një hendek brezi themelor jozero që mund të modulohet për më tepër nga sforcimi dhe numri i shtresave në një pirg.

Borofeni

Borofeni është një shtresë atomike kristalore e borit, dmth. është një alotrop dydimensional i borit (i quajtur edhe nanofletë bori). Karakteristikat e tij unike fizike dhe kimike e kthejnë borofenin në një material të vlefshëm për aplikime të shumta industriale.
Vetitë e jashtëzakonshme fizike dhe kimike të borofenit përfshijnë aspekte unike mekanike, termike, elektronike, optike dhe superpërçuese.
Kjo hap mundësitë për të përdorur borofenin për aplikime në bateritë e joneve të metaleve alkali, bateritë Li-S, ruajtjen e hidrogjenit, superkondensatorin, reduktimin dhe evolucionin e oksigjenit, si dhe reaksionin e elektroreduktimit të CO2. Një interes i madh është veçanërisht i madh për borofenin si një material anodë për bateritë dhe si material për ruajtjen e hidrogjenit. Për shkak të kapaciteteve të larta teorike specifike, përçueshmërisë elektronike dhe vetive të transportit të joneve, borofeni kualifikohet si material i shkëlqyer anodë për bateritë. Për shkak të kapacitetit të lartë të absorbimit të hidrogjenit në borofen, ai ofron potencial të madh për ruajtjen e hidrogjenit - me një kapacitet stroage mbi 15% të peshës së tij.
Lexoni më shumë rreth sintezës tejzanor dhe shpërndarjes së borofenit!


Ultrasonikë me performancë të lartë! Gama e produkteve të Hielscher mbulon spektrin e plotë nga ultrasonikatori kompakt laboratorik mbi njësitë e sipërme të stolit deri te sistemet tejzanor të plotë industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratormadhësia industriale.