графен оксид – Ултразвучни пилинг и дисперзија

Ултразвучни пилинг је широко коришћена техника за производњу графенског оксида разлагањем графитног оксида у танке, једнослојне или неколико слојева графена. Хиелсцхер соникатори стварају интензивну акустичну кавитацију, где ултразвучни таласи густи енергије стварају високоенергетске микромехуриће у течном медијуму. Ови мехурићи који се урушавају стварају силе смицања које раздвајају слојеве графитног оксида, ефикасно их љуштећи у нанолистове графенског оксида. Искористите предности ултразвука високих перформанси да своју апликацију засновану на графенском оксиду доведете на виши ниво!

Ултразвучни пилинг графен оксида

Графен оксид је растворљив у води, амфифилан, нетоксичан, биоразградив и може се лако распршити у стабилне колоиде. Ултразвучна ексфолијација и дисперзија је веома ефикасна, брза и исплатива метода за синтезу, дисперзију и функционализацију графенског оксида у индустријском обиму. У даљем процесу обраде, ултразвучни дисперзатори производе композите графен оксид-полимер високих перформанси.

Предности ултразвучног пилинга

Ултразвучни пилинг нуди неколико предности, укључујући једноставност, скалабилност и еколошку прихватљивост, јер обично не захтева јаке хемикалије или сложену обраду. Поред тога, омогућава прецизну контролу над величином и дебљином нано листова графен оксида, што је кључно за подешавање њихових својстава у различитим применама.

Протокол: Ултразвучни пилинг графен оксида

Да би се контролисала величина нано листова графен оксида (ГО), метода пилинга игра кључни фактор. Због својих прецизно контролисаних параметара процеса, ултразвучни пилинг је најраспрострањенија техника деламинације за производњу висококвалитетног графена и графен оксида.
За ултразвучни пилинг графен оксида из графитног оксида доступни су различити протоколи. Пронађите примерни протокол за ултразвучни пилинг графен оксида у наставку:
Прашак графитног оксида се меша у воденом КОХ са пХ вредношћу 10. За ексфолијацију и накнадну дисперзију користи се ултразвучни апарат типа сонде УП200Ст (200В). Након тога, К+ јони се везују за базалну раван графена да изазову процес старења. Старење се постиже ротационим испаравањем (2 х). Да би се уклонио вишак К+ јона, прах се пере и центрифугира различито време.
Добијена смеша се центрифугира и суши замрзавањем, тако да се таложи дисперзибилни прах графенског оксида.
Припрема проводљиве пасте графен оксида: Графен оксид у праху се може дисперговати у диметилформамиду (ДМФ) под соникацијом да би се произвела проводљива паста. (Хан ет ал.2014)

Механизам ултразвучног пилинга графен оксида
(Слика: Поттс ет ал. 2011)

Ултразвучна функционализација графен оксида

Соникација се успешно користи за уградњу графен оксида (ГО) у полимере и композите.
Примери:

• композит микросфера графен оксид-ТиО2
• композит полистирен-магнетит-графен оксид (структурирано језгро-љуска)
• композити са редукованим полистиреном графен оксида
• композит полистирен/графенски оксид (ПАНИ-ПС/ГО) пресвучен полианилинским нановлакнима
• полистирен интеркалирани графен оксид
• п-фенилендиамин-4винилбензен-полистирен модификовани графен оксид

Примене графен оксида произведеног ултразвучним пилингом

Graphene oxide produced via ultrasonic exfoliation has broad applications across diverse fields. In electronics, it is used in flexible conductive films and sensors; in energy storage, it enhances the performance of batteries and supercapacitors. Graphene oxide’s antibacterial properties make it valuable in biomedical applications, while its high surface area and functional groups are advantageous in catalysis and environmental remediation. Overall, ultrasonic exfoliation facilitates the efficient production of high-quality graphene oxide for use in cutting-edge technologies.

Соникатори за обраду графена и графенског оксида

Хиелсцхер Ултрасоницс нуди ултразвучне системе велике снаге за пилинг, дисперговање и обраду графена и графен оксида. Поуздани ултразвучни процесори и софистицирани реактори пружају прецизну контролу, омогућавајући подешавање ултразвучних процеса до жељених циљева.
Један од кључних параметара је ултразвучна амплитуда, која одређује вибрационо ширење и контракцију ултразвучне сонде. Хиелсцхер индустријски ултрасоникатори испоручују високе амплитуде, до 200µм, континуирано раде 24/7. За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонде. Сви процесори се могу прецизно прилагодити условима процеса и надгледати преко уграђеног софтвера, обезбеђујући поузданост, доследан квалитет и поновљиве резултате.
Хиелсцхер соникатори су робусни и могу да раде континуирано у тешким окружењима, чинећи соникацију пожељном производном технологијом за припрему графена, графен оксида и графитног материјала великих размера.
A wide product range of ultrasonicators and accessories, including sonotrodes and reactors with various sizes and geometries, allows the selection of optimal reaction conditions and factors, such as reagents, ultrasonic energy input, pressure, temperature, and flow rate, to achieve the highest quality. Hielscher’s ultrasonic reactors can even pressurize up to several hundred barg, enabling the sonication of highly viscous pastes with viscosities exceeding 250,000 centipoise.
Због ових фактора ултразвучно деламинација и пилинг надмашују конвенционалне технике.