Hielscher ultraljud teknik

Ultraljudsplogning av vatten-dispergerbar grafen

  • Mono-och bi-Layer Grafenet grafen kan produceras snabbt via ultraljud exfoliering med hög genom strömning och till låg kostnad.
  • Ultraljud exfolierad grafen kan funktionaliseras med biopolymerer för att få vatten-dispergerbara grafen.
  • Genom ultraljud kavitation, den syntetiserade grafen kan vidarebearbetas till en stabil vattenbaserad dispersion.

 

Ultraljud exfoliering av hög kvalitet graphene

Ultraljud är en pålitlig metod för att producera grafen lager (mono-, bi-och få lager grafen) från grafit flingor eller partiklar. Medan andra vanliga exfoliering tekniker såsom boll-och vals verk eller hög skjuvning blandare är kopplade till låg kvalitet och användning av aggressiva reagenser och lösnings medel, övertygar ultraljud exfoliering metoden genom sin höga kvalitet, hög process kapacitet och milda bearbetnings förhållanden.
ultraljud kavitation skapar intensiva skjuvkrafter som separerar de staplade grafit lagren i mono-, bi-och few-lager av felfri grafen.

Vatten-dispergerbara graphene Sheets

Under normala förhållanden, grafen är knappast dispergerbara i vatten och former aggregat och agglomerat när dispergerade i vatten medium. Eftersom vatten system har betydande fördelar av att vara billig, giftfria, miljö vänliga, vattenbaserade grafensystem är mycket attraktiva för grafen tillverkare och nedströms industrin.
För att få vatten-dispergerbara grafen nanosheets, ultraljud exfolierad grafen modifieras med polysackarider/biopolymerer såsom pullulan, Chitosan, alginat, gelatin eller gummi arabicum.

fördelar:Graphene exfoliering med ultraljud disperser UP400St

  • hög kvalitet grafen
  • Högt utbyte
  • vattenbaserad dispersion
  • hög koncentration
  • hög effektivitet
  • snabb process
  • låg kostnad
  • hög genom strömning
  • miljövänlig
7kw ultraljud spridning system för inline grafen produktion (Klicka för att förstora!)

Ultraljud system för grafen exfoliering

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Protokoll för direkt exfoliering av grafit

Icke-joniska pullulan och anjonalginat (1,0 g) Upplös tes separat i 20 ml destillerat vatten (DI), medan katjonchitosan (0,4 g) Upplös tes i 20 ml DI med 1 WT% ättiksyra. Grafit pulver dispergerades i vattenhaltiga biopolymerlösningar och behandlades med en ultraljud processor UP200S (maximal effekt 200 W, frekvens 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Tyskland) utrustad med en kon frustum Titan sonotrode (modell Micro tips S3, spets diameter 3 mm, maximal amplitud 210 μm, akustisk effekt täthet eller ytintensitet 460 W cm-2) under följande betingelser: 0,5 cykel och 50% amplitud, under en period av 10, 20, 30 och 60 min, respektive. Bästa resultat erhölls på 30min ultraljudsbehandling. Ultraljudsbehandling tillämpades vid makt 16,25 W i 30 minuter, med energi förbrukning (energi produktion per enhet volym) av 731 WS ml-1.
Därefter var blandningar centrifugeras vid 1500 RPM för 60 min att ta bort oexfolierade grafit partiklar och sedan tvättas 5 gånger och igen centrifugeras vid 5000 RPM för 20 min för att avlägsna överskott biopolymerer. De resulterande mörkgrå lösningarna var Vakuumtorkade vid 40 º C tills ingen Mass förlust. Den resulterande polymeren-grafen pulver var redispersed i vatten (1 mg ml-1 för pullulan och Chitosan; 0,18 mg/ml-1 för alginat) för karakterisering. Grafen ark erhålls genom pullulan-, alginat-och Chitosan-Assisted ultraljud angavs som pull-G, alg-G, och Chit-G, respectively.
Av de tre systemen var pullulan och Chitosan mer effektiva i exfoliering av grafit än alginat. Denna metod gav exfolierad mono-, bi-, och få lager grafen ark med endast låga laterala (kanter) defekter. Adsorptionen av biopolymerer på grafen yta ger en långvarig stabilitet (mer än 6 månader) av vattendispersionen.
(Unalan et al. 2015)

Ultraljud exfoliering av vatten-dispergerbara grafen grafen (unalan et al. 2015)

TEM-bilder av pull-G för: (a) 10 min; b) 20 min. c) 30 min. d) 60 min. e Chit-G i 30 minuter. (f) alg-G i 30 min. (Unalan et al. 2015)

Ultraljud system

Hielschers hög effekt ultraljud processorer används över hela världen för framgångs rika exfoliering och spridning av grafit och grafen. Våra ultraljud fördelare finns från Lab och bänk upp till hela industriella produktionsenheter. Förutom robusthet, 24/7 drift och lågt underhåll, Hielscher ultrasonicators övertyga av hög enkel bearbetning och linjär skalbarhet.
Processerna kan enkelt testas och optimeras i labbet. Efteråt kan alla process resultat skalas helt linjär till kommersiell produktions nivå. Detta gör ultraljudsbehandling en effektiv och effektiv produktions metod för den höga volymen av högkvalitativa grafen ark.
Hielscher Ultrasonics’ industriella ultraljud processorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder, anpassade ultraljud sonotrodes finns. Matchande ultraljud reaktorer säkerställa förmågan hos tillförlitlig och säker Mass produktion av hög kvalitet grafen nanosheets.

Ultraljud disperser finns från den lilla handhållna enheten till bänk och full-industriella ultraljud system för stor volym bearbetning (Klicka för att förstora!)

Hielschers ultraljud hög effekt Homogenisatorer finns tillgängliga för alla process skala – från labb till produktion.

Robustiteten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift i tunga och krävande miljöer.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Litteratur / Referenser

  • Unalan IE, WAN C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Polysaccharide-assisterad snabb exfoliering av grafit blodplättar till högkvalitativa vatten-dispergerbara grafen ark. RSC förskott 5, 2015. 26482–26490.


Fakta Värt att veta

grafen

Grafenet täcker Grafen är en enskiktslager av SP2-bundna kol atomer. Graphene erbjuder unika material egenskaper såsom en extraordinär stor specifik yta (2620 m2G-1), överlägsna mekaniska egenskaper med en Young ' s modulus av 1 TPa och en inneboende styrka av 130 GPa, en extremt hög elektronisk konduktivitet (rums temperatur elektron rörlighet på 2,5 × 105 cm2 V-1S-1), mycket hög värmeledningsförmåga (över 3000 W m K-1) för att namnge de viktigaste egenskaperna. På grund av dess överlägsna material egenskaper används grafen i hög grad vid utveckling och produktion av högpresterande batterier, bränsle celler, sol celler, superkondensator, vätelagringar, elektro magnetiska sköldar och elektroniska apparater. Dessutom är grafen inkorporerad i många nanokompositer och komposit material som förstärknings additiv, t ex i polymerer, keramik och metallmatriser. På grund av dess höga konduktivitet är grafen en viktig komponent i ledande färger och tryck färger.
Den snabba och säkra ultraljud beredning av defekt-fri grafen vid stora volymer till låga kostnader möjliggör en breddning av Grafenet till fler och fler branscher.