การสังเคราะห์โบโรฟีนอัลตราโซนิกในระดับอุตสาหกรรม

Borophene อนุพันธ์แบบนาโนโครงสร้างสองมิติของโบรอนสามารถสังเคราะห์ได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการขัดผิวอัลตราโซนิกที่อ่อนน้อมและต้นทุนต่ํา การขัดผิวระยะของเหลวอัลตราโซนิกสามารถใช้ในการผลิตแผ่นนาโนโฟมคุณภาพสูงจํานวนมาก เทคนิคการขัดผิวอัลตราโซนิกใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตวัสดุนาโน 2 มิติ (เช่นกราฟีน) และเป็นที่รู้จักกันดีสําหรับข้อดีของแผ่นนาโนคุณภาพสูงผลผลิตสูงการทํางานที่รวดเร็วและง่ายรวมถึงประสิทธิภาพโดยรวม

วิธีการขัดผิวอัลตราโซนิกสําหรับการเตรียมโบโรฟีน

Probe-type ultrasonicators are the preferred method for efficient borophene exfoliation.การขัดผิวเฟสของเหลวที่ขับเคลื่อนด้วยอัลตราโซนิกใช้กันอย่างแพร่หลายในการเตรียมแผ่นนาโนแผ่น 2 มิติจากสารตั้งต้นจํานวนมากต่างๆรวมถึงกราไฟท์ (กราฟีน), โบรอน (โบโรฟีน) และอื่น ๆ เมื่อเทียบกับเทคนิคการขัดผิวทางเคมีการขัดผิวเฟสของเหลวที่ช่วยด้วยอัลตราโซนิกถือเป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มมากขึ้นในการเตรียมโครงสร้างนาโน 0D และ 2D เช่นจุดควอนตัมโบรอน (BQDs) และโบโรฟีน (cf เลย วังเอตอัล, 2021)
โครงการที่เหลือแสดงกระบวนการขัดผิวของเหลวอุณหภูมิต่ําอัลตราโซนิกของแผ่นโบโรฟีนไม่กี่ชั้น 2D (การศึกษาและภาพ: ©Lin et al., 2021).

ขอข้อมูล





Ultrasonic reactor for large scale borophene exfoliation. The stainless steel reactor is equipped with a powerful industrial 2000 watts ultrasonicator (20kHz).

เครื่องปฏิกรณ์โซโนเคมีที่ติดตั้ง โปรเซสเซอร์ล้ําอุตสาหกรรม 2000 วัตต์ UIP2000hdT สําหรับการขัดผิวโบโรฟีนขนาดใหญ่

กรณีศึกษาการขัดผิวด้วยโบโรฟีนอัลตราโซนิก

การขัดผิวและการทําลายล้างโดยใช้อัลตราซาวนด์พลังงานในกระบวนการเฟสของเหลวได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางและประสบความสําเร็จในการนําไปใช้กับโบโรฟีนและอนุพันธ์โบรอนอื่น ๆ เช่นจุดควอนตัมโบรอนโบรอนไนไตรด์หรือแมกนีเซียมไดโบไรด์

α-โบโรฟีน

ในการศึกษาที่ดําเนินการโดย Göktuna และ Taşaltın (2021) αโบโรฟีนจัดทําขึ้นผ่านการขัดผิวอัลตราโซนิกที่เป็นมิตรและต้นทุนต่ํา แผ่นนาโนชีตโบโรฟีนสังเคราะห์อัลตราโซนิกแสดงโครงสร้างผลึกโบโรฟีนα
โปรโตคอล: อนุภาคโบรอน 100 มก. ถูก sonicated ใน 100 มล. DMF ที่ 200 W (เช่นการใช้ UP200St กับ S26d14) เป็นเวลา 4 ชั่วโมงในไนโตรเจน (N2)ไหลควบคุมห้องโดยสารเพื่อป้องกันการเกิดออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการขัดผิวระยะของเหลวอัลตราโซนิกของ การแก้ปัญหาของอนุภาคโบรอนขัดผิวถูกเหวี่ยงด้วย 5,000 รอบต่อนาทีและ 12,000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 15 นาทีตามลําดับจากนั้นโบโรฟีนจึงรวบรวมและอบแห้งอย่างระมัดระวังในสุญญากาศรอบ 4 ชั่วโมงที่ 50ºC (cf. Göktuna และ Taşaltın, 2021)

Process steps of borophene exfoliation using the ultrasonic delamination technique

ภาพประกอบแผนผังของโบโรฟีนที่มีไม่กี่ชั้นขัดผิวโดยโพรบอัลตราโซนิกช่วยกระบวนการบําบัด solvothermal
การศึกษาและภาพ: ©จาง et al., 2020

โบโรฟีนไม่กี่ชั้น

Zhang et al. (2020) รายงานเทคนิคการขัดผิวเฟสของเหลวอะซิโตน solvothermal ซึ่งช่วยให้การผลิตโบโรฟีนคุณภาพสูงที่มีขนาดใหญ่ในแนวนอน การใช้ผลบวมของอะซิโตนสารตั้งต้นผงโบรอนถูกเปียกครั้งแรกในอะซิโตน จากนั้นสารตั้งต้นโบรอนเปียกได้รับการรักษาด้วยตัวแก้เพิ่มเติมในอะซิโตนที่ 200ºCตามด้วย sonicator ชนิดโพรบที่ 225 W เป็นเวลา 4 ชั่วโมง โบโรฟีนที่มีโบรอนไม่กี่ชั้นและขนาดแนวนอนสูงถึง 5.05 มม. ในที่สุดก็ได้รับ เทคนิคการขัดผิวเฟสของเหลวช่วยแก้ปัญหาอะซิโตนสามารถใช้ในการเตรียมแผ่นนาโนโบรอนที่มีขนาดใหญ่ในแนวนอนและมีคุณภาพสูง (cf. จางเอตอัล, 2020)
เมื่อรูปแบบ XRD ของโบโรฟีนขัดผิวอัลตราโซนิกถูกเปรียบเทียบกับสารตั้งต้นโบรอนจํานวนมากสามารถสังเกตรูปแบบ XRD ที่คล้ายกันได้ ยอดเขากระจายตัวที่สําคัญส่วนใหญ่สามารถจัดทําดัชนีกับโบรอน b-rhombohedral แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างผลึกเกือบจะได้รับการอนุรักษ์ก่อนและหลังการรักษาด้วยการขัดผิว

Ultrasonically exfoliated borophene

ภาพ SEM ที่มีความละเอียดต่ํา (ก) และความละเอียดสูง (b) ของโบโรฟีนที่มีไม่กี่ชั้นที่ได้รับจากการขัดผิวแก้อัลตราโซนิกช่วยในอะซิโตน
การศึกษาและภาพ: ©จาง et al., 2020

The ultrasonic exfoliation process of borophene preserves its crystalline structure.

รูปแบบ XRD (a) และสเปกตรัมรามัน (b) ของโบรอนและโบโรฟีนจํานวนมากที่ไม่ได้รับการรักษาที่มีไม่กี่ชั้นที่ได้รับจากการสอบสวนอัลตราโซนิกช่วยขัดผิว
การศึกษาและภาพ: ©จาง et al., 2020

การสังเคราะห์โซโนเคมีของโบรอนควอนตัมดอท

Hao et al. (2020) ประสบความสําเร็จในการเตรียมเซมิคอนดักเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่และสม่ําเสมอโบรอนควอนตัมจุด (BQDs) จากผงโบรอนขยายตัวใน acetonitrile ตัวทําละลายอินทรีย์ขั้วสูงโดยใช้ ultrasonicator ชนิดโพรบที่มีประสิทธิภาพ (เช่น, UP400St, UIP500hdT หรือ UIP1000hdT). จุดควอนตัมโบรอนสังเคราะห์ที่มีขนาดด้านข้าง 2.46 ±0.4 นาโนเมตรและความหนา 2.81 ±0.5 นาโนเมตร
โปรโตคอล: ในการเตรียมทั่วไปของจุดควอนตัมโบรอน 30 มก. ของผงโบรอนถูกเพิ่มเข้าไปในขวดสามคอก่อนแล้ว 15 มิลลิลิตรของ acetonitrile ถูกเพิ่มเข้าไปในขวดก่อนกระบวนการ ultrasonication การขัดผิวดําเนินการที่กําลังขับ 400 W (เช่นการใช้ UIP500hdT), ความถี่ 20kHz และเวลาอัลตราโซนิกของ 60 นาที เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปของการแก้ปัญหาในระหว่างการ ultrasonication การระบายความร้อนโดยใช้อ่างน้ําแข็งหรือเครื่องทําความเย็นในห้องปฏิบัติการถูกนําไปใช้ในอุณหภูมิคงที่ สารละลายที่เกิดขึ้นถูกเหวี่ยงที่ 1500 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 60 นาที ซูเปอร์เนแมนต์ที่มีจุดโบรอนควอนตัมถูกสกัดเบา ๆ การทดลองทั้งหมดดําเนินการที่อุณหภูมิห้อง (cf. Hao et al., 2020)
ในการศึกษาของ Wang et al. (2021) นักวิจัยเตรียมจุดโบรอนควอนตัมโดยใช้เทคนิคการขัดผิวเฟสของเหลวอัลตราโซนิกด้วย พวกเขาได้รับจุดควอนตัมโบรอนแบบ monodispersed ที่มีการกระจายขนาดแคบการกระจายตัวที่ดีเยี่ยมเสถียรภาพสูงในโซลูชัน IPA และเรืองแสงสองภาพ

Ultrasonically synthesized boron quantum dots.

ภาพ TEM และการกระจายเส้นผ่าศูนย์กลางที่สอดคล้องกันของ BQDs ที่เตรียมภายใต้เงื่อนไขล้ําที่แตกต่างกัน (ก) ภาพ TEM ของ BQDs-2 สังเคราะห์ที่ 400 W เป็นเวลา 2 ชั่วโมง (ข) ภาพ TEM ของ BQDs-3 สังเคราะห์ที่ 550 W เป็นเวลา 1 ชั่วโมง (c) ภาพ TEM ของ BQDs-3 สังเคราะห์ที่ 400 W เป็นเวลา 4 ชั่วโมง (d) การกระจายเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดควอนตัมที่ได้มาจาก (ก) (จ) การกระจายเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดควอนตัมที่ได้มาจาก (ข) (f) การกระจายเส้นผ่านศูนย์กลางของจุดควอนตัมที่ได้รับจาก (c)
การศึกษาและภาพ: ©เฮา et al., 2020

อัลตราโซนิกขัดผิวของแมกนีเซียมไดโบไรด์นาโนชีต

กระบวนการขัดผิวดําเนินการโดยการระงับแมกนีเซียมไดโบไรด์ 450 มก.
(เอ็มจีบี2) ผง (ประมาณ 100 ขนาดตาข่าย / 149 ไมครอน) ในน้ํา 150 มล. และสัมผัสกับ ultrasonication เป็นเวลา 30 นาที การขัดผิวอัลตราโซนิกสามารถทําได้ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบเช่น Uf200 ःที หรือ UP400St ด้วยแอมพลิจูด 30% และโหมดรอบ 10 วินาทีเปิด / ปิดพัลส์ ผลการขัดผิวอัลตราโซนิกในระงับสีดําเข้ม สีดําสามารถนํามาประกอบกับสีของผง MgB2 ที่เก่าแก่

เครื่องอัลตราโซนิก UP200St (200W) ขัดผิวโบโรฟีนในอะเซโทนิทริล

ขอข้อมูล





Ultrasonic graphene exfoliation in water

ลําดับความเร็วสูง (จาก a ถึง f) ของเฟรมแสดงให้เห็นถึงการขัดผิวแบบกลของเกล็ดกราไฟท์ในน้ําโดยใช้ UP200S เครื่องอัลตราโซนิก 200W ด้วยโซโนโทรด 3 มม. ลูกศรแสดงสถานที่ของการแยก (ขัดผิว) ด้วยฟองอากาศโพรงอากาศเจาะแยก
© Tyurnina et al. 2020

Ultrasonicators ที่มีประสิทธิภาพสําหรับการขัดผิวโบโรเฟนในทุกระดับ

Hielscher ultrasonicators can be remotely controlled via browser control. Sonication parameters can be monitored and adjusted precisely to the process requirements.Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่าย ultrasonicators ที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้ทุกขนาด จากอุปกรณ์อัลตราโซนิกห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดเพื่อโพรบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมและเครื่องปฏิกรณ์ Hielscher มีระบบอัลตราโซนิกที่เหมาะสําหรับกระบวนการของคุณ ด้วยประสบการณ์การใช้งานที่ยาวนานเช่นการสังเคราะห์วัสดุนาโนและการกระจายตัวพนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมมาอย่างดีของเราจะแนะนําให้คุณตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดสําหรับความต้องการ ypour โปรเซสเซอร์ล้ําอุตสาหกรรม Hielscher เป็นที่รู้จักกันเป็นม้าทํางานที่เชื่อถือได้ในโรงงานอุตสาหกรรม สามารถส่งมอบแอมพลิจูดที่สูงมาก Hielscher ultrasonicators เหมาะสําหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นการขัดผิวด้วยโบโรฟีนหรือกราฟีนรวมถึงการกระจายตัวของวัสดุนาโน แอมพลิจูดสูงสุด 200μm สามารถทํางานอย่างต่อเนื่องในการดําเนินงาน 24/7 สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้น sonotrodes อัลตราโซที่กําหนดเองสามารถใช้ได้
อุปกรณ์ทั้งหมดได้รับการออกแบบและผลิตในสํานักงานใหญ่ของเราในประเทศเยอรมนี ก่อนที่จะส่งมอบให้กับลูกค้าทุกอุปกรณ์อัลตราโซนิกได้รับการทดสอบอย่างรอบคอบภายใต้ภาระเต็ม เรามุ่งมั่นเพื่อความพึงพอใจของลูกค้าและการผลิตของเรามีโครงสร้างเพื่อตอบสนองการประกันคุณภาพสูงสุด (เช่นการรับรอง ISO)

ทำไม Hielscher Ultrasonics?

  • ประสิทธิภาพสูง
  • เทคโนโลยีล้ําหน้า
  • ความเชื่อถือได้ & ความแข็งแรง
  • ชุด & แบบอินไลน์
  • สําหรับวอลุ่มใดๆ
  • ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ
  • คุณสมบัติอัจฉริยะ (เช่น โปรโตคอลข้อมูล)
  • CIP (ทําความสะอาดในสถานที่)

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:

ปริมาณชุด อัตราการไหล อุปกรณ์ที่แนะนำ
1 ถึง 500mL 10 ถึง 200mL / นาที UP100H
10 ถึง 2000ml 20 ถึง 400ml / นาที Uf200 ःที, UP400St
00.1 เพื่อ 20L 00.2 เพื่อ 4L / นาที UIP2000hdT
10 100L 2 ถึง 10L / นาที UIP4000hdT
N.A. 10 100L / นาที UIP16000
N.A. ที่มีขนาดใหญ่ กลุ่มของ UIP16000

ติดต่อเรา! / ถามเรา!

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม

กรุณาใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวประมวลผลอัลตราโซนิกโปรแกรมประยุกต์และราคา เราจะยินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณกับคุณและเพื่อให้คุณระบบอัลตราโซนิกการประชุมความต้องการของคุณ!










Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมกระจาย emulsification และสกัดในห้องปฏิบัติการนักบินและอุตสาหกรรมขนาด



วรรณกรรม / อ้างอิง

ข้อเท็จจริงที่รู้

โบโรฟีน

โบโรฟีนเป็นโมโนเลย์อะตอมผลึกของโบรอนเช่นมันเป็น allotrope สองมิติของโบรอน (หรือที่เรียกว่าโบรอนนาโนชีต) ลักษณะทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ทําให้โบโรฟีนกลายเป็นวัสดุที่มีค่าสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมจํานวนมาก
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ยอดเยี่ยมของ Borophene รวมถึงแง่มุมทางกลความร้อนอิเล็กทรอนิกส์ออปติคอลและตัวนํายิ่งยวดที่เป็นเอกลักษณ์
สิ่งนี้เปิดโอกาสให้ใช้โบโรฟีนสําหรับการใช้งานในแบตเตอรี่ไอออนโลหะอัลคาไลแบตเตอรี่ Li-S การจัดเก็บไฮโดรเจน supercapacitor การลดออกซิเจนและวิวัฒนาการรวมถึงปฏิกิริยาไฟฟ้า CO2 โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสนใจสูงเข้าไปใน borophene เป็นวัสดุขั้วบวกสําหรับแบตเตอรี่และเป็นวัสดุจัดเก็บไฮโดรเจน เนื่องจากความจุเฉพาะทางทฤษฎีสูงการนําไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์และคุณสมบัติการขนส่งไอออนโบโรฟีนมีคุณสมบัติเป็นวัสดุขั้วบวกที่ดีสําหรับแบตเตอรี่ เนื่องจากความสามารถในการดูดซับไฮโดรเจนสูงต่อโบโรฟีนจึงมีศักยภาพที่ยอดเยี่ยมสําหรับการจัดเก็บไฮโดรเจนโดยมีความจุสูงกว่า 15% ของน้ําหนัก

โบโรฟีนสําหรับการจัดเก็บไฮโดรเจน

วัสดุที่ใช้โบรอนสองมิติ (2D) ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากสื่อเก็บข้อมูล H2 เนื่องจากมวลอะตอมต่ําของโบรอนและความเสถียรในการตกแต่งโลหะด่างบนพื้นผิวซึ่งช่วยเพิ่มปฏิสัมพันธ์กับ H2 แผ่นนาโนโบโรฟีนสองมิติซึ่งสามารถสังเคราะห์ได้ง่ายโดยใช้การขัดผิวระยะของเหลวอัลตราโซนิกตามที่อธิบายไว้ข้างต้นได้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ดีสําหรับอะตอมตกแต่งโลหะที่แตกต่างกันซึ่งการรวมกลุ่มของอะตอมโลหะสามารถเกิดขึ้นได้ การใช้การตกแต่งโลหะที่หลากหลายเช่น Li, Na, Ca และ Ti บนโพลีมอร์ฟโบโรฟีนที่แตกต่างกันความหนาแน่นของกราวิเมตริก H2 ที่น่าประทับใจได้รับตั้งแต่ 6 ถึง 15 wt % ซึ่งเกินข้อกําหนดของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (DOE) สําหรับการจัดเก็บบนเครื่องบิน 6.5wt% H2 (cf เลย ฮาบิบิ เอต อัล, 2021)


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงจาก ห้องปฏิบัติการ ไปยัง ขนาดอุตสาหกรรมของ


(function ($) { const $searchForms = $('form[role="search"].hi-sf'); $.each($searchForms, function (index, searchForm) { const $searchForm = $(searchForm); const label = $searchForm.find('.hi-sf__lab').text(); $searchForm.find('.hi-sf__in').attr('placeholder', label); }); }(jQuery));