การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกของซีเนส

Xenes เป็นวัสดุนาโนโมโน 2 มิติที่มีคุณสมบัติพิเศษเช่นพื้นที่ผิวสูงมากคุณสมบัติทางกายภาพ / เคมี anisotropic รวมถึงการนําไฟฟ้าที่เหนือกว่าหรือความต้านทานแรงดึง การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกหรือการปนเปื้อนเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ในการผลิตแผ่นนาโน 2D ชั้นเดียวจากวัสดุสารตั้งต้นชั้น การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกถูกสร้างขึ้นแล้วสําหรับการผลิตแผ่นนาโนซีนคุณภาพสูงในระดับอุตสาหกรรม

ซีเนส – โครงสร้างนาโนโมโนเลย์

โบโรฟีนขัดผิวอัลตราโซนิกXenes เป็น monolayer (2D), วัสดุนาโน monoelemental ซึ่งมีโครงสร้างเหมือนกราฟีนพันธะโควาเลนต์ภายในชั้นและแรง Van der Waals ที่อ่อนแอระหว่างชั้น ตัวอย่างวัสดุซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคลาสซีนส์ได้แก่โบโรฟีนซิลิเซเนนเจอร์เมเนนสตานีนฟอสฟอรัส (ฟอสฟอรัสสีดํา) อาร์เซเนนบิสมูธีนและเทลยูรีนและแอนติโมนีน เนื่องจากโครงสร้าง 2 มิติชั้นเดียววัสดุนาโนซีเนสจึงถูกเผาด้วยพื้นผิวขนาดใหญ่มากรวมถึงปฏิกิริยาทางเคมีและทางกายภาพที่ดีขึ้น ลักษณะโครงสร้างนี้ให้วัสดุนาโนซีเนสที่น่าประทับใจโฟโตนิกตัวเร่งปฏิกิริยาแม่เหล็กและคุณสมบัติอิเล็กทรอนิกส์และทําให้โครงสร้างนาโนเหล่านี้น่าสนใจมากสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมจํานวนมาก ภาพซ้ายแสดงภาพ SEM ของบอโรฟีนขัดผิวอัลตราโซนิก

ขอข้อมูล





เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับการขัดผิวอุตสาหกรรมของนาโนชีต 2D เช่นซีน (เช่นโบโรฟีน, ซิลิเซเน่, เจอร์เมเนน, สตานีน, ฟอสฟอรีน (ฟอสฟอรัสสีดํา), อาร์เซเนน, บิสมูธีนและเทลลูรีนและแอนติโมนีน)

เครื่องปฏิกรณ์ที่มี เครื่องอัลตราโซนิก 2000 วัตต์ UIP2000hdT สําหรับการขัดผิวขนาดใหญ่ของแผ่นนาโนซีนส์

การผลิตวัสดุนาโนซีเนสโดยใช้อัลตราโซนิก Delamination

การขัดผิวของเหลวของวัสดุนาโนชั้น: นาโนชีต 2D ชั้นเดียวผลิตจากวัสดุอนินทรีย์ที่มีโครงสร้างเป็นชั้น ๆ (เช่นกราไฟท์) ที่ประกอบด้วยชั้นโฮสต์ที่ซ้อนกันอย่างหลวม ๆ ซึ่งแสดงการขยายแกลเลอรี่แบบเลเยอร์ต่อชั้นหรือบวมเมื่อเปรียบเทียบไอออนและ / หรือตัวทําละลายบางอย่าง การขัดผิวซึ่งเฟสชั้นถูกแยกออกเป็นแผ่นนาโนมักจะมาพร้อมกับอาการบวมเนื่องจากแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตที่อ่อนแอลงอย่างรวดเร็วระหว่างชั้นซึ่งผลิตการกระจายตัวของคอลลอยด์ของแต่ละชั้น 2D หรือแผ่น (cf เลย Geng et al, 2013) โดยทั่วไปเป็นที่ทราบกันดีว่าอาการบวมช่วยอํานวยความสะดวกในการขัดผิวผ่าน ultrasonication และส่งผลให้แผ่นนาโนที่มีประจุลบ การปรับสภาพทางเคมียังอํานวยความสะดวกในการขัดผิวโดยใช้ sonication ในตัวทําละลาย ตัวอย่างเช่นการทํางานช่วยให้การขัดผิวของไฮดรอกไซด์คู่ชั้น (LDHs) ในแอลกอฮอล์ (cf เลย Nicolosi et al., 2013)
สําหรับการขัดผิวอัลตราโซนิก / delamination วัสดุชั้นสัมผัสกับคลื่นอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพในตัวทําละลาย เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์พลังงานหนาแน่นจะควบคู่ไปกับของเหลวหรือสารละลายอะคูสติก aka โพรงอากาศอัลตราโซนิกเกิดขึ้น โพรงอากาศอัลตราโซนิกมีลักษณะการล่มสลายของฟองสุญญากาศ คลื่นอัลตราซาวนด์เดินทางผ่านของเหลวและสร้างวงจรความดันต่ํา / ความดันสูงสลับ ฟองสุญญากาศนาทีเกิดขึ้นในระหว่างรอบความดันต่ํา (rarefaction) และเติบโตผ่านรอบความดันต่ํา / ความดันสูงต่างๆ เมื่อฟองอากาศโพรงอากาศมาถึงจุดที่ไม่สามารถดูดซับพลังงานใด ๆ เพิ่มเติมฟองอากาศจะระเบิดอย่างรุนแรงและสร้างสภาพที่หนาแน่นของพลังงานในท้องถิ่น ฮอตสปอตโพรงอากาศจะถูกกําหนดโดยความดันและอุณหภูมิที่สูงมากความดันและความแตกต่างของอุณหภูมิไอพ่นของเหลวความเร็วสูงและแรงเฉือน กองกําลังโซโนเมคและโซโนเคมีเหล่านี้ผลักดันตัวทําละลายระหว่างชั้นที่ซ้อนกันและโครงสร้างอนุภาคและผลึกที่แตกตัวซึ่งทําให้เกิดแผ่นนาโนที่ขัดผิว ลําดับภาพด้านล่างแสดงให้เห็นถึงกระบวนการขัดผิวโดยโพรงอากาศอัลตราโซนิก

อัลตราโซนิกกราฟีนขัดผิวในน้ํา

ลําดับความเร็วสูง (จาก a ถึง f) ของเฟรมแสดงให้เห็นถึงการขัดผิวแบบกลของเกล็ดกราไฟท์ในน้ําโดยใช้ UP200S เครื่องอัลตราโซนิก 200W กับโซโนโทรด 3 มม. ลูกศรแสดงสถานที่ของการแยก (ขัดผิว) ด้วยฟองอากาศโพรงอากาศเจาะแยก
© Tyurnina et al. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0)

การสร้างแบบจําลองแสดงให้เห็นว่าหากพลังงานพื้นผิวของตัวทําละลายคล้ายกับวัสดุชั้นความแตกต่างของพลังงานระหว่างสถานะที่ขัดผิวและแยกตัวใหม่จะมีขนาดเล็กมากโดยถอดแรงผลักดันเพื่อการรวมตัวอีกครั้ง เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการกวนและตัดทางเลือกเครื่องกวนอัลตราโซนิกให้แหล่งพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสําหรับการขัดผิวนําไปสู่การสาธิตของ ion intercalation - ช่วยขัดผิวของ TaS2, NbS2และ MoS2เช่นเดียวกับออกไซด์ชั้น (cf เลย Nicolosi et al., 2013)

Ultrasonication เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้สําหรับการขัดผิวของเหลวของแผ่นนาโนเช่นกราฟีนและซีน

ภาพ TEM ของแผ่นนาโนขัดผิวด้วยของเหลวอัลตราโซนิก: (A) แผ่นนาโนกราฟีนที่ขัดผิวด้วยวิธีการ sonication ในตัวทําละลาย N-methyl-pyrrolidone (B) แผ่นนาโนแผ่น h-BN ที่ขัดผิวด้วยวิธีการ sonication ในตัวทําละลาย isopropanol (C) แผ่นนาโนแผ่น MoS2 ที่ขัดผิวด้วยวิธีการ sonication ในสารละลายลดแรงตึงผิวในน้ํา
(การศึกษาและภาพ: ©Nicolosi et al., 2013)

โปรโตคอลการขัดผิวของเหลวอัลตราโซนิก

การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกและการทําลายล้างของซีนส์และวัสดุนาโน monolayer อื่น ๆ ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในการวิจัยและถูกถ่ายโอนไปยังขั้นตอนการผลิตอุตสาหกรรม ด้านล่างเรานําเสนอคุณเลือกโปรโตคอลการขัดผิวโดยใช้ sonication

การขัดผิวอัลตราโซนิกของฟอสฟอรีนนาโนเฟลกส์

ฟอสฟอรีน (หรือที่เรียกว่าฟอสฟอรัสสีดํา, BP) เป็นวัสดุ 2 มิติชั้น monoelemental ที่เกิดขึ้นจากอะตอมฟอสฟอรัส
ในการวิจัยของ Passaglia et al. (2018) การเตรียมสารแขวนลอยที่มั่นคงของฟอสฟอรีน − เมทิลเมทาคริเลตโดยการขัดผิวเฟสของเหลว (LPE) ของ sonication ในการปรากฏตัวของ MMA ตามด้วยพอลิเมอไรเซชันที่รุนแรง เมทิลเมทาคริเลต (MMA) เป็นโมโนเมอร์เหลว

โปรโตคอลสําหรับการขัดผิวของเหลวอัลตราโซนิกของฟอสฟอรีน

MMA_bPn, NVP_bPn และสารแขวนลอยSty_bPnได้มาจาก LPE ต่อหน้าโมโนเมอร์แต่เพียงผู้เดียว ในขั้นตอนทั่วไป, ∼5 มิลลิกรัมของ bP, บดอย่างระมัดระวังในปูน, ถูกใส่ในหลอดทดลองแล้วปริมาณถ่วงน้ําหนักของ MMA, Sty, หรือ NVP ถูกเพิ่ม. โมโนเมอร์ระงับ bP ถูก sonicated เป็นเวลา 90 นาทีโดยใช้ Homogenizer อัลตราโซนิก Hielscher UP200St (200W, 26kHz)พร้อมกับ sonotrode S26d2 (เส้นผ่านศูนย์กลางปลาย: 2 มม.) แอมพลิจูดอัลตราโซนิกได้รับการบํารุงรักษาคงที่ที่ 50% ด้วย P = 7 W ในทุกกรณีอ่างน้ําแข็งถูกนํามาใช้สําหรับการกระจายความร้อนที่ดีขึ้น MMA_bPnสุดท้ายNVP_bPnและช่วงล่างSty_bPnถูกพองตัวกับ N2 เป็นเวลา 15 นาที ช่วงล่างทั้งหมดได้รับการวิเคราะห์โดย DLS ซึ่งแสดงค่า rH ใกล้เคียงกับDMSO_bPn ตัวอย่างเช่นการระงับMMA_bPn (มีประมาณ 1% ของเนื้อหา bP) มีลักษณะ rH = 512 ± 58 นาโนเมตร
ในขณะที่การศึกษาทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ เกี่ยวกับฟอสฟอรีนรายงานเวลา sonication ของหลายชั่วโมงโดยใช้ทําความสะอาดอัลตราโซนิกตัวทําละลายจุดเดือดสูงและมีประสิทธิภาพต่ําทีมวิจัยของ Passaglia แสดงให้เห็นถึงโปรโตคอลการขัดผิวอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้ ultrasonicator ชนิดโพรบ (เช่น, UP200St)

การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกโบโรฟีน

สําหรับโปรโตคอล sonication และผลของการขัดผิวอัลตราโซนิกโบโรฟีนโปรดคลิกที่นี่!

การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกของแผ่นนาโนซิลิกาไม่กี่ชั้น

ภาพ SEM ของแผ่นนาโนซิลิกาขัดผิวอัลตราโซนิกไม่กี่ชั้นขัดผิวซิลิกา nanosheets (E-SN) ถูกเตรียมจากเวอร์มิคูไลต์ธรรมชาติ (Verm) ผ่านการขัดผิวอัลตราโซนิก. สําหรับการสังเคราะห์ซิลิกานาโนชีตขัดผิวมีการใช้วิธีการขัดผิวแบบเหลวเฟสต่อไปนี้: แผ่นนาโนซิลิกา 40 มก. (SN) กระจายตัวในเอทานอลสัมบูรณ์ 40 มล. ต่อจากนั้นส่วนผสมถูก ultrasonicated สําหรับ 2 ชั่วโมงโดยใช้ Hielscher อัลตราโซนิกตัวประมวลผล UP200Stพร้อมกับโซโนโทรดขนาด 7 มม. แอมพลิจูดของคลื่นอัลตราซาวนด์ถูกเก็บไว้คงที่ที่ 70% มีการใช้อ่างน้ําแข็งเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป SN ที่ยังไม่ขัดผิวถูกลบออกโดยการหมุนเหวี่ยงที่ 1,000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 10 นาที ในที่สุดผลิตภัณฑ์ก็ถูก decanted และแห้งที่อุณหภูมิห้องภายใต้สูญญากาศข้ามคืน (cf เลย Guo et al., 2022)

การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกของแผ่นนาโน 2D monolayer เช่น xenes (เช่นฟอสฟอรีนโบโรฟีน ฯลฯ ) จะประสบความสําเร็จอย่างมีประสิทธิภาพโดย sonication ชนิดโพรบ

การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกของแผ่นนาโน monolayer กับ เครื่องอัลตราโซนิก UP400St.


การขัดผิวด้วยของเหลวอัลตราโซนิกของนาโนชีตชั้นเดียว

การขัดผิวด้วยของเหลวอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิตแผ่นนาโนซีน ภาพแสดง 1000 วัตต์ที่มีประสิทธิภาพ UIP1000hdT.

ขอข้อมูล





โพรบอัลตราซาวนด์กําลังสูงและเครื่องปฏิกรณ์สําหรับการขัดผิวของแผ่นนาโนซีเนส

Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่าย ultrasonicators ที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้ในขนาดใด ๆ จากอุปกรณ์อัลตราโซนิกห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดเพื่อโพรบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมและเครื่องปฏิกรณ์ Hielscher มีระบบอัลตราโซนิกที่เหมาะสําหรับกระบวนการของคุณ ด้วยประสบการณ์การใช้งานที่ยาวนานเช่นการสังเคราะห์และการกระจายวัสดุนาโนพนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมมาอย่างดีของเราจะแนะนําการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดสําหรับความต้องการของคุณ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher เป็นที่รู้จักกันเป็นม้าทํางานที่เชื่อถือได้ในโรงงานอุตสาหกรรม สามารถส่งมอบแอมพลิจูดที่สูงมาก Hielscher ultrasonicators เหมาะสําหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นการสังเคราะห์ซีนและวัสดุนาโนโมโนเลย์ 2 มิติอื่น ๆ เช่นโบโรฟีนฟอสฟอรีนหรือกราฟีนรวมถึงการกระจายตัวที่เชื่อถือได้ของโครงสร้างนาโนเหล่านี้
อัลตราซาวนด์ที่มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ: Ultrasonics Hielscher’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสามารถส่งมอบความกว้างสูงมาก แอมพลิจูดของถึง200μmสามารถทํางานอย่างต่อเนื่องในการดําเนินงาน24/7ของ สําหรับคลื่นที่สูงขึ้น sonotrodes อัลตราโซนิกที่กําหนดเองที่มีอยู่
คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและทําในประเทศเยอรมนี: อุปกรณ์ทั้งหมดได้รับการออกแบบและผลิตในสํานักงานใหญ่ของเราในประเทศเยอรมนี ก่อนที่จะส่งมอบให้กับลูกค้าทุกอุปกรณ์อัลตราโซนิกได้รับการทดสอบอย่างรอบคอบภายใต้ภาระเต็ม เรามุ่งมั่นเพื่อความพึงพอใจของลูกค้าและการผลิตของเรามีโครงสร้างเพื่อตอบสนองการประกันคุณภาพสูงสุด (เช่นการรับรอง ISO)

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!










อัลตราโซนิกสูงเฉือน homogenizers ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ, ม้านั่งด้านบน, นักบินและการประมวลผลอุตสาหกรรม

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมกระจาย emulsification และสกัดในห้องปฏิบัติการนักบินและอุตสาหกรรมขนาด



วรรณกรรม / อ้างอิง

ข้อเท็จจริงที่รู้

ฟอสฟอรีน

ฟอสฟอรีน (แผ่นนาโนฟอสฟอรัสสีดํา / นาโนเฟลก) แสดงความคล่องตัวสูง 1,000 ซม. 2 V–1 s–1 สําหรับตัวอย่างความหนา 5 นาโนเมตรที่มีอัตราส่วนเปิด / ปิดกระแสสูง 105 ในฐานะที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p ฟอสฟอรีนมีช่องว่างของวงดนตรีโดยตรง 0.3 eV นอกจากนี้ฟอสฟอรีนมีช่องว่างของวงดนตรีโดยตรงซึ่งเพิ่มขึ้นถึงประมาณ 2 eV สําหรับ monolayer ลักษณะวัสดุเหล่านี้ทําให้แผ่นนาโนฟอสฟอรัสสีดําเป็นวัสดุที่มีแนวโน้มสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมในอุปกรณ์นาโนอิเล็กทรอนิกส์และนาโนโฟโตนิกซึ่งครอบคลุมช่วงทั้งหมดของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ (cf เลย Passaglia et al., 2018) แอปพลิเคชั่นที่มีศักยภาพอีกประการหนึ่งอยู่ในการใช้งานทางชีวการแพทย์เนื่องจากความเป็นพิษค่อนข้างต่ําทําให้การใช้ฟอสฟอรัสสีดําน่าสนใจอย่างมาก
ในชั้นของวัสดุสองมิติฟอสฟอรีนมักจะอยู่ในตําแหน่งถัดจากกราฟีนเพราะในทางตรงกันข้ามกับกราฟีนฟอสฟอรีนมีช่องว่างแถบพื้นฐานที่ไม่ใช่ศูนย์ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนได้ด้วยความเครียดและจํานวนชั้นในกอง

โบโรฟีน

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


อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง! กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบจาก ultrasonicator ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดมากกว่าหน่วยบนม้านั่งไปจนถึงระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงจาก ห้องปฏิบัติการ ไปยัง ขนาดอุตสาหกรรมของ