อัลตราโซนิกการผลิตแกรฟีน

การสังเคราะห์กราฟีนด้วยอัลตราโซนิกผ่านการขัดผิวกราไฟท์เป็นวิธีที่น่าเชื่อถือและเป็นประโยชน์ที่สุดในการผลิตแผ่นกราฟีนคุณภาพสูงในระดับอุตสาหกรรม โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง Hielscher สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและสามารถสร้างแอมพลิจูดที่สูงมากในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน สิ่งนี้ช่วยในการเตรียมกราฟีนบริสุทธิ์ในปริมาณมากในลักษณะที่ง่ายและควบคุมขนาดได้

อัลตราโซนิกเตรียมแกรฟีน

แผ่นแกรฟีนเนื่องจากลักษณะพิเศษของแกรไฟต์เป็นที่รู้จักกันหลายวิธีสำหรับการเตรียมการได้รับการพัฒนา ข้างการผลิตสารเคมีของ graphenes จาก graphene ออกไซด์ในกระบวนการหลายขั้นตอนซึ่งการออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งมากและตัวแทนลดลงเป็นสิ่งจำเป็น นอกจากนี้, graphene ที่เตรียมไว้ภายใต้เงื่อนไขทางเคมีเหล่านี้รุนแรงมักจะมีจำนวนมากของข้อบกพร่องแม้หลังจากการลดเมื่อเทียบกับ graphenes ได้รับจากวิธีการอื่นๆ. อย่างไรก็ตามอัลตราซาวนด์เป็นทางเลือกที่พิสูจน์แล้วในการผลิตกราฟีนที่มีคุณภาพสูงยังอยู่ในปริมาณมาก นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการที่แตกต่างกันเล็กน้อยโดยใช้อัลตราซาวนด์แต่โดยทั่วไปการผลิต graphene เป็นกระบวนการขั้นตอนเดียวที่เรียบง่าย

อัลตราโซนิกกราฟีนขัดผิวในน้ํา

ลําดับความเร็วสูง (จาก a ถึง f) ของเฟรมที่แสดงการขัดผิวเชิงกลโซโนของเกล็ดกราไฟท์ในน้ํา ใช้ UP200S, ultrasonicator 200W กับ sonotrode 3 มม. ลูกศรแสดงสถานที่ของการแยก (ขัดผิว) ด้วยฟองอากาศ cavitation เจาะแยก
(การศึกษาและภาพ: © Tyurnina et al. 2020

ขอข้อมูล





UIP2000hdT-2kW ultrasonicator สำหรับการประมวลผลของเหลว

UIP2000hdT – ultrasonicator ที่มีประสิทธิภาพ2kW สำหรับ graphene ขัด

ข้อดีของการขัดผิวกราฟีนอัลตราโซนิก

เครื่องอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์ชนิดโพรบ Hielscher เปลี่ยนการขัดผิวกราฟีนให้เป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงที่ใช้ในการผลิตกราฟีนจากกราไฟท์ผ่านการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ที่ทรงพลัง เทคนิคนี้มีข้อดีหลายประการเหนือวิธีการผลิตกราฟีนอื่น ๆ ประโยชน์ที่สําคัญของการขัดผิวกราฟีนอัลตราโซนิกมีดังต่อไปนี้:

  • ประสิทธิภาพสูง: การขัดผิวกราฟีนผ่านอัลตราโซนิกชนิดโพรบเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากในการผลิตกราฟีน สามารถผลิตกราฟีนคุณภาพสูงจํานวนมากในช่วงเวลาสั้น ๆ
  • ต้นทุนต่ํา: อุปกรณ์ที่จําเป็นสําหรับการขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกในการผลิตกราฟีนอุตสาหกรรมมีราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตกราฟีนอื่น ๆ เช่นการสะสมไอสารเคมี (CVD) และการขัดผิวเชิงกล
  • ความสามารถในการปรับขนาด: กราฟีนขัดผิวผ่านเครื่องอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดได้อย่างง่ายดายสําหรับการผลิตกราฟีนขนาดใหญ่ การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกและการกระจายตัวของกราฟีนสามารถทํางานได้เป็นชุดเช่นเดียวกับในกระบวนการอินไลน์อย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้ทําให้เป็นตัวเลือกที่เป็นไปได้สําหรับการใช้งานในระดับอุตสาหกรรม
  • ควบคุมคุณสมบัติของกราฟีน: การขัดผิวกราฟีนและการหลุดลอกโดยใช้อัลตราโซนิกชนิดโพรบช่วยให้สามารถควบคุมคุณสมบัติของกราฟีนที่ผลิตได้อย่างแม่นยํา ซึ่งรวมถึงขนาดความหนาและจํานวนชั้น
  • ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด: การขัดผิวกราฟีนโดยใช้อัลตราโซนิกที่ได้รับการพิสูจน์แล้วเป็นวิธีการผลิตกราฟีนสีเขียวเนื่องจากสามารถใช้กับตัวทําละลายที่ไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมเช่นน้ําหรือเอทานอล ซึ่งหมายความว่าการหลุดลอกกราฟีนอัลตราโซนิกช่วยให้หลีกเลี่ยงหรือลดการใช้สารเคมีที่รุนแรงหรืออุณหภูมิสูง สิ่งนี้ทําให้เป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสําหรับวิธีการผลิตกราฟีนอื่น ๆ

โดยรวมแล้วการขัดผิวกราฟีนโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์ชนิดโพรบ Hielscher นําเสนอวิธีการผลิตกราฟีนที่คุ้มค่าปรับขนาดได้และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมพร้อมการควบคุมคุณสมบัติของวัสดุที่ได้อย่างแม่นยํา

ตัวอย่างสําหรับการผลิตกราฟีนอย่างง่ายโดยใช้ Sonication

กราไฟท์จะถูกเพิ่มในส่วนผสมของกรดอินทรีย์เจือจางแอลกอฮอล์และน้ําจากนั้นส่วนผสมจะถูกสัมผัสกับการฉายรังสีอัลตราโซนิก กรดทํางานเป็น “ลิ่มโมเลกุล” ซึ่งแยกแผ่นกราฟีนจากกราไฟท์ผู้ปกครอง โดยขั้นตอนง่ายๆนี้ปริมาณมากไม่เสียหาย, กราฟีนที่มีคุณภาพสูงกระจายตัวในน้ำจะถูกสร้างขึ้น (เป็น et al. 2010)
 

วิดีโอแสดงการผสมอัลตราโซนิกและการกระจายตัวของกราไฟท์ใน 250mL ของอีพอกซีเรซิน (Toolcraft L) โดยใช้ homogenizer ล้ําเสียง (UP400St, Hielscher Ultrasonics) Hielscher Ultrasonics ทําให้อุปกรณ์ในการกระจายกราไฟท์, กราฟีน, คาร์บอนนาโนท่อ, nanowires หรือฟิลเลอร์ในห้องปฏิบัติการหรือในกระบวนการผลิตปริมาณสูง การใช้งานทั่วไปคือวัสดุนาโนที่กระจายตัวและวัสดุขนาดเล็กในระหว่างกระบวนการทํางานหรือเพื่อกระจายตัวเป็นเรซินหรือโพลีเมอร์

ผสมอีพอกซีเรซินกับกราไฟท์ฟิลเลอร์โดยใช้อัลตราโซนิกโฮโมจีไนเซอร์ UP400St (400 วัตต์)

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

 

แผ่นนาโนกราฟีนแบบเรียงซ้อนกันไม่กี่ชั้นที่ปราศจากข้อบกพร่องผลิตขึ้นผ่าน sonication

ภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนส่งความละเอียดสูงของแผ่นนาโนกราฟีนที่ได้รับ
ผ่านการกระจายเฟสน้ําช่วย ultrasonically และวิธี Hummer
(การศึกษาและกราฟิก: Ghanem and Rehim, 2018)

 
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์กราฟีนอัลตราโซนิกการกระจายตัวและการทํางานโปรดคลิกที่นี่:

 

แกรฟีนตรง Exfoliation

อัลตราซาวนด์ช่วยให้การเตรียมความพร้อมของ graphenes ในตัวทำละลายอินทรีย์, การแก้ปัญหาการลดแรงตึงผิว / น้ำหรือของเหลวไอโอนิก ซึ่งหมายความว่าการใช้ออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งหรือตัวแทนลดสามารถหลีกเลี่ยงได้ Stankovich et al, (2007) ผลิตโดย graphene ขัดภายใต้ ultrasonication
ภาพ AFM ของกราฟีนออกไซด์ขัดผิวโดยการรักษาด้วยอัลตราโซนิกที่ความเข้มข้น 1 มก. / มล. ในน้ํามักจะเปิดเผยการปรากฏตัวของแผ่นที่มีความหนาสม่ําเสมอ (~ 1 นาโนเมตรตัวอย่างแสดงในภาพด้านล่าง) ตัวอย่างกราฟีนออกไซด์ที่ขัดผิวอย่างดีเหล่านี้ไม่มีแผ่นใดหนาหรือบางกว่า 1 นาโนเมตรซึ่งนําไปสู่ข้อสรุปว่าการขัดกราฟีนออกไซด์อย่างสมบูรณ์จนถึงแผ่นกราฟีนออกไซด์แต่ละแผ่นสามารถทําได้ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ (Stankovich และคณะ 2007)

Hielscher High Power Ultrasonic probes and reactors เป็นเครื่องมือที่เหมาะสําหรับการเตรียมกราฟีน - ทั้งในระดับห้องปฏิบัติการและในสตรีมกระบวนการเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบ

ภาพ AFM ของแผ่น GO ขัดผิวที่มีโปรไฟล์ความสูงสามระดับที่ได้รับในสถานที่ต่างๆ
(ภาพและการศึกษา: ©Stankovich et al., 2007)

การจัดทำแผ่นแกรฟีน

Stengl et al. ได้แสดงให้เห็นถึงความสําเร็จในการเตรียมแผ่นกราฟีนบริสุทธิ์ในปริมาณมากในระหว่างการผลิตนาโนคอมโพซิสต์กราฟีน TiO2 แบบ nonstoichiometric โดยการไฮโดรไลซิสความร้อนของสารแขวนลอยด้วยแผ่นนาโนกราฟีนและไททาเนียเพรอกโซคอมเพล็กซ์ แผ่นนาโนกราฟีนบริสุทธิ์ผลิตจากกราไฟท์ธรรมชาติโดยใช้สนามโพรงอากาศความเข้มสูงที่สร้างขึ้นโดยโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher UIP1000hd ในเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแรงดันที่ 5 บาร์ แผ่นกราฟีนที่ได้รับด้วยพื้นที่ผิวจําเพาะสูงและคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์สามารถใช้เป็นการสนับสนุนที่ดีสําหรับ TiO2 เพื่อเพิ่มกิจกรรมโฟโตคาตาไลติก กลุ่มวิจัยอ้างว่าคุณภาพของกราฟีนที่เตรียมด้วยอัลตราโซนิกนั้นสูงกว่ากราฟีนที่ได้จากวิธีการของ Hummer ซึ่งกราไฟท์จะถูกขัดผิวและออกซิไดซ์ เนื่องจากสภาพทางกายภาพในเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและโดยสมมติฐานที่ว่าความเข้มข้นของกราฟีนเป็น dopant จะแตกต่างกันไปในช่วง 1 – 0.001% การผลิตกราฟีนในระบบต่อเนื่องในระดับเชิงพาณิชย์สามารถติดตั้งได้ง่าย เครื่องอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมและเครื่องปฏิกรณ์แบบอินไลน์สําหรับการขัดผิวที่มีประสิทธิภาพของกราฟีนคุณภาพสูงพร้อมใช้งาน

เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับการขัดผิวของกราฟีน

เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับการขัดผิวและการกระจายตัวของกราฟีน

การเตรียมความพร้อมโดยอัลตราโซนิกรักษาแกรฟีนออกไซด์

โอ้ et al, (2010) ได้แสดงให้เห็นเส้นทางการเตรียมความพร้อมโดยใช้การฉายรังสีอัลตราโซนิกในการผลิตกราฟีนออกไซด์ (GO) ชั้น ดังนั้นพวกเขาระงับยี่สิบห้ามิลลิกรัมของผง graphene ออกไซด์ใน 200 มิลลิลิตรของน้ำแตกตัวเป็นไอออน de- โดยพวกเขาตื่นเต้นที่ได้รับการระงับน้ำตาล inhomogeneous แขวนลอยส่งผลให้ถูก sonicated (30 นาที 1.3 × 105J) และหลังจากการอบแห้ง (ที่ 373 K) ออกไซด์ graphene รับการรักษา ultrasonically ถูกผลิต สเปกโทรสโก FTIR แสดงให้เห็นว่าการรักษาอัลตราโซนิกไม่ได้เปลี่ยนกลุ่มการทำงานของกราฟีนออกไซด์

exfoliated ultrasonically graphene nanosheets ออกไซด์

ภาพ SEM ของแผ่นนาโนที่บริสุทธิ์ของกราฟีนที่ได้จาก ultrasonication (Oh et al., 2010)

Functionalization แผ่นแกรฟีน

เสี่ยวและ Suslick (2011) อธิบายวิธีการขั้นตอนหนึ่งที่สะดวกสำหรับการเตรียมความพร้อมของสไตรีนฟังก์ชันราไฟท์ ในการศึกษาของพวกเขาที่พวกเขาใช้เกล็ดกราไฟท์และสไตรีนเป็นวัตถุดิบขั้นพื้นฐาน โดย sonicating สะเก็ดไฟท์ในสไตรีน (โมโนเมอร์ปฏิกิริยา), การฉายรังสีอัลตราซาวนด์ผลในการผลัดเซลล์ผิว mechanochemical ของสะเก็ดไฟท์เข้าไปในชั้นเดียวและแผ่นกราฟีนไม่กี่ชั้น พร้อมกันฟังก์ชันแผ่นกราฟีนที่มีโซ่สไตรีนที่ได้รับการประสบความสำเร็จ
กระบวนการเดียวกันของฟังก์ชันสามารถดำเนินการกับโมโนเมอร์ไวนิลอื่น ๆ สำหรับคอมโพสิตบนพื้นฐานของกราฟีน

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงมีการขัดผิวที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูงของแผ่นนาโนกราฟีนที่เก่าแก่ในการผลิตแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง

ระบบอัลตราซาวนด์พลังงานอุตสาหกรรมสําหรับการขัดผิวกราฟีนแบบอินไลน์อุตสาหกรรม

ขอข้อมูล





แกรฟีน Dispersions

เกรดการกระจายตัวของ graphene และ graphene ออกไซด์เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะใช้ศักยภาพเต็มรูปแบบของ graphene กับลักษณะเฉพาะ ถ้ากราฟีนไม่ได้แยกย้ายกันภายใต้เงื่อนไขการควบคุมการแพร่กระจายของการกระจาย graphene สามารถนำไปสู่พฤติกรรมที่คาดเดาไม่ได้หรือไม่เหมาะสมเมื่อมันถูกรวมเข้าไปในอุปกรณ์เนื่องจากคุณสมบัติของ graphene แตกต่างกันเป็นฟังก์ชั่นของโครงสร้าง พารามิเตอร์ Sonication เป็นการรักษาที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าจะทำให้กองกำลัง interlayer อ่อนแอและช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์การประมวลผลที่สำคัญได้อย่างถูกต้อง
“สำหรับกราฟีนออกไซด์ (GO) ซึ่ง exfoliated มักจะเป็นแผ่นชั้นเดียวซึ่งเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ polydispersity หลักเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ด้านข้างของเกล็ด มันแสดงให้เห็นว่าขนาดเฉลี่ยของด้านข้าง GO สามารถเปลี่ยนจาก 400 นาโนเมตรถึง 20 ไมครอนโดยการเปลี่ยนวัสดุกราไฟท์เริ่มต้นและเงื่อนไข sonication ได้.” (สีเขียว et al. 2010)
การกระจายตัวของกราฟีนด้วยอัลตราโซนิกส่งผลให้สารละลายละเอียดและคอลลอยด์ได้รับการพิสูจน์ในการศึกษาอื่น ๆ อีกมากมาย (Liu et al. 2011/ Baby et al. 2011/ Choi et al. 2010)
Zhang et al, (2010) แสดงให้เห็นว่าโดยการใช้ ultrasonication การกระจายตัวของกราฟีนที่มั่นคงกับความเข้มข้นสูงของ 1 มิลลิกรัม· ML-1 และแผ่นกราฟีนที่ค่อนข้างบริสุทธิ์จะประสบความสำเร็จและแผ่นกราฟีนเป็นเตรียมจัดแสดงการนำไฟฟ้าสูงของ 712 S · ม.-1. ผลของอินฟราเรดสเปกตรัมฟูริเยร์เปลี่ยนและการตรวจสเปกตรัมรามันชี้ให้เห็นว่าวิธีการเตรียมอัลตราโซนิกมีความเสียหายน้อยกว่าสารเคมีและคริสตัลโครงสร้างของกราฟีน

Ultrasonicators ประสิทธิภาพสูงสําหรับการขัดผิวกราฟีน

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง UIP4000hdT สําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม ระบบอัลตราโซนิกพลังงานสูง UIP4000hdT ใช้สําหรับการขัดผิวแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่องของกราฟีน สำหรับการผลิตที่มีคุณภาพสูง graphene นาโนแผ่นที่เชื่อถือได้อุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงที่จำเป็น แอมพลิจูด, ความดันและอุณหภูมิเป็นพารามิเตอร์ที่จำเป็นซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสำเนาและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกัน Hielscher Ultrasonics’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกเป็นระบบที่ทรงพลังและควบคุมได้อย่างแม่นยําซึ่งช่วยให้สามารถตั้งค่าพารามิเตอร์กระบวนการและเอาต์พุตอัลตราซาวนด์กําลังสูงอย่างต่อเนื่องได้ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher Ultrasonics สามารถส่งมอบแอมพลิจูดที่สูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานได้อย่างต่อเนื่องในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นจะมี sonotrodes อัลตราโซนิกที่กําหนดเอง ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถใช้งานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง
ลูกค้าของเราพึงพอใจกับความทนทานและความน่าเชื่อถือที่โดดเด่นของระบบ Hielscher Ultrasonics การติดตั้งในด้านการใช้งานหนักสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการและการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันช่วยให้มั่นใจได้ถึงการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพและประหยัด การเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการอัลตราโซนิกช่วยลดเวลาในการประมวลผลและบรรลุผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเช่นคุณภาพที่สูงขึ้นผลผลิตที่สูงขึ้นผลิตภัณฑ์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่
ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:

ปริมาณชุด อัตราการไหล อุปกรณ์ที่แนะนำ
00.5 เพื่อ 1.5ml N.A. VialTweeter
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

โปรดใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องอัลตราโซนิกสําหรับการขัดผิวกราฟีนโปรโตคอลและราคา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการผลิตกราฟีนของคุณกับคุณและเพื่อเสนอระบบอัลตราโซนิกที่ตอบสนองความต้องการของคุณ!










การจัดทำคาร์บอน Nanoscrolls

Carbon Nanoscrolls คล้ายกับท่อนาโนคาร์บอนแบบหลายผนัง ความแตกต่างของ MWCNTs คือเคล็ดลับแบบเปิดและการเข้าถึงพื้นผิวด้านในไปยังโมเลกุลอื่น ๆ ได้อย่างเต็มที่ พวกเขาสามารถสังเคราะห์ทางเคมีเปียกโดย intercalating กราไฟท์กับโพแทสเซียมขัดผิวในน้ําและ sonicating ระงับคอลลอยด์ (cf. Viculis et al. 2003) อัลตราโซนิกช่วยให้เลื่อนขึ้นของกราฟีนโมโนเลเยอร์เป็นนาโนสโครลคาร์บอน (ดูกราฟิกด้านล่าง) ประสิทธิภาพการแปลงสูงถึง 80% ทําให้การผลิตนาโนสโครลน่าสนใจสําหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์

ช่วย ultrasonically สังเคราะห์ nanoscrolls คาร์บอน

การสังเคราะห์อัลตราโซนิกของ Carbon Nanoscrolls (Viculis et al. 2003)

การเตรียม nanoribbons

กลุ่มวิจัยของ Hongjie Dai และเพื่อนร่วมงานของเขาจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดพบเทคนิคในการเตรียมความพร้อม nanoribbons. ริบบิ้นกราฟีนเป็นแถบบางๆของ graphene ที่อาจมีลักษณะที่มีประโยชน์มากยิ่งกว่าแผ่น graphene. ที่ความกว้างประมาณ 10 nm หรือเล็กกว่า, ลักษณะการทำงานริบบิ้นกราฟีนจะคล้ายกับเซมิคอนดักเตอร์เป็นอิเล็กตรอนถูกบังคับให้ย้ายตามยาว ดังนั้นจึงอาจจะน่าสนใจที่จะใช้ nanoribbons กับฟังก์ชั่นเซมิคอนดักเตอร์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (เช่นสำหรับที่มีขนาดเล็ก, เร็วกว่าชิปคอมพิวเตอร์)
ไดเอตอัล การจัดทำฐาน graphene nanoribbons ในสองขั้นตอนแรกพวกเขาคลายชั้นของกราฟีนจากกราไฟท์โดยการรักษาความร้อนของ1000ºCเป็นเวลาหนึ่งนาทีใน 3% ไฮโดรเจนก๊าซอาร์กอน จากนั้นกราฟีนนั้นก็แตกเป็นเส้นใช้ ultrasonication nanoribbons ที่ได้จากเทคนิคนี้มีความโดดเด่นมากโดย ‘เรียบเนียน’ ขอบกว่าที่ทำโดยวิธีการพิมพ์หินธรรมดา (Jiao et al. 2009)

ดาวน์โหลดบทความฉบับสมบูรณ์เป็น PDF ที่นี่:
การผลิตกราฟีนแบบ Ultrasonically-Assisted


ข้อเท็จจริงที่รู้

แกรฟีนคืออะไร?

กราไฟท์ประกอบด้วยสองแผ่นมิติของการติดตั้ง SP2 ไฮบริดจัด hexagonally อะตอมคาร์บอน - เดอะกราฟีน - ที่ซ้อนกันเป็นประจำ แผ่นอะตอมบางกราฟีนซึ่งรูปแบบกราไฟท์โดยปฏิสัมพันธ์ไม่ใช่พันธะที่โดดเด่นด้วยพื้นที่ผิวขนาดใหญ่มาก แกรฟีนแสดงให้เห็นถึงพลังและความแน่นพร้อมระดับฐานของมันที่มาถึงที่มีประมาณ 1020 จีพีเกือบค่าความแข็งแรงของเพชร
แกรฟีนเป็นองค์ประกอบโครงสร้างพื้นฐานของ allotropes บางรวมทั้งนอกเหนือจากกราไฟท์ยังท่อนาโนคาร์บอนและฟูลเลอรี ใช้เป็นสารเติมแต่ง graphene อย่างมากสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการไฟฟ้าทางกายภาพทางกลและคุณสมบัติอุปสรรคของคอมโพสิตลิเมอร์ที่แรงต่ำมาก (เสี่ยว Suslick 2011)
โดยคุณสมบัติของมัน, กราฟีนเป็นวัสดุของซูเปอร์นิยมและจึงมีแนวโน้มสำหรับอุตสาหกรรมที่ผลิตวัสดุผสม, เคลือบหรือไมโครอิเล็กทรอนิกส์. Geim (๒๐๐๙) อธิบายกราฟีนเป็นเนื้อวัสดุที่มีความกระชับในย่อหน้าต่อไปนี้:
"มันเป็นวัสดุที่บางที่สุดในจักรวาลและแข็งแกร่งที่เคยวัด ผู้ให้บริการที่จัดแสดงการเคลื่อนไหวที่แท้จริงของยักษ์มีมวลที่มีประสิทธิภาพเล็กที่สุด (มันเป็นศูนย์) และสามารถเดินทางในระยะไกลไมโครเมตรโดยไม่ต้องกระจัดกระจายที่อุณหภูมิห้อง แกรฟีนสามารถรักษาความหนาแน่นในปัจจุบัน6คำสั่งที่สูงกว่าทองแดงแสดงให้เห็นความร้อนของบันทึกการนำไฟฟ้าและการแข็งตัวจะถูกปล่อยก๊าซและจะกระทบคุณสมบัติที่ขัดแย้งดังกล่าวเป็นเปราะและความเหนียว การขนส่งอิเล็กตรอนใน graphene ได้รับการอธิบายโดยสมการแบบ Dirac เช่นซึ่งจะช่วยให้การสอบสวนปรากฏการณ์ควอนตัมในการทดสอบด้านบนม้านั่ง "
เนื่องจากลักษณะวัสดุที่โดดเด่นเหล่านี้กราฟีนจึงเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีแนวโน้มมากที่สุดและอยู่ในจุดสนใจของการวิจัยวัสดุนาโน

การใช้งานที่มีศักยภาพสำหรับ Graphene

การใช้งานทางชีวภาพ: ตัวอย่างสำหรับการจัดเตรียม graphene ล้ำและการใช้งานทางชีวภาพจะได้รับในการศึกษา "สังเคราะห์แกรฟีน-ทองนาโนคอมโพสิตผ่าน Sonochemical ลด" โดย Park et al. (๒๐๑๑), ที่นาโนคอมโพสิตจากการลดลงแกรฟีนออกไซด์ -ทอง (Au) อนุภาคนาโนถูกสังเคราะห์โดยพร้อมกันลดไอออนทองและฝากอนุภาคนาโนทองบนพื้นผิวของกราฟีนออกไซด์ที่ลดลงพร้อมกัน เพื่อความสะดวกในการลดไอออนทองและการสร้างฟังก์ชันออกซิเจนสำหรับยึดอนุภาคนาโนทองบนกราฟีนลดลง, การฉายรังสีอัลตราซาวนด์ถูกนำไปใช้กับส่วนผสมของสารตั้งต้น การผลิตของทองผูก-เปปไทด์แก้ไขโมเลกุลชีวภาพแสดงศักยภาพของการฉายรังสีอัลตราโซนิกของกราฟีนและ graphene คอมโพสิต. ดังนั้นอัลตราซาวนด์ดูเหมือนว่าจะเป็นเครื่องมือที่เหมาะสมเพื่อเตรียมโมเลกุลชีวภาพอื่นๆ
เครื่องใช้ไฟฟ้า: แกรฟีนเป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับภาคอิเล็กทรอนิกส์ โดยความคล่องตัวสูงของผู้ให้บริการค่าใช้จ่ายภายในตาราง graphene ของกราฟีนเป็นที่น่าสนใจมากที่สุดสำหรับการพัฒนาของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อย่างรวดเร็วในความถี่ที่ใช้เทคโนโลยีสูง
เซนเซอร์ที่: graphene exfoliated ultrasonically สามารถนำมาใช้สำหรับการผลิตของเซ็นเซอร์การนำไฟฟ้ามีความไวสูงและเลือก (ที่มีความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว >10 000% ในไอเอทานอลอิ่มตัว) และ Ultracapacitors มีความจุสูงมากโดยเฉพาะ (120 F / g) ความหนาแน่นของพลังงาน (105 กิโลวัตต์ / กิโลกรัม) และความหนาแน่นของพลังงาน (9.2 Wh / kg) (เป็น et al. 2010)
ดื่มแอลกอฮอล์: สำหรับการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์: การประยุกต์ใช้ด้านอาจจะมีการใช้งานของกราฟีนในการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่มีเยื่อ graphene สามารถใช้ในการกลั่นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์และจะทำให้เครื่องดื่มแอลกอฮอล์จึงแข็งแกร่ง
ในฐานะที่แข็งแกร่งที่สุดนำไฟฟ้าและเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีน้ำหนักเบาและมีความยืดหยุ่นมากที่สุดกราฟีนเป็นวัสดุที่มีแนวโน้มสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ปฏิกิริยาแสดงความโปร่งใสและ emissive, resonators จิ๋วทรานซิสเตอร์เป็นแคโทดในแบตเตอรี่ลิเธียมอากาศสำหรับเครื่องตรวจจับสารเคมี ultrasensitive เคลือบนำไฟฟ้าเช่นเดียวกับการใช้เป็นสารเติมแต่งในสารประกอบ

หลักการทำงานของอัลตราซาวนด์พลังงานสูง

เมื่อ sonicating ของเหลวที่ความเข้มสูงคลื่นเสียงที่แพร่กระจายเข้าสู่สื่อของเหลวส่งผลให้เกิดรอบแรงดันสูง (การบีบอัด) และความดันต่ํา (rarefaction) สลับกันโดยมีอัตราขึ้นอยู่กับความถี่ ในระหว่างรอบความดันต่ําคลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงจะสร้างฟองสูญญากาศขนาดเล็กหรือช่องว่างในของเหลว เมื่อฟองอากาศมีปริมาตรที่ไม่สามารถดูดซับพลังงานได้อีกต่อไปฟองอากาศจะยุบตัวลงอย่างรุนแรงในระหว่างวงจรแรงดันสูง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเกิดโพรงอากาศ ในช่วงที่เกิดการระเบิดอุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 5,000K) และความดัน (ประมาณ 2,000atm) จะถึงในท้องถิ่น การระเบิดของฟองอากาศโพรงอากาศยังส่งผลให้ไอพ่นของเหลวมีความเร็วสูงถึง 280 เมตร / วินาที (Suslick 1998) โพรงอากาศที่สร้างขึ้นด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิกทําให้เกิดผลกระทบทางเคมีและทางกายภาพซึ่งสามารถนําไปใช้กับกระบวนการได้
sonochemistry ที่เกิดจาก cavitation ให้ปฏิสัมพันธ์ที่ไม่เหมือนใครระหว่างพลังงานและสสารโดยมีจุดร้อนภายในฟองอากาศ ~ 5000 K ความดัน ~ 1000 บาร์อัตราการให้ความร้อนและความเย็นของ >1010K S-1; เหล่านี้เป็นพิเศษเข้าถึงเงื่อนไขการอนุญาตในช่วงของพื้นที่ปฏิกิริยาทางเคมีที่ปกติไม่สามารถเข้าถึงซึ่งจะช่วยในการสังเคราะห์ความหลากหลายของวัสดุอิเล็กทรอนิคส์ที่ผิดปกติ (บางบัวทอง 2010)

วรรณกรรม / อ้างอิง

  • Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
  • Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
  • Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
  • Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.
  • An, X.; Simmons, T.; Shah, R.; Wolfe, C.; Lewis, K. M.; Washington, M.; Nayak, S. K.; Talapatra, S.; Kar, S. (2010): Stable Aqueous Dispersions of Noncovalently Functionalized Graphene from Graphite and their Multifunctional High-Performance Applications. Nano Letters 10/2010. pp. 4295-4301.
  • Baby, T. Th.; Ramaprabhu, S. (2011): Enhanced convective heat transfer using graphene dispersed nanofluids. Nanoscale Research Letters 6:289, 2011.
  • Bang, J. H.; Suslick, K. S. (2010): Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Advanced Materials 22/2010. pp. 1039-1059.
  • Choi, E. Y.; Han, T. H.; Hong, J.; Kim, J. E.; Lee, S. H.; Kim, H. W.; Kim, S. O. (2010): Noncovalent functionalization of graphene with end-functional polymers. Journal of Materials Chemistry 20/ 2010. pp. 1907-1912.
  • Geim, A. K. (2009): Graphene: Status and Prospects. Science 324/2009. pp. 1530-1534.
  • Green, A. A.; Hersam, M. C. (2010): Emerging Methods for Producing Monodisperse Graphene Dispersions. Journal of Physical Chemistry Letters 2010. pp. 544-549.
  • Guo, J.; Zhu, S.; Chen, Z.; Li, Y.; Yu, Z.; Liu, Z.; Liu, Q.; Li, J.; Feng, C.; Zhang, D. (2011): Sonochemical synthesis of TiO2 nanoparticles on graphene for use as photocatalyst
  • Hasan, K. ul; Sandberg, M. O.; Nur, O.; Willander, M. (2011): Polycation stabilization of graphene suspensions. Nanoscale Research Letters 6:493, 2011.
  • Liu, X.; Pan, L.; Lv, T.; Zhu, G.; Lu, T.; Sun, Z.; Sun, C. (2011): Microwave-assisted synthesis of TiO2-reduced graphene oxide composites for the photocatalytic reduction of Cr(VI). RSC Advances 2011.
  • Malig, J.; Englert, J. M.; Hirsch, A.; Guldi, D. M. (2011): Wet Chemistry of Graphene. The Electrochemical Society Interface, Spring 2011. pp. 53-56.
  • Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): The Effect of Thermal and Ultrasonic Treatment on the Formation of Graphene-oxide Nanosheets. Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. pp. 1097-1102.
  • Sametband, M.; Shimanovich, U.; Gedanken, A. (2012): Graphene oxide microspheres prepared by a simple, one-step ultrasonication method. New Journal of Chemistry 36/2012. pp. 36-39.
  • Savoskin, M. V.; Mochalin, V. N.; Yaroshenko, A. P.; Lazareva, N. I.; Konstanitinova, T. E.; Baruskov, I. V.; Prokofiev, I. G. (2007): Carbon nanoscrolls produced from acceptor-type graphite intercalation compounds. Carbon 45/2007. pp. 2797-2800.
  • Stankovich, S.; Dikin, D. A.; Piner, R. D.; Kohlhaas, K. A.; Kleinhammes, A.; Jia, Y.; Wu, Y.; Nguyen, S. T.; Ruoff, R. S. (2007): Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide. Carbon 45/2007. pp. 1558-1565.
  • Viculis, L. M.; Mack, J. J.; Kaner, R. B. (2003): A Chemical Route To Carbon Nanoscrolls. Science, 299/1361; 2003.
  • Xu, H.; Suslick, K. S. (2011): Sonochemical Preparation of Functionalized Graphenes. In: Journal of American Chemical Society 133/2011. pp. 9148-9151.
  • Zhang, W.; He, W.; Jing, X. (2010): Preparation of a Stable Graphene Dispersion with High Concentration by Ultrasound. Journal of Physical Chemistry B 32/114, 2010. pp. 10368-10373.
  • Jiao, L.; Zhang, L.; Wang, X.; Diankov, G.; Dai, H. (2009): Narrow graphene nanoribbons from carbon nanotubes. Nature 458/ 2009. pp. 877-880.
  • Park, G.; Lee, K. G.; Lee, S. J.; Park, T. J.; Wi, R.; Kim, D. H. (2011): Synthesis of Graphene-Gold Nanocomposites via Sonochemical Reduction. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 7/11, 2011. pp. 6095-6101.
  • Zhang, R.Q.; De Sakar, A. (2011): Theoretical Studies on Formation, Property Tuning and Adsorption of Graphene Segments. In: M. Sergey (ed.): Physics and Applications of Graphene – Theory. InTech 2011. pp. 3-28.


อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง! กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบจาก ultrasonicator ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดมากกว่าหน่วยบนม้านั่งไปจนถึงระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงจาก ห้องปฏิบัติการ ไปยัง ขนาดอุตสาหกรรมของ


เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ

มาติดต่อกันเถอะ