การขัดผิวแกรฟีนด้วยน้ํา

อัลตราโซนิกขัดผิวช่วยให้การผลิตกราฟีนไม่กี่ชั้นโดยไม่ต้องใช้ตัวทําละลายที่รุนแรงโดยใช้น้ําบริสุทธิ์เท่านั้น พลังงานสูง sonication delaminates แผ่นกราฟีนภายในการรักษาสั้น ๆ การหลีกเลี่ยงตัวทําละลายจะเปลี่ยนการขัดผิวกราฟีนในกระบวนการสีเขียวที่ยั่งยืน

การผลิตกราฟีนผ่านการขัดผิวเฟสของเหลว

เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับการขัดผิวของกราฟีนแกรฟีนเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตในเชิงพาณิชย์ผ่านที่เรียกว่าการขัดผิวเฟสของเหลว. การขัดผิวเฟสของเหลวของกราฟีนต้องใช้ตัวทําละลายที่เป็นพิษเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมีราคาแพงซึ่งใช้เป็นสารเคมีก่อนการรักษาหรือร่วมกับ / ด้วยเทคนิคการกระจายตัวทางกล สําหรับการกระจายตัวเชิงกลของแผ่นกราฟีน ultrasonication ได้รับการจัดตั้งขึ้นเป็นเทคนิคที่เชื่อถือได้สูงมีประสิทธิภาพและปลอดภัยในการผลิตแผ่นกราฟีนที่มีคุณภาพสูงในปริมาณมากในระดับอุตสาหกรรมอย่างเต็มที่ เนื่องจากการใช้ตัวทําละลายที่รุนแรงมักจะมาพร้อมกับค่าใช้จ่ายการปนเปื้อนการกําจัดและการกําจัดที่ซับซ้อนความกังวลด้านความปลอดภัยรวมถึงภาระด้านสิ่งแวดล้อมทางเลือกที่ปลอดสารพิษและปลอดภัยกว่าจึงเป็นประโยชน์อย่างมีนัยสําคัญ การขัดผิวแกรฟีนโดยใช้น้ําเป็นตัวทําละลายและอัลตราซาวนด์พลังงานสําหรับ delamination เชิงกลของแผ่นกราฟีนไม่กี่ชั้นจึงเป็นเทคนิคที่มีแนวโน้มสูงสําหรับการผลิตกราฟีนสีเขียว
ตัวทําละลายทั่วไปซึ่งมักใช้เป็นเฟสของเหลวเพื่อกระจายกราฟีนนาโนชีตได้แก่ Dimethyl sulfoxide (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), Tetramethylurea (TMU), Tetrahydrofuran (THF), โพรพิลีนคาร์บอเนต (PC), เอทานอลและฟอร์มาไมด์
เป็นเทคนิคที่จัดตั้งขึ้นในระยะยาวแล้วสําหรับการขัดผิวกราฟีนในระดับเชิงพาณิชย์ ultrasonication ช่วยให้การผลิตกราฟีนที่มีคุณภาพสูงของความบริสุทธิ์สูงในราคาที่ต่ํา ในฐานะที่เป็นอัลตราโซนิก graphene ขัดผิวสามารถปรับขนาดเชิงเส้นอย่างสมบูรณ์กับปริมาณใด ๆ ผลผลิตของเกล็ดกราฟีนที่มีคุณภาพสูงสามารถนํามาใช้ได้อย่างง่ายดายสําหรับการผลิตมวลของกราฟีน

ขอข้อมูล





เครื่องกระจายอัลตราโซนิก UIP2000hdT ระบบโซนิคที่มีประสิทธิภาพ 2000 วัตต์สําหรับการขัดผิวและการกระจายตัวของกราฟีน

UIP2000hdT เป็นเครื่องกระจายอัลตราโซนิกที่ทรงพลัง 2kW สําหรับการขัดผิวกราฟีนและการกระจายตัว

อัลตราโซนิกขัดผิวของกราฟีนในน้ํา

Tyurnina et al. (2020) ตรวจสอบผลของแอมพลิจูดและความเข้มของเสียงต่อสารละลายกราไฟท์น้ําบริสุทธิ์และการขัดผิวกราฟีนที่เกิดขึ้น ในการศึกษาพวกเขาใช้ Hielscher UP200S (200W, 24kHz) การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้น้ําถูกนํามาใช้เป็นกระบวนการขั้นตอนเดียวสําหรับการหลุดลอกกราฟีนไม่กี่ชั้น การรักษาสั้น ๆ ของ 2h ก็เพียงพอที่จะผลิตกราฟีนไม่กี่ชั้นในการตั้งค่า sonication บีกเกอร์แบบเปิด

อัลตราโซนิกกราฟีนขัดผิวในน้ํา

ลําดับความเร็วสูง (จาก a ถึง f) ของเฟรมที่แสดงการขัดผิวเชิงกลโซโนของเกล็ดกราไฟท์ในน้ํา ใช้ UP200s เครื่องอัลตราโซนิก 24 kHz พร้อมโซโนโทรด 3 มม. ลูกศรแสดงสถานที่ของการแยก (ขัดผิว) ด้วยฟองอากาศ cavitation เจาะแยก
© Tyurnina et al., 2020

การเพิ่มประสิทธิภาพของการขัดผิวกราฟีนอัลตราโซนิก

UP200St ประมวลผลอัลตราโซนิกการกับ sonotrode และกระจกพื้นดินร่วมกันการตั้งค่าอัลตราโซนิกที่ใช้โดย Tyurnina et al. (2020) สามารถปรับให้เหมาะสมได้อย่างง่ายดายเพื่อประสิทธิภาพและการขัดผิวได้เร็วขึ้นโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกปิดในโหมดไหลผ่าน การรักษาแบบอินไลน์อัลตราโซนิกช่วยให้การรักษาอัลตราโซนิกสม่ําเสมอมากขึ้นอย่างมีนัยสําคัญของวัตถุดิบกราไฟท์ทั้งหมด: การให้อาหารสารละลายกราไฟท์ / น้ําโดยตรงเข้าไปในพื้นที่ จํากัด ของ cavitation ล้ําเสียงกราไฟท์ทั้งหมดจะกลายเป็น sonicated สม่ําเสมอส่งผลให้ผลผลิตสูงของเกล็ดแกรฟีนที่มีคุณภาพสูง
ระบบ Hielscher Ultrasonics ช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดได้อย่างแม่นยําเช่นความกว้างเวลา / การเก็บรักษาอินพุตพลังงาน (Ws / mL) ความดันและอุณหภูมิ การตั้งค่าพารามิเตอร์อัลตราโซนิกที่เหมาะสมส่งผลให้ผลผลิตสูงสุดคุณภาพและประสิทธิภาพโดยรวม

วิธีการอัลตราโซนิกส่งเสริมการขัดผิวกราฟีน

เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์พลังงานสูงจะควบคู่ไปกับสารละลายของผงกราไฟท์และน้ําหรือตัวทําละลายใด ๆ กองกําลัง sonomechanical เช่นแรงเฉือนสูงความปั่นป่วนที่รุนแรงและความแตกต่างของความดันและอุณหภูมิสูงสร้างเงื่อนไขพลังงานที่รุนแรง สภาวะที่ใช้พลังงานรุนแรงเหล่านี้เป็นผลมาจากปรากฏการณ์ของการเกิดโพรงอากาศอะคูสติก
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ cavitation ล้ําเสียงที่นี่!
อัลตราซาวนด์พลังงานเริ่มต้นการขยายของผงกราไฟท์เนื่องจากของเหลวจะถูกกดระหว่างชั้นแกรฟีนซึ่งกราไฟท์ประกอบด้วย แรงเฉือนล้ํา delaminate แผ่นเดียวของกราฟีนและกระจายพวกเขาเป็นเกล็ดกราฟีนในการแก้ปัญหา เพื่อให้ได้ความมั่นคงในระยะยาวของกราฟีนในน้ําจําเป็นต้องใช้สารลดแรงตึงผิว

Ultrasonicator UP200St (200W) กระจายคาร์บอนแบล็คในน้ําโดยใช้ 1% wt Tween80 เป็นสารลดแรงตึงผิว

อัลตราโซนิกการกระจายตัวของคาร์บอนแบล็คโดยใช้ ultrasonicator UP200St

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

กลศาสตร์ของการขัดผิวเฟสของเหลวอัลตราโซนิกของการขัดผิวกราฟีน การศึกษาและภาพโดย Tyurnina et al., 2021

กลศาสตร์ของการขัดผิวเฟสของเหลวอัลตราโซนิกของการขัดผิวกราฟีน
การศึกษาและภาพโดย Tyurnina et al., 2021

ขอข้อมูล





Ultrasonicators ประสิทธิภาพสูงสําหรับการขัดผิวแกรฟีน

คุณสมบัติสมาร์ทของ Ultrasonicators Hielscher ถูกออกแบบมาเพื่อรับประกันการทํางานที่เชื่อถือได้ผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้และใช้งานง่าย การตั้งค่าการทํางานสามารถเข้าถึงและโทรออกได้อย่างง่ายดายผ่านเมนูที่ใช้งานง่ายซึ่งสามารถเข้าถึงได้ผ่านหน้าจอสัมผัสสีดิจิตอลและรีโมทคอนโทรลของเบราว์เซอร์ ดังนั้นเงื่อนไขการประมวลผลทั้งหมดเช่นพลังงานสุทธิพลังงานรวมความกว้างเวลาความดันและอุณหภูมิจะถูกบันทึกโดยอัตโนมัติในการ์ด SD ในตัว สิ่งนี้ช่วยให้คุณสามารถแก้ไขและเปรียบเทียบการวิ่ง sonication ก่อนหน้านี้และเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการขัดผิวกราฟีนให้มีประสิทธิภาพสูงสุด
เครื่อง ultrasonicators Hielscher สามารถควบคุมได้จากระยะไกลผ่านการควบคุมเบราว์เซอร์ พารามิเตอร์ Sonication สามารถตรวจสอบและปรับได้อย่างแม่นยําตามความต้องการของกระบวนการระบบ Hielscher Ultrasonics ใช้ทั่วโลกสําหรับการผลิตแผ่นกราฟีนคุณภาพสูงและแกรฟีนออกไซด์ Ultrasonicators อุตสาหกรรม Hielscher สามารถเรียกใช้แอมพลิจูดสูงในการดําเนินงานอย่างต่อเนื่อง (24/7/365) แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถสร้างได้อย่างง่ายดายด้วย sonotrodes มาตรฐาน (โพรบอัลตราโซนิก / แตรและ cascatrodesTm). สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้น sonotrodes ล้ําเสียงที่กําหนดเองที่มีอยู่ เนื่องจากความทนทานและการบํารุงรักษาต่ําระบบขัดผิวอัลตราโซนิกของเรามีการติดตั้งโดยทั่วไปสําหรับการใช้งานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการ

โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher สําหรับการขัดผิวกราฟีนได้รับการติดตั้งทั่วโลกในระดับเชิงพาณิชย์แล้ว ติดต่อเราตอนนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับกระบวนการผลิตกราฟีนของคุณ! พนักงานที่มีประสบการณ์ของเรายินดีที่จะแบ่งปันข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการขัดผิวระบบอัลตราโซนิกและราคา!

 
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์กราฟีนอัลตราโซนิกการกระจายตัวและการทํางานโปรดคลิกที่นี่:

 

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

  • 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. 737-747.
    (Available under a Creative Commons Attribution 4.0: CC BY-NC-ND 4.0. See full terms here.)
  • Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
  • Unalan I.U., Wan C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Polysaccharide-assisted rapid exfoliation of graphite platelets into high quality water-dispersible graphene sheets. RSC Advances 5, 2015. 26482–26490.
  • Bang, J. H.; Suslick, K. S. (2010): Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Advanced Materials 22/2010. pp. 1039-1059.
  • Štengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.

ข้อเท็จจริงที่รู้

แกรฟีนคืออะไร?

แผ่นแกรฟีน แกรฟีนเป็น monolayer ของ SP2อะตอมของคาร์บอน -bonded แกรฟีนมีลักษณะวัสดุที่ไม่ซ้ำกันเช่นพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่พิเศษ (2,620 เมตร2ก.-1) คุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่าด้วยโมดูลัสของหนุ่มสาว 1 ตันต่อปีและความแข็งแกร่งที่แท้จริงของจีพี 130 เป็นการนำอิเล็กทรอนิกส์สูงมาก (การเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนที่อุณหภูมิห้อง 2.5 × 105 ซม.2 V-1s-1) การนำความร้อนสูงมาก (เหนือ 3000 W ม K-1) เพื่อชื่อคุณสมบัติที่สำคัญที่สุด เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุที่เหนือกว่าของกราฟีนเป็นอย่างมากที่ใช้ในการพัฒนาและการผลิตแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพสูงเซลล์เชื้อเพลิงเซลล์แสงอาทิตย์ supercapacitor, การเก็บรักษาไฮโดรเจนโล่แม่เหล็กไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้กราฟีนรวมอยู่ใน nanocomposites จำนวนมากและเป็นวัสดุคอมโพสิตเสริมเติมแต่งเช่น ในโพลิเมอร์เซรามิกและโลหะการฝึกอบรม เนื่องจากการนำความสูงของกราฟีนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของสีเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและหมึกพิมพ์
การเตรียมอัลตราโซนิกอย่างรวดเร็วและปลอดภัยของกราฟีนที่ปราศจากข้อบกพร่องในปริมาณมากด้วยต้นทุนที่ต่ําช่วยให้สามารถขยายการใช้งานกราฟีนไปยังอุตสาหกรรมมากขึ้นเรื่อย ๆ
แกรฟีนเป็นหนึ่งอะตอม-ชั้นหนาของคาร์บอนซึ่งสามารถอธิบายได้ว่าเป็นโครงสร้างชั้นเดียวหรือ2D ของ graphene (ชั้นเดียว graphene = SLG) แกรฟีนมีพื้นที่ผิวที่เฉพาะเจาะจงขนาดใหญ่และคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า (โมดูลัสของเด็ก 1 TPa และความแข็งแรงที่แท้จริงของ๑๓๐ GPa), มีการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี, การเคลื่อนย้ายผู้ให้บริการความโปร่งใสและเป็น สามารถปล่อยก๊าซได้ เนื่องจากลักษณะของวัสดุเหล่านี้, graphene ถูกใช้เป็นเสริมเสริมเพื่อให้คอมโพสิตความแข็งแรง, การนำไฟฟ้า, ฯลฯ. เพื่อที่จะรวมลักษณะของ graphene กับวัสดุอื่นๆ graphene จะต้องมีการแยกย้ายกันเข้าไปในสารหรือถูกนำมาใช้เป็นเคลือบฟิล์มบางๆบนพื้นผิว


Hielscher Ultrasonics จัดหา homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจากห้องปฏิบัติการเพื่อขนาดอุตสาหกรรม

อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง! ช่วงผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบจาก ultrasonicator ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดมากกว่าหน่วยม้านั่งด้านบนเพื่อระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ


เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ

มาติดต่อกันเถอะ