Hielscher Ultrasonics
เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ
โทรหาเรา: +49 3328 437-420
ส่งอีเมลถึงเรา: info@hielscher.com

การขัดผิวกราฟีนสูตรน้ํา

การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกช่วยให้สามารถผลิตกราฟีนไม่กี่ชั้นโดยไม่ต้องใช้ตัวทําละลายที่รุนแรงโดยใช้น้ําบริสุทธิ์เท่านั้น การ sonication กําลังสูงจะหลุดลอกแผ่นกราฟีนภายในการรักษาสั้น ๆ การหลีกเลี่ยงตัวทําละลายทําให้การขัดผิวกราฟีนเป็นกระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน

การผลิตกราฟีนผ่านการขัดผิวแบบของเหลว

เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับการขัดผิวของกราฟีนกราฟีนผลิตในเชิงพาณิชย์ผ่านสิ่งที่เรียกว่าการขัดผิวแบบของเหลว การขัดผิวกราฟีนในเฟสของเหลวต้องใช้ตัวทําละลายที่เป็นพิษเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมีราคาแพงซึ่งใช้เป็นการปรับสภาพทางเคมีหรือร่วมกับ? กับเทคนิคการกระจายตัวทางกล สําหรับการกระจายตัวทางกลของแผ่นกราฟีนอัลตราโซนิกได้รับการจัดตั้งขึ้นเป็นเทคนิคที่มีความน่าเชื่อถือมีประสิทธิภาพและปลอดภัยในการผลิตแผ่นกราฟีนคุณภาพสูงในปริมาณมากในระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ เนื่องจากการใช้ตัวทําละลายที่รุนแรงมักมาพร้อมกับค่าใช้จ่ายการปนเปื้อนการกําจัดและการกําจัดที่ซับซ้อนข้อกังวลด้านความปลอดภัยตลอดจนภาระต่อสิ่งแวดล้อมทางเลือกที่ปลอดสารพิษและปลอดภัยกว่าจึงเป็นประโยชน์อย่างมาก การขัดผิวกราฟีนโดยใช้น้ําเป็นตัวทําละลายและอัลตราซาวนด์พลังงานสําหรับการหลุดลอกทางกลของแผ่นกราฟีนไม่กี่ชั้นจึงเป็นเทคนิคที่มีแนวโน้มสูงสําหรับการผลิตกราฟีนสีเขียว
ตัวทําละลายทั่วไปซึ่งมักใช้เป็นเฟสของเหลวในการกระจายแผ่นนาโนกราฟีน ได้แก่ ไดเมทิลซัลฟอกไซด์ (DMSO), N,N-dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), Tetramethylurea (TMU), Tetrahydrofuran (THF), โพรพิลีนคาร์บอเนตอะซิโตน (PC), เอทานอล และฟอร์มไมด์
ในฐานะที่เป็นเทคนิคที่จัดตั้งขึ้นมาเป็นเวลานานสําหรับการขัดผิวกราฟีนในระดับเชิงพาณิชย์อัลตราโซนิกช่วยให้สามารถผลิตกราฟีนที่มีความบริสุทธิ์สูงด้วยต้นทุนต่ํา เนื่องจากการขัดผิวกราฟีนอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดเชิงเส้นได้อย่างสมบูรณ์เป็นปริมาตรใด ๆ ผลผลิตของเกล็ดกราฟีนคุณภาพสูงจึงสามารถนําไปใช้ได้อย่างง่ายดายสําหรับการผลิตกราฟีนจํานวนมาก

การขอข้อมูล







เครื่องกระจายอัลตราโซนิก UIP2000hdT ระบบโซนิคทรงพลัง 2000 วัตต์สําหรับการขัดผิวและการกระจายตัวของกราฟีน

UIP2000hdT เป็นเครื่องกระจายอัลตราโซนิกที่ทรงพลัง 2kW สําหรับการขัดผิวและกระจายตัวของกราฟีน

การขัดผิวอัลตราโซนิกของกราฟีนในน้ํา

Tyurnina et al. (2020) ตรวจสอบผลกระทบของแอมพลิจูดและความเข้มของโซนิเคชั่นต่อสารละลายกราไฟท์น้ําบริสุทธิ์และการขัดผิวกราฟีนที่เกิดขึ้น ในการศึกษาพวกเขาใช้ Hielscher UP200S (200W, 24kHz) การขัดผิวด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้น้ําถูกนําไปใช้เป็นขั้นตอนเดียวสําหรับการหลุดลอกกราฟีนไม่กี่ชั้น การรักษาสั้น ๆ 2 ชั่วโมงก็เพียงพอที่จะผลิตกราฟีนไม่กี่ชั้นในการตั้งค่าการ sonication บีกเกอร์แบบเปิด

การขัดผิวกราฟีนอัลตราโซนิกในน้ํา

ลําดับความเร็วสูง (จาก a ถึง f) ของเฟรมที่แสดงให้เห็นถึงการขัดผิวแบบกลไกของเกล็ดกราไฟท์ในน้ํา ใช้ UP200s เครื่องอัลตราโซนิก 24 kHz พร้อมโซโนทรอด 3 มม. ลูกศรแสดงตําแหน่งของการแยก (การขัดผิว) โดยมีฟองอากาศที่แทรกซึมเข้าไปในการแยก© Tyurnina และคณะ, 2020

การเพิ่มประสิทธิภาพของการขัดผิวกราฟีนอัลตราโซนิก

โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก UP200St พร้อมข้อต่อ sonotrode และกระจกพื้นการตั้งค่าอัลตราโซนิกที่ใช้โดย Tyurnina et al. (2020) สามารถปรับให้เหมาะสมได้อย่างง่ายดายเพื่อประสิทธิภาพที่มากขึ้นและการขัดผิวที่เร็วขึ้นโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแบบปิดในโหมดการไหลผ่าน การรักษาแบบอินไลน์ด้วยอัลตราโซนิกช่วยให้สามารถรักษาอัลตราโซนิกที่สม่ําเสมอมากขึ้นอย่างมีนัยสําคัญของวัตถุดิบกราไฟท์ทั้งหมด: การป้อนสารละลายกราไฟท์? น้ําโดยตรงในพื้นที่ จํากัด ของโพรงอากาศอัลตราโซนิกกราไฟท์ทั้งหมดจะกลายเป็น sonicated อย่างสม่ําเสมอส่งผลให้ได้ผลผลิตสูงของเกล็ดกราฟีนคุณภาพสูง
ระบบอัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถควบคุมพารามิเตอร์การประมวลผลที่สําคัญทั้งหมดได้อย่างแม่นยําเช่นแอมพลิจูดเวลา? การเก็บรักษาพลังงานอินพุต (Ws? mL) ความดันและอุณหภูมิ การตั้งค่าพารามิเตอร์อัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดส่งผลให้ผลผลิตคุณภาพและประสิทธิภาพโดยรวมสูงสุด

Ultrasonication ส่งเสริมการขัดผิวกราฟีนอย่างไร

เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์กําลังสูงถูกควบคู่เข้ากับสารละลายของผงกราไฟท์และน้ําหรือตัวทําละลายใด ๆ แรงโซโนมากลเช่นแรงเฉือนสูงความปั่นป่วนที่รุนแรงและความแตกต่างของความดันและอุณหภูมิสูงจะสร้างสภาวะที่ต้องใช้พลังงานสูง สภาวะที่มีพลังงานสูงเหล่านี้เป็นผลมาจากปรากฏการณ์โพรงอากาศอะคูสติก
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับโพรงอากาศอัลตราโซนิกที่นี่!
อัลตราซาวนด์กําลังจะเริ่มการขยายตัวของผงกราไฟท์เนื่องจากของเหลวถูกกดระหว่างชั้นกราฟีนซึ่งประกอบด้วยกราไฟท์ แรงเฉือนอัลตราโซนิกจะแยกแผ่นกราฟีนแผ่นเดียวและกระจายตัวเป็นเกล็ดกราฟีนในสารละลาย เพื่อให้ได้ความเสถียรในระยะยาวของกราฟีนในน้ํา จําเป็นต้องมีสารลดแรงตึงผิว

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

การกระจายอัลตราโซนิกของคาร์บอนแบล็คโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก UP200St

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

กลไกของการขัดผิวเฟสของเหลวอัลตราโซนิกของการขัดผิวกราฟีน การศึกษาและภาพโดย Tyurnina et al., 2021

กลไกของการขัดผิวเฟสของเหลวอัลตราโซนิกของการขัดผิวกราฟีนการศึกษาและภาพโดย Tyurnina et al., 2021

การขอข้อมูล







เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการขัดผิวกราฟีน

คุณสมบัติอันชาญฉลาดของเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ได้รับการออกแบบมาเพื่อรับประกันการทํางานที่เชื่อถือได้ผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้และเป็นมิตรกับผู้ใช้ การตั้งค่าการทํางานสามารถเข้าถึงและโทรออกได้อย่างง่ายดายผ่านเมนูที่ใช้งานง่าย ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ผ่านหน้าจอสัมผัสสีดิจิตอลและรีโมทคอนโทรลของเบราว์เซอร์ ดังนั้นเงื่อนไขการประมวลผลทั้งหมดเช่นพลังงานสุทธิพลังงานรวมแอมพลิจูดเวลาความดันและอุณหภูมิจะถูกบันทึกโดยอัตโนมัติในการ์ด SD ในตัว สิ่งนี้ช่วยให้คุณสามารถแก้ไขและเปรียบเทียบการขัดผิวก่อนหน้านี้และเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการขัดผิวกราฟีนให้มีประสิทธิภาพสูงสุด
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher สามารถควบคุมจากระยะไกลผ่านการควบคุมเบราว์เซอร์ พารามิเตอร์ Sonication สามารถตรวจสอบและปรับได้อย่างแม่นยําตามความต้องการของกระบวนการระบบอัลตราโซนิกของ Hielscher ถูกนํามาใช้ทั่วโลกสําหรับการผลิตแผ่นกราฟีนคุณภาพสูงและกราฟีนออกไซด์ เครื่องอัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher สามารถเรียกใช้แอมพลิจูดสูงได้อย่างง่ายดายในการทํางานต่อเนื่อง (24/7/365) แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถสร้างได้อย่างง่ายดายอย่างต่อเนื่องด้วย sonotrodes มาตรฐาน (โพรบอัลตราโซนิก? แตรและ แคสแคทรอเดสทีเอ็ม). สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง เนื่องจากความทนทานและการบํารุงรักษาต่ําระบบขัดผิวอัลตราโซนิกของเราจึงได้รับการติดตั้งโดยทั่วไปสําหรับการใช้งานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง

โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher สําหรับการขัดผิวกราฟีนได้รับการติดตั้งทั่วโลกแล้วในระดับเชิงพาณิชย์ ติดต่อเราตอนนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับกระบวนการผลิตกราฟีนของคุณ! พนักงานที่มีประสบการณ์ของเรายินดีที่จะแบ่งปันข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการขัดผิวระบบอัลตราโซนิกและราคา!

 
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์กราฟีนอัลตราโซนิกการกระจายตัวและการทํางานโปรดคลิกที่นี่:

 

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:

ปริมาณแบทช์ อัตราการไหล อุปกรณ์ที่แนะนํา
1 ถึง 500 มล. 10 ถึง 200 มล.? นาที UP100H
10 ถึง 2000 มล. 20 ถึง 400 มล.? นาที UP200 ฮิต, UP400ST
0.1 ถึง 20L 0.2 ถึง 4L? นาที UIP2000hdt
10 ถึง 100L 2 ถึง 10L? นาที UIP4000hdT
ไม่ 10 ถึง 100L? นาที UIP16000
ไม่ ขนาด ใหญ่ คลัสเตอร์ของ UIP16000

ติดต่อเรา!? ถามเรา!

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม

โปรดใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกแอพพลิเคชั่นและราคา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณกับคุณและเสนอระบบอัลตราโซนิกที่ตรงกับความต้องการของคุณ!












โฮโมจีไนเซอร์แรงเฉือนสูงอัลตราโซนิกใช้ในห้องปฏิบัติการแบบตั้งโต๊ะนําร่องและการแปรรูปทางอุตสาหกรรม

Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม



วรรณกรรม? อ้างอิง

ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้

กราฟีนคืออะไร?

แผ่นกราฟีน กราฟีนเป็นชั้นเดียวของ sp2- อะตอมของคาร์บอนที่ถูกผูกมัด กราฟีนมีลักษณะเฉพาะของวัสดุ เช่น พื้นที่ผิวจําเพาะขนาดใหญ่เป็นพิเศษ (2620 ม.2g-1) คุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่าด้วยโมดูลัสของ Young ที่ 1 TPa และความแข็งแรงที่แท้จริง 130 GPa การนําไฟฟ้าที่สูงมาก (ความเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่อุณหภูมิห้อง 2.5 × 105 ซม.2 V-1s-1) การนําความร้อนสูงมาก (สูงกว่า 3000 W m K-1) เพื่อตั้งชื่อคุณสมบัติที่สําคัญที่สุด เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุที่เหนือกว่ากราฟีนจึงถูกนํามาใช้อย่างมากในการพัฒนาและผลิตแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงเซลล์เชื้อเพลิงเซลล์แสงอาทิตย์ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่เก็บไฮโดรเจนโล่แม่เหล็กไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ กราฟีนยังรวมอยู่ในนาโนคอมโพสิตและวัสดุคอมโพสิตหลายชนิดเป็นสารเสริมแรง เช่น ในโพลีเมอร์ เซรามิก และเมทริกซ์โลหะ เนื่องจากการนําไฟฟ้าสูง กราฟีนจึงเป็นส่วนประกอบสําคัญของสีและหมึกนําไฟฟ้า
การเตรียมกราฟีนที่ปราศจากข้อบกพร่องอย่างรวดเร็วและปลอดภัยในปริมาณมากด้วยต้นทุนต่ําช่วยให้สามารถขยายการประยุกต์ใช้กราฟีนไปยังอุตสาหกรรมได้มากขึ้นเรื่อย ๆ
กราฟีนเป็นชั้นคาร์บอนหนาหนึ่งอะตอม ซึ่งสามารถอธิบายได้ว่าเป็นโครงสร้างชั้นเดียวหรือ 2 มิติของกราฟีน (กราฟีนชั้นเดียว = SLG) กราฟีนมีพื้นที่ผิวจําเพาะที่ใหญ่เป็นพิเศษและคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่า (โมดูลัสของ Young ที่ 1 TPa และความแข็งแรงที่แท้จริงของ 130 GPa) ให้การนําไฟฟ้าและความร้อนที่ยอดเยี่ยม เนื่องจากลักษณะของวัสดุเหล่านี้กราฟีนจึงถูกใช้เป็นสารเติมแต่งเสริมแรงเพื่อให้คอมโพสิตมีความแข็งแรงการนําไฟฟ้า ฯลฯ ในการรวมลักษณะของกราฟีนเข้ากับวัสดุอื่น ๆ กราฟีนจะต้องกระจายตัวลงในสารประกอบหรือใช้เป็นการเคลือบฟิล์มบางลงบนพื้นผิว


Hielscher Ultrasonics จัดหาโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงตั้งแต่ห้องปฏิบัติการไปจนถึงขนาดอุตสาหกรรม

อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง! กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดบนหน่วยแบบตั้งโต๊ะไปจนถึงระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ

เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ

Let's get in contact.