Hielscher faka'ata tekinolosia

Exfoliation ultrasonic 'o e vai-Dispersible 'o e Graphene

  • 'E lava ke ke fa'u vave 'a e mono - pea 'oku poto he 'otu graphene nanosheets 'o fakafou 'i he exfoliation ultrasonic mo throughput ma'olunga pea 'i ha totongi ma'ama'a.
  • 'E lava ke functionalized 'a graphene ultrasonically exfoliated mo biopolymers kae lava ke ma'u 'a e vai dispersible graphene.
  • 'E ultrasonic cavitation, e graphene synthesized 'e lava ke ke toe 'oatu ia ki ha fale tauhi'anga vai-makatu'unga nofo movetevete.

 

Exfoliation ultrasonic 'o ma'olunga-lelei Graphene

Ultrasonication ko ha founga falala'anga ke ne fakatupu 'a e graphene lo ua (mono-, 'oku poto - mo e-pe 'o e ki'i ni'ihi tokosi'i graphene) mei he fepunakaki holo e ngaahi graphite pe ngaahi momo'i me'a. Hota kehe exfoliation angamaheni 'a e ngaahi founga hange ko e fo'i pulu - mo e taliui fahi'anga papa pe ma'olunga-kosi mixers 'oku fehokotaki mo ma'ulalo 'a e tu'unga lelei pea mo hono faka'aonga'i 'o e reagents fakaehaua ko 'eni mo e ngaahi, e founga ultrasonic exfoliation fakaloto'i 'e hono tu'unga ma'olunga output, founga ma'olunga malava pea mo ngaahi tu'unga 'o e ngaue ki he angavaivai.
Ultrasonic cavitation 'Oku fakatupu 'e he ngaahi malohi kosi e tumu'aki lahi, 'a ia 'oku ne fakamavahe'i e tavalivali graphite fefie 'o fokotu'utu'u ki mono-, 'oku poto - mo e-lo ua ni'ihi tokosi'i 'o e graphene 'o e tau'ataina 'i he fa'ele'i.

Ngaahi la'ipepa vai Dispersable 'o e Graphene

'I he ngaahi tukunga angamaheni, 'oku fa'a dispersable e graphene 'i he vai mo hono ngaahi fomu mo e agglomerates 'i he taimi kuo fakamovetevete 'i he ngaahi fetu'utaki'anga aqueous. Talu mei he aqueous 'o e ngaahi System kuo mahu'inga 'o e ngaahi lelei 'o e hoko 'a e 'ikai fakamole, 'ikai 'uli, 'atakai anga fakakaume'a, makatu'unga 'i he vai 'oku matamatalelei 'aupito ke graphene leva mo e kautaha mata'uto'uta graphene polokalama.
Kae lava ke ma'u 'a e vai dispersable graphene nanosheets, 'oku liliu ai 'a e graphene ultrasonically exfoliated 'i he polysaccharides / biopolymers hange ko pullulan, chitosan, alginate, gelatine pe pululole na'a faka-'Alepea.

Ngaahi lelei:Exfoliation 'a e Graphene mo e ultrasonic disperser UP400St

  • graphene 'a e tu'unga ma'olunga
  • 'Oku 'omi ma'olunga
  • nofo movetevete 'oku fakatefito 'i he vai
  • ma'olunga 'o e tokanga
  • Ko e lavame'a ma'olunga
  • Ko e founga vave
  • totongi ma'ama'a
  • ma'olunga-throughput
  • 'atakai anga fakakaume'a
7kW ultrasonic dispersing polokalama ki he graphene hono ngaohi (lomi'i ke fakalahi!)

Polokalama ultrasonic ki he exfoliation 'o e graphene

Kole 'a e fakamatala




Fakatokanga'i ange 'etau Tu'utu'uni totonu fakatautaha.


Protocol 'o fakahangatonu 'o e Exfoliation 'o e Graphite

'Ikai ionic pullulan mo anionic alginate (1.0 l) na'e mavahevahe pe veteki 'i he ml 20 'o fakafonu vai ('a e DI), ka na'e veteki 'a cationic chitosan (l 0.4) 'i he ml 20 'o 'a e DI mo 1 wt % acetic acid. Na'e fakamovetevete 'i he ngaahi founga 'o e aqueous biopolymer 'a graphite efuefu mo tokanga'i hono faka'aonga'i 'o ha ultrasonic processor UP200S (ko e lahi taha malohi 200 K, tu'o lahi 24 kHz, Hielscher Ultrasonics, Siamane) kuo fakanaunau 'aki ha fo'i kouni frustum titanium sonotrode (sipinga micro tokoni S3, ki'i tokoni he funga 3 mm, ko e lahi taha amplitude 210µm, 'a ia ko e malohi 'o e fai ai e fuofua density pe e'a senitimita 'e W 460 hono malohi-2) 'i he ngaahi tukunga ko 'eni: 0.5 'o e siakale mo e 50% amplitude, 'i ha vaha'a 'o e 10, 20, 30, mo e miniti 'e 60, Rejoicing. Na'e ma'u 'a e ngaahi ola lelei taha 'i he miniti 'e 30 sonication. Na'e faka'aonga'i 'a e sonication 'i he malohi 'o e 16.25 W 'i ha miniti 'e 30, mo e ivi ma'u (ivi output ki he 'iuniti Voliume) 'o e 731 pe ml-1.
Na'e faifai, toto'i na'e centrifuged 'i he rpm 1500 ki he miniti 'e 60 ke to'o 'a e ngaahi momo'i me'a 'o e unexfoliated graphite pea fufulu leva 'a e ngaahi taimi 5 pea toe centrifuged 'i he rpm 5000 ki ha miniti 'e 20 ke to'o 'a e fu'u hulu 'o e biopolymers. He ne hoko tupu mei hono fakalelei'i 'a e fakapo'uli-Kulei na'e fakamomoa 'e he vekiume 'i he 40ºC kae 'oua kuo 'ikai ha mole lahi. Na'e redispersed 'a e powders 'o e polymer – graphene hono ola 'i he vai (1 'o e mg ml-1 pullulan mo e chitosan; 0.18 mg ml-1 ma'a e alginate) ki he talafakatataa. Na'e fakaha 'a e ngaahi la'ipepa Graphene ma'u 'i he pullulan-, alginate-, mo e tokoni ki he chitosan ultrasonication fusi-G, alg-G mo e chit-G, Rejoicing.
Mei he ngaahi founga 'e tolu, pullulan mo e chitosan na'e lelei ange 'i he exfoliation 'o e graphite alginate. 'Oku tukulolo 'a e founga fakafaiako ko 'eni exfoliated mono-, 'oku poto- mo e-pe 'o e ki'i ni'ihi graphene e ngaahi la'ipepa mo ma'ulalo lateral (ngaahi ngatangata'anga) pe 'a e ngaahi Mele. Na'e 'oange 'e he adsorption 'o e biopolymers 'i 'olunga 'o e graphene ha tu'uloa tu'unga ta'e-ue'ia (lahi ange 'i he mahina 'e 6) 'o e aqueous 'o e movetevete.
(Unalan et e 'Alama 2015)

Exfoliation ultrasonic 'o e vai-dispersable graphene nanosheets (Unalan et e 'Alama 2015)

Ngaahi 'imisi 'o e TEM 'o fusi-G ma'a e: miniti 'e (a) 10; (e) miniti 'e 20; (f) 30 miniti; (t) miniti 'e 60; (i) chit-G ki he miniti 'e 30; (k) alg-G ki he 30 min. (Unalan et e 'Alama 2015)

Ultrasonic Systems

'Oku faka'aonga'i fakaemamani lahi 'a e processors ultrasonic high-power 'a e Hielscher ki he ola lelei 'o e exfoliation mo e movetevete 'a e graphite mo e graphene. 'Oku lava ke ma'u mei he fale fakatotolo fakakemi mo e sea-'olunga a'u mai ki he ngaahi 'iuniti 'o e faiva fa'u kakato 'a 'etau dispersers ultrasonic. Makehe mei he robustness, 24/7 tafa mo e monomono ma'ulalo, na'e fakaloto'i 'a Hielscher ultrasonicators 'e faingofua ma'olunga 'o e ngaue 'i he ngaue'anga mo e ngaahi scalability.
Ngaahi founga 'e lava ke faingofua hono sivi'i mo optimized 'i he fale fakatotolo fakakemi. Hili ia, 'a e ngaahi ola kotoa pe 'o e founga 'e lava ke ke na'e holofa hangatonu pea mahino kakato ki he tu'unga hono ngaohi. Ko 'eni 'oku ne 'ai ke sonication ha founga lelei pea mo lelei 'a e faiva ki he Voliume ma'olunga 'o e ngaahi la'ipepa ma'olunga-lelei graphene.
Ultrasonics 'o e Hielscher’ 'e lava ke fakahaofi 'e he fa'u processors ultrasonic amplitudes ma'olunga 'aupito. Amplitudes 'o a'u mai ki he 200µm 'e lava ke faingofua hono hokohoko lele 'i 24/7 tafa. 'Oku lava ke ma'u 'a e sonotrodes ultrasonic fakapatonu ki amplitudes toe ma'olunga ange. Na'e fakapapau'i 'e fakatauhoa ha reactors 'a e malava ko ia 'o e falala'anga mo e malu lahi hono ngaohi 'o e nanosheets graphene 'o e tu'unga ma'olunga.

Ultrasonic disperser 'oku lava ke ma'u mei he fanga ki'i device to'oto'o ha polokalama ultrasonic taupotu ki 'olunga 'a e sea mo kakato-industrial ki he lahi 'o e ngaahi tohi 'oku ngaue ki he (lomi'i ke fakalahi!)

'Oku lava ke ma'u ai ha fa'ahinga founga ko e me'afua 'a e homogenizers 'a e Hielscher 'o e high-power ultrasonic – mei he loki fakasaienisi ki hono ngaohi.

Na'e faka'ata 'a e robustness 'o e me'angaue ultrasonic 'a e Hielscher 'a e tafa 24/7 'i he mamafa 'o e fatongia mo e ngaahi 'atakai lahi e fie ma'u.
'Oku 'omi 'e he e tepile 'i lalo ha faka'ilonga ia 'o e tu'unga 'o e ngaue ki he fakafuofua'i 'o e hotau ultrasonicators:

Kulupu (batch) 'o e tohi 'Oku tafe mai 'a e 'ea 'Oku fokotu'u atu 'a e ngaahi me'angaue
mL 'i he 10 ki he 2000 20 ki he 400mL/miniti 'e UP200Ht, UP400St
0.1 ki he 20L 0.2 ke 4L/miniti 'e UIP2000hdT
10 ki he 100L 2 ki he 10L/miniti 'e UIP4000
n.a. 10 ki he 100L/miniti 'e UIP16000
n.a. lalahi fakataha'i 'o e UIP16000

Kole ki ha fakamatala lahi ange

Kataki 'o faka'aonga'i e foomu 'i lalo, kapau 'oku ke loto ke kole ha fakamatala lahi ange fekau'aki mo e ultrasonic homogenization. Te tau fiefia ke 'oatu ha polokalama ultrasonic fakataha ho'o ngaahi fie ma'u.









Kataki 'o fakatokanga'i ange 'etau Tu'utu'uni totonu fakatautaha.


Ngaahi fakamo'oni fakafolofola/ngaahi tohi

  • Unalan I.U., C. momoAº, Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Tokoni ki he Polysaccharide vave exfoliation 'o e graphite platelets ki ngaahi la'ipepa vai dispersible graphene 'o e tu'unga ma'olunga. RSC fakalakalaka 5, 2015 26482 – 26490.


Ngaahi mo'oni'i me'a 'oku mahu'inga ke 'ilo'i

graphene

La'i pepa 'a e Graphene Graphene ko ha monolayer 'o e sp2-fehokotaki 'a e kaponi atoms. 'Oku 'omi 'e he Graphene 'a e ngaahi 'ulungaanga fakamatelie makehe hange ko ha makehe lalahi pau fukahi faka'elia (2620 m2l-1), ma'olunga ange 'o e ngaahi koloa fakamisini mo 'a ha talavou modulus 1 'a e TPa mo e ha malohi fau 'o e 130 GPa, ha matu'aki ma'olunga conductivity faka'ilekitulonika (loki-mafana electron fefononga'aki 'o 2.5 × 105 senitimita 'e2 V-1s-1), ma'olunga 'aupito 'a e 'ea conductivity ('i 'olunga 3000 W m K-1), ke nau talamai 'a e ngaahi koloa mahu'inga taha. Koe'uhi ko e ma'olunga ange 'o e koloa fakamamani, graphene 'oku lahi hono faka'aonga'i ki hono fakatupulaki mo hono ngaohi 'o e puha 'uhila 'a e ma'olunga 'o e ngaue, ngaahi selo 'o e lolo, ngaahi selo ai, supercapacitor, storages peroxide, ngaahi paa electromagnetic mo naunau faka'ilekitulonika. 'Ikai ngata ai, 'oku fakakau ai 'a e graphene ki he tokolahi 'o e nanocomposites mo e fakataha'i 'o e ngaahi naunau ko e fakamamafa'i fakalakalaka'i, e.g. 'i he polymers, nau mo ha matrices ukamea. Koe'uhi ko hono conductivity ma'olunga, ko ha konga mahu'inga 'o e conductive 'a e vali mo e inks e graphene.
E Lepiti mo e malu teuteu ultrasonic 'o e graphene 'o e tau'ataina 'i he palopalema 'Oku faka'ata 'a e fakakatoa 'o e ngaahi tohi 'i he si'isi'i 'o e fakamole 'a e fakalahi 'a e ngaahi polokalama 'o e graphene ki he ngaahi ngaue'anga lahi ange mo lahi ange.