Xenes Ultrasonik Eksfoliyasyonu

Xenes, çok yüksek yüzey alanı, üstün elektrik iletkenliği veya gerilme mukavemeti de dahil olmak üzere anizotropik fiziksel / kimyasal özellikler gibi olağanüstü özelliklere sahip 2D monoelemental nanomalzemelerdir. Ultrasonik eksfoliasyon veya delaminasyon katmanlı öncül malzemelerden tek katmanlı 2D nanosheets üretmek için verimli ve güvenilir bir tekniktir. Ultrasonik eksfoliasyon zaten endüstriyel ölçekte yüksek kaliteli xenes nanosheets üretimi için kurulmuştur.

Xenes – Monolayer Nanoyapılar

Ultrasonik pul pul dökülmüş borofenXenes tek katmanlı (2D), grafen benzeri bir yapıya sahip monoelemental nanomalzemeler, katman içi kurvalent bağ ve katmanlar arasındaki zayıf van der Waals kuvvetleridir. Ksenes sınıfının bir parçası olan malzemeler için örnekler borophene, silicene, germanene, stanen, fosfor (siyah fosfor), arsenene, bismuthene ve tellurene ve antimondur. Tek katmanlı 2D yapıları nedeniyle, ksenes nanomalzemeler çok büyük bir yüzeyin yanı sıra geliştirilmiş kimyasal ve fiziksel yenideniviteler tarafından charcterized edilir. Bu yapısal özellikler xenes nanomalzemelere etkileyici fotonik, katalitik, manyetik ve elektronik özellikler verir ve bu nanoyapıları çok sayıda endüstriyel uygulama için çok ilginç hale getirir. Resimde ultrasonik pul pul dökülmüş borofenin SEM görüntüleri görülüyor.

Bilgi talebi





Ksenes (örneğin borophene, silicene, germanene, stanene, fosfor (siyah fosfor), arsenene, bismuthene ve tellurene ve antimon gibi 2D nanosheets endüstriyel pul pul dökülme için ultrasonik reaktör.

Reaktör ile 2000 watt ultrasonicator UIP2000hdT xenes nanosheets büyük ölçekli eksfoliasyon için.

Ultrasonik Delaminasyon kullanılarak Xenes Nanomalzemelerinin Üretimi

Katmanlı Nanomalzemelerin Sıvı Pul Pul Dökülmesi: Tek katmanlı 2B nano sayfalar, katmanlı yapılara (örneğin, grafit) sahip inorganik malzemelerden üretilir ve belirli iyonların ve/veya çözücülerin bir araya gelirken katman katman galeri genişlemesini veya şişmesini görüntüleyen gevşek yığılmış konak katmanlarından oluşur. Katmanlı fazın nano sayfalara bölündüğü pul pul dökülme, tipik olarak tek tek 2B katmanların veya tabakaların kolloidal dağılımlarını üreten katmanlar arasındaki hızla zayıflamış elektrostatik çekim nedeniyle şişmeye eşlik eder. (cf. Geng ve ark, 2013) Genel olarak, şişmenin ultrasonication yoluyla pul pul dökülmeyi kolaylaştırdığı ve negatif yüklü nanosheets ile sonuç verdiği bilinmektedir. Kimyasal ön işlem ayrıca çözücülerde sonikasyon yoluyla pul pul dökülmeyi kolaylaştırır. Örneğin, fonksiyonelleştirme, alkollerde katmanlı çift hidroksitlerin (LDH' ler) pul pul dökülmesini sağlar. (cf. Nicolosi vd., 2013)
Ultrasonik eksfoliasyon / delaminasyon için katmanlı malzeme bir çözücüde güçlü ultrasonik dalgalara maruz kalır. Enerji yoğun ultrason dalgaları bir sıvı veya bulamaç içine birleştiğinde, akustik aka ultrasonik kavitasyon meydana gelir. Ultrasonik kavitasyon vakum kabarcıklarının çökmesi ile karakterizedir. Ultrason dalgaları sıvı boyunca hareket eder ve alternatif düşük basınç / yüksek basınç döngüleri oluşturur. Vakum kabarcıkları düşük basınç (rarefaction) döngüsü sırasında ortaya çıkar ve çeşitli düşük basınç / yüksek basınç döngüleri üzerinde büyür. Bir kavitasyon kabarcığı daha fazla enerji ememeyecek noktaya ulaştığında, kabarcık şiddetli bir şekilde patlar ve yerel olarak çok enerji yoğun koşullar yaratır. Kavitasyonel bir sıcak nokta, çok yüksek basınçlar ve sıcaklık, ilgili basınçlar ve sıcaklık farkları, yüksek hızlı sıvı jetleri ve kesme kuvvetleri ile belirlenir. Bu sonomekanik ve sonokimyasal kuvvetler çözücüyü yığılmış katmanlar ve parçalama katmanlı partikül ve kristal yapılar arasında iter ve böylece pul pul dökülmüş nanosheets üretir. Aşağıdaki görüntü dizisi ultrasonik kavitasyon ile eksfoliasyon işlemini göstermektedir.

Suda ultrasonik grafen eksfoliasyonu

Sudaki bir grafit pulunun sono-mekanik pul dökülmesini gösteren çerçevelerin yüksek hızlı bir dizisi (a'dan f'ye) UP200S, 200W ultrasonicator 3 mm sonotrode ile. Oklar, bölmeye nüfuz eden kavitasyon kabarcıkları ile bölünme (pul pul dökülme) yerini gösterir.
© Tyurnina vd. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0)

Modelleme, çözücünün yüzey enerjisi katmanlı malzemeninkine benzerse, pul pul dökülen ve yeniden toplanan durumlar arasındaki enerji farkının çok küçük olacağını ve yeniden toplama için itici gücü kaldıracağını göstermiştir. Alternatif karıştırma ve kesme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, ultrasonik karıştırıcılar pul pul dökülme için daha etkili bir enerji kaynağı sağladı ve TaS'ın iyon interkalasyonu destekli pul pul dökülme gösterimine yol açtı.2Nbs2ve MoS2, katmanlı oksitlerin yanı sıra. (cf. Nicolosi vd., 2013)

Ultrasonication grafen ve ksenes gibi nanosheets sıvı pul pul dökülmesi için son derece verimli ve güvenilir bir araçtır.

Ultrasonik sıvı pul pul dökülmüş nano sayfaların TEM görüntüleri: (A) Solvent N-metil-pirrolidonda sonikasyon yoluyla pul pul dökülen bir grafen nanosheet. (B) Solvent izopropanolde sonikasyon yoluyla eksfoliye edilmiş bir h-BN nanosheet. (C) Sulu bir yüzey aktif çözeltide sonikasyon yoluyla pul pul dökülen bir MoS2 nanosheet.
(Çalışma ve resimler: ©Nicolosi ve ark., 2013)

Ultrasonik Sıvı Pul Pul Dökülme Protokolleri

Ultrasonik eksfoliye ve kseler ve diğer monolayer nanomalzemelerin delaminasyonu araştırmada kapsamlı bir şekilde çalışılmış ve endüstriyel üretim aşamasına başarıyla aktarılmıştır. Aşağıda sonikasyon kullanarak seçilmiş eksfoliasyon protokollerini sunuyoruz.

Fosfor Nanoflakes Ultrasonik Eksfoliyasyon

Fosfor (siyah fosfor, BP olarak da bilinir), fosfor atomlarından oluşan 2D katmanlı, monoelemental bir malzemedir.
Passaglia ve ark. (2018) araştırmasında, radikal polimerizasyonun ardından MMA varlığında bP'nin sonikasyon destekli sıvı faz eksfoliyasyonu (LPE) ile fosforin - metil methakrilatın kararlı süspansiyonlarının hazırlanması gösterilmiştir. Metil methakrilat (MMA) sıvı bir monomerdir.

Fosforin Ultrasonik Sıvı Pul Pul Dökülme Protokolü

MMA_bPn, NVP_bPn ve Sty_bPn süspansiyonları LPE tarafından tek monomer varlığında elde edildi. Tipik bir prosedürde, bir harçta dikkatlice ezilen ∼5 mg bP, bir test tüpüne konuldu ve daha sonra ağırlıklı miktarda MMA, Sty veya NVP eklendi. Monomer bP süspansiyon bir Hielscher Ultrasonics homojenizatör kullanılarak 90 dakika boyunca sonicated UP200St (200W, 26kHz), sonotrode S26d2 (uç çapı: 2 mm) ile donatılmıştır. Ultrasonik genlik P = 7 W ile% 50'de sabit kaldı. Her durumda, daha iyi ısı dağılımı için bir buz banyosu kullanıldı. Son MMA_bPn NVP_bPn ve Sty_bPn süspansiyonlar daha sonra 15 dakika boyunca N2 ile entüne edildi. Tüm süspansiyonlar DLS tarafından analiz edildi ve rH değerlerinin DMSO_bPn değerlerine gerçekten yakın olduğunu gösterdi. Örneğin, MMA_bPn süspansiyonu (bP içeriğinin yaklaşık% 1'ine sahip) rH = 512 ± 58 nm ile karakterize edildi.
Fosfor üzerine yapılan diğer bilimsel çalışmalar ultrasonik temizleyici, yüksek kaynama noktası çözücüleri ve düşük verimlilik kullanarak birkaç saatlik sonikasyon süresini bildirirken, Passaglia araştırma ekibi bir prob tipi ultrasonikatör kullanarak son derece verimli bir ultrasonik eksfoliasyon protokolü göstermektedir (yani, UP200St).

Ultrasonik Borofen Eksfoliyasyonu

Sonication protokolleri ve ultrasonik borofen eksfoliasyon sonuçları için, lütfen buraya tıklayın!

Birkaç Katmanlı Silika Nanosheets Ultrasonik Eksfoliasyon

Ultrasonik pul pul dökülmüş silika nanosheets SEM görüntüsü.Ultrasonik eksfoliye yoluyla doğal vermikülitten (Verm) az katmanlı pul silika nano sayfalar (E-SN) hazırlandı. Pul pul dökülmüş silika nanosheets sentezi için aşağıdaki sıvı fazlı pul pul dökülme yöntemi uygulandı: 40 mg silika nanosheets (SN) 40 mL mutlak etanolde dağıtıldı. Daha sonra, karışım bir Hielscher kullanılarak 2 saat ultrasonicated edildi Ultrasonik İşlemci UP200St, 7 mm sonotrode ile donatılmıştır. Ultrason dalgasının genliği % 70'te sabit tutuldu. Aşırı ısınmayı önlemek için buz banyosu uygulandı. 10 dakika boyunca 1000 rpm'de santrifüjleme ile havasız SN çıkarıldı. Son olarak, ürün bir gecede vakum altında oda sıcaklığında dekante edildi ve kurutuldu. (cf. Guo vd., 2022)

Ksenes (örneğin, fosfor, borophene vb.) gibi 2D monolayer nanosheets ultrasonik eksfoliasyon prob tipi sonication tarafından verimli bir şekilde gerçekleştirilir.

Monolayer nanosheets ultrasonik eksfoliyasyon ile ultrasonicator UP400St.


Tek katmanlı nanosheets ultrasonik sıvı eksfoliyasyonu.

Ultrasonik sıvı eksfoliasyon xenes nanosheets üretimi için son derece etkilidir. Resim 1000 watt'ı güçlü gösterir UIP1000hdT.

Bilgi talebi





Xenes Nanosheets Eksfoliyasyonu için Yüksek Güçlü Ultrason Probları ve Reaktörleri

Hielscher Ultrasonics tasarımlar, üretir ve her boyutta sağlam ve güvenilir ultrasonicators dağıtır. Kompakt laboratuvar ultrasonik cihazlardan endüstriyel ultrasonik problara ve reaktörlere kadar, Hielscher işleminiz için ideal ultrasonik sisteme sahiptir. Nanomalzeme sentezi ve dispersiyon gibi uygulamalarda uzun süredir deneyime sahip olan iyi eğitimli personelimiz, gereksinimleriniz için size en uygun kurulumu önerecektir. Hielscher endüstriyel ultrasonik işlemciler endüstriyel tesislerde güvenilir iş atları olarak bilinir. Çok yüksek genlikler sunabilen Hielscher ultrasonicators, ksenlerin sentezi ve borophene, fosfor veya grafen gibi diğer 2D monolayer nanomalzemelerin sentezi ve bu nanoyapıların güvenilir bir dağılımı gibi yüksek performanslı uygulamalar için idealdir.
Olağanüstü güçlü ultrason: Hielscher Ultrasonics’ endüstriyel ultrasonik işlemciler çok yüksek genlikler sunabilir. 200 μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca çalıştırılabilir. Daha yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodes mevcuttur.
En Yüksek Kalite – Almanya'da Tasarlanan ve Üretilen: Tüm ekipmanlar Almanya'daki merkezimizde tasarlanmış ve üretilmiştir. Müşteriye teslim etmeden önce, her ultrasonik cihaz tam yük altında dikkatlice test edilir. Müşteri memnuniyeti için çalışıyoruz ve üretimimiz en yüksek kalite güvencesini (örneğin ISO belgelendirmesi) yerine getirmek için yapılandırılmıştır.

Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir:

Numune Hacmi Akış Oranı Önerilen Cihaz
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min Uıp4000hdt
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. daha büyük grubu UIP16000

Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!

Daha fazla bilgi isteyin

Ultrasonik işlemciler, uygulamalar ve fiyat hakkında ek bilgi istemek için lütfen aşağıdaki formu kullanın. Biz sizinle süreci tartışmak ve size gereksinimlerinizi karşılayan bir ultrasonik sistem sunmak için mutlu olacak!









Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.


Ultrasonik yüksek kesme homojenizatörleri laboratuvar, tezgah üstü, pilot ve endüstriyel işlemede kullanılır.

Hielscher Ultrasonik uygulamaları karıştırma, dağılım, emülsifikasyon ve laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte çıkarma için yüksek performanslı ultrasonik homojenler üretmektedir.



Edebiyat / Referanslar

Bilinmesi Gereken Gerçekler

Fosfor

Fosfor (ayrıca siyah fosfor nanosheets / nanoflakes) 105 yüksek akım AÇIK / KAPASI oranı ile kalınlık 5 nm bir örnek için 1000 cm2 V–1 s–1 yüksek hareketlilik gösterir. P tipi yarı iletken olarak fosforin 0,3 eV doğrudan bant boşluğuna sahiptir. Ayrıca, fosforin monolayer için yaklaşık 2 eV'ye kadar çıkan doğrudan bant boşluğuna sahiptir. Bu malzeme özellikleri, siyah fosfor nanosheets'i, görünür spektrumun tüm yelpazesini kapsayan nanoelektronik ve nanofotonik cihazlardaki endüstriyel uygulamalar için umut verici bir malzeme haline getirir. (cf. Passaglia vd., 2018) Başka bir potansiyel uygulama biyotıp uygulamalarında yatmaktadır, çünkü nispeten düşük toksisite siyah fosfor kullanımını oldukça çekici hale getirir.
İki boyutlu malzemeler sınıfında, fosforin genellikle grafenin yanına yerleştirilmiştir, çünkü grafenin aksine, fosforin ayrıca gerinim ve yığındaki katman sayısı ile modüle edilebilen sıfır olmayan temel bir bant boşluğuna sahiptir.

Borophene

Borophene, borun kristal atomik monolayer'ıdır, yani iki boyutlu bir bor allotropudur (bor nanosheet olarak da adlandırılır). Benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikleri, borofen'i çok sayıda endüstriyel uygulama için değerli bir malzemeye dönüştürmektedir.
Borophene'in olağanüstü fiziksel ve kimyasal özellikleri arasında benzersiz mekanik, termal, elektronik, optik ve süper iletken yüzeyler bulunur.
Bu, alkali metal iyon piller, Li-S piller, hidrojen depolama, süper kapasitör, oksijen azaltma ve evrimin yanı sıra CO2 elektroredüksiyon reaksiyonunda uygulamalar için borofen kullanma olanaklarını açar. Özellikle yüksek ilgi, piller için bir anot malzemesi ve hidrojen depolama malzemesi olarak borofene gider. Yüksek teorik spesifik kapasiteler, elektronik iletkenlik ve iyon taşıma özellikleri nedeniyle borophene, piller için harika anot malzemesi olarak nitelendirmektedir. Hidrojenin borofene olan yüksek adsorbasyon kapasitesi nedeniyle, ağırlığının% 15'inden fazla stroage kapasitesi ile hidrojen depolama için büyük bir potansiyel sunar.
Ultrasonik sentez ve borofenin dağılımı hakkında daha fazla bilgi edinin!


Yüksek performanslı ultrasonik! Hielscher ürün yelpazesi, tezgah üstü üniteler üzerindeki kompakt laboratuvar ultrasonicator'dan tam endüstriyel ultrasonik sistemlere kadar tüm spektrumu kapsar.

Hielscher Ultrasonics yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir laboratuvar için endüstriyel boyut.