Hielscher Ultrasonics
Будемо раді обговорити Ваш процес.
Зателефонуйте нам: +49 3328 437-420
Напишіть нам: info@hielscher.com

Відлущування графеном на водній основі

Ультразвукове відлущування дозволяє отримувати малошаровий графен без використання агресивних розчинників, використовуючи тільки чисту воду. Потужна ультразвукова апаратура розшаровує графенові листи за коротку обробку. Відмова від розчинників перетворює відлущування графену на екологічний, стійкий процес.

Виробництво графену шляхом рідкофазного відлущування

Ультразвуковий реактор для відлущування графену.Графен комерційно виробляється шляхом так званого рідкофазного відлущування. Рідкофазне відлущування графену вимагає використання токсичних, шкідливих для навколишнього середовища та дорогих розчинників, які використовуються як хімічна попередня обробка або в поєднанні з/з технікою механічної диспергії. Для механічного диспергування графенових листів ультразвук був встановлений як високонадійний, ефективний і безпечний метод виробництва високоякісних графенових листів у великих кількостях на повністю промисловому рівні. Оскільки використання агресивних розчинників завжди супроводжується витратами, забрудненням, складним видаленням та утилізацією, питаннями безпеки, а також навантаженням на навколишнє середовище, нетоксична та безпечніша альтернатива є значно вигіднішою. Таким чином, відлущування графену з використанням води як розчинника та енергетичного ультразвуку для механічного розшарування кількох шарових графенових листів є дуже перспективною технологією для виробництва зеленого графену.
Поширені розчинники, які часто використовуються як рідка фаза для диспергування графенових нанолистів, включають диметилсульфоксид (DMSO), N,N-диметилформамід (DMF), N-метил-2-піролідон (NMP), тетраметилсечовину (TMU), тетрагідрофуран (THF), пропіленкарбонатацетон (PC), етанол і формамід.
Як вже давно встановлена техніка відлущування графену в комерційних масштабах, ультразвук дозволяє виробляти високоякісний графен високої чистоти за низькими витратами. Оскільки ультразвукове відлущування графену може бути повністю лінійно масштабоване до будь-якого обсягу, вихід виробництва високоякісних графенових пластівців може бути легко реалізований для масового виробництва графену.

Інформаційний запит




Зверніть увагу на наш Політика конфіденційності.




Ультразвуковий диспергатор UIP2000hdT, потужна звукова система потужністю 2000 Вт, для відлущування та диспергування графену.

UIP2000hdT – це потужний ультразвуковий диспергатор потужністю 2 кВт для відлущування та диспергування графену.

Ультразвукове відлущування графену у воді

Tyurnina et al. (2020) досліджували вплив амплітуди та інтенсивності звуку на чисті водно-графітові розчини та спричинене відлущування графену. У дослідженні вони використовували Hielscher UP200S (200 Вт, 24 кГц). Ультразвукове відлущування з використанням води було застосовано як одноетапний процес для кількашарового розшарування графену. Короткої обробки тривалістю 2 год було достатньо для отримання кількашарового графену в відкритій установці ультразвуку в мензурці.

Ультразвукове відлущування графеном у воді

Високошвидкісна послідовність (від a до f) кадрів, що ілюструють сономеханічне відлущування графітової лусочки у воді за допомогою UP200s, ультразвукового апарату 24 кГц з сонотродом 3 мм. Стрілками показано місце розщеплення (відлущування) з кавітаційними бульбашками, що проникають в розщепів.© Тюрніна та ін., 2020

Оптимізація ультразвукового відлущування графеном

Ультразвуковий процесор UP200St з сонотродом і шліфованим скляним з'єднанням.Ультразвукову установку, використану Tyurnina et al. (2020), можна легко оптимізувати для більшої ефективності та швидшого відлущування за допомогою закритого ультразвукового реактора в режимі проточування. Ультразвукова вбудована обробка дозволяє проводити значно більш рівномірну ультразвукову обробку всієї графітової сировини: подаючи графітовий? водний розчин безпосередньо в обмежений простір ультразвукової кавітації, весь графіт стає рівномірно звукоізованим, що призводить до високого виходу високоякісних графенових пластівців.
Системи Hielscher Ultrasonics дозволяють точно контролювати всі важливі параметри обробки, такі як амплітуда, час? утримання, вхідна енергія (Вт/мл), тиск і температура. Налаштування оптимальних ультразвукових параметрів забезпечує найвищий вихід, якість та загальну ефективність.

Як ультразвук сприяє відлущуванню графену

Коли ультразвукові хвилі високої потужності з'єднуються в суспензію графітового порошку та води або будь-якого розчинника, сономеханічні сили, такі як високий зсув, інтенсивні турбулентності та високі перепади тиску та температури, створюють енергоємні умови. Ці енергоємні умови є результатом явища акустичної кавітації.
Детальніше про ультразвукову кавітацію читайте тут!
Потужний ультразвук ініціює розширення графітового порошку, оскільки між шарами графену пресуються рідини, з яких складається графіт. Ультразвукові зсувні сили розшаровують окремі листи графену і розсіюють їх у вигляді графенових пластівців у розчині. Для отримання довготривалої стабільності графену у воді необхідна поверхнево-активна речовина.

Ультразвуковий апарат UP200St (200W) диспергує технічний вуглець у воді з використанням 1%wt Tween80 в якості поверхнево-активної речовини.

Ультразвукова дисперсія технічного вуглецю за допомогою ультразвукового апарату UP200St

Мініатюра відео

Механізм ультразвукового рідкофазного пілінгу графенового пілінгу. Дослідження та малюнок Тюрніної та ін., 2021.

Механізм ультразвукового рідкофазного пілінгу графенового пілінгу.Дослідження та малюнок Тюрніної та ін., 2021.

Інформаційний запит




Зверніть увагу на наш Політика конфіденційності.




Високоефективні ультразвукові апарати для відлущування графеном

Інтелектуальні функції ультразвукових систем Hielscher розроблені таким чином, щоб гарантувати надійну роботу, відтворювані результати та зручність використання. Доступ до робочих налаштувань можна легко отримати та набрати за допомогою інтуїтивно зрозумілого меню, доступ до якого можна отримати за допомогою цифрового кольорового сенсорного дисплея та пульта дистанційного керування браузером. Тому всі умови обробки, такі як чиста енергія, загальна енергія, амплітуда, час, тиск і температура, автоматично записуються на вбудовану SD-карту. Це дозволяє переглянути та порівняти попередні процедури ультразвукового дослідження та оптимізувати процес відлущування графену з максимальною ефективністю.
Ультразвуковими пристроями Hielscher можна дистанційно керувати за допомогою браузера. Параметри ультразвуку можна контролювати та точно регулювати відповідно до вимог процесу.Ультразвукові системи Hielscher використовуються в усьому світі для виробництва високоякісних графенових листів і оксидів графену. Промислові ультразвукові апарати Hielscher можуть легко працювати з високими амплітудами в безперервній роботі (24/7/365). Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно генерувати за допомогою стандартних сонотродів (ультразвукових зондів? ріжків і КаскатродиТМ). Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Завдяки своїй надійності та невибагливому обслуговуванню наші системи ультразвукового відлущування зазвичай встановлюються для важких умов і в складних умовах.

Ультразвукові процесори Hielscher для відлущування графену вже встановлені по всьому світу в комерційних масштабах. Зв'яжіться з нами зараз, щоб обговорити ваш процес виробництва графену! Наш досвідчений персонал буде радий поділитися додатковою інформацією про процес відлущування, ультразвукові системи та ціни!

 
Щоб дізнатися більше про синтез, диспергування та функціоналізацію ультразвукового графену, натисніть тут:

 

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:

Об'єм партії Витрата Рекомендовані пристрої
Від 1 до 500 мл Від 10 до 200 мл/хв UP100H
Від 10 до 2000 мл Від 20 до 400 мл/хв UP200Ht, UP400St
0від 1 до 20 л 0від .2 до 4 л/хв UIP2000HDT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л/хв UIP4000HDT
Н.А. Від 10 до 100 л/хв UIP16000
Н.А. Більше кластер UIP16000

Зв'яжіться з нами!? Запитайте нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, скористайтеся формою нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, застосування та ціну. Ми будемо раді обговорити з Вами Ваш процес і запропонувати Вам ультразвукову систему, що відповідає Вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.




Ультразвукові гомогенізатори з високим зсувом використовуються в лабораторній, настільній, пілотній та промисловій обробці.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.



Література? Список літератури

Факти, які варто знати

Що таке графен?

Графеновий лист Графен являє собою моношар sp2-зв'язані атоми вуглецю. Графен має унікальні характеристики матеріалу, такі як надзвичайно велика питома площа поверхні (2620 м2g-1), superior mechanical properties with a Young’s modulus of 1 TPa and an intrinsic strength of 130 GPa, an extremely high electronic conductivity (room-temperature electron mobility of 2.5 × 105 cm2 V-1s-1), дуже висока теплопровідність (вище 3000 Вт м К-1), щоб назвати найважливіші властивості. Завдяки своїм чудовим властивостям матеріалу графен активно використовується в розробці та виробництві високопродуктивних акумуляторів, паливних елементів, сонячних елементів, суперконденсаторів, накопичувачів водню, електромагнітних екранів та електронних пристроїв. Крім того, графен входить до складу багатьох нанокомпозитів і композитних матеріалів як армуюча добавка, наприклад, у полімерах, кераміці та металевих матрицях. Завдяки високій провідності графен є важливим компонентом струмопровідних фарб і чорнила.
Швидке та безпечне ультразвукове отримання бездефектного графену у великих обсягах при низьких витратах дозволяє розширювати сфери застосування графену на все більшій кількості галузей промисловості.
Graphene is a one-atom-thick layer of carbon, which can be described as a single-layer or 2D structure of graphene (single layer graphene = SLG). Graphene has an extraordinarily large specific surface area and superior mechanical properties (Young’s modulus of 1 TPa and intrinsic strength of 130 GPa), offers great electronic and thermal conductivity, charge carrier mobility, transparency, and is impermeable to gases. Due to these material characteristics, graphene is used as reinforcing additive to give composites its strength, conductivity, etc. In order to combine the characteristics of graphene with other materials, graphene must be dispersed into the compound or is applied as a thin-film coating onto a substrate.


Hielscher Ultrasonics постачає високоефективні ультразвукові гомогенізатори від лабораторії до промислового розміру.

High performance ultrasonics! Hielscher’s product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Будемо раді обговорити Ваш процес.

Let's get in contact.