Ultrasonik eksfoliatsiya orqali ruteniy oksidi nanosheets
Ruteniy oksidi monoqatlamli nano varaqlar prob tipidagi ultratovush yordamida samarali ishlab chiqarilishi mumkin. Ultrasonik nanosheet eksfoliatsiyasining asosiy afzalliklari jarayonning samaradorligi, yuqori rentabellik, qisqa ishlov berish va oson, xavfsiz ishlashdir. Ishlab chiqarilgan nanoshiqlarning yuqori samaradorligi va yuqori sifati tufayli ultratovush ko'p sonli nano-varaqlarni, shu jumladan grafen va borofenni sanoat ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Ruteniy oksidi nanosheetlarining ultratovushli eksfoliatsiyasi
Ruteniy oksidi (RuO2, rutenat sifatida ham tanilgan) nanoshiqlar yuqori o'tkazuvchanlik, past qarshilik, yuqori barqarorlik, yuqori ish funktsiyasi va quruq qirqishga yaxshi sezuvchanlik kabi noyob xususiyatlarni taklif etadi. Bu ruteniy oksidini xotira qurilmalari va tranzistorlardagi elektrodlar uchun yaxshi material qiladi.
a) 1 daqiqa va b) 7 daqiqa ultratovush yordamida eksfoliatsiyalangan RuO2 nano-varaqlarining SEM tasvirlari.
(tadqiqot va rasmlar: ©Kim va boshq., 2021)
Sanoat inline eksfoliatsiyasi ruteniy oksidi nanosheets uchun sanoat quvvat ultratovush tizimi.
Vaziyatni o'rganish: Zond tipidagi ultrasonikator yordamida yuqori samarali RuO2 eksfoliatsiyasi
Kim va boshqalar. (2021) o'z tadqiqotlarida ruteniy oksidi mono qatlamli nanoshoplarning eksfoliatsiyasi sezilarli darajada yaxshilanganligini ko'rsatdi. Tadqiqotchi ultratovush yordamida yupqa RuO2 metall oksidi varaqlarining yuqori hosildorligini yaratdi. Ion almashinuvi reaktsiyalari orqali an'anaviy interkalatsiya jarayoni sekin va molekulalarning kattaligi va reaktsiya uchun zarur bo'lgan kimyoviy energiya tufayli faqat cheklangan miqdordagi ikki o'lchovli (2D) nanoshetlarni ishlab chiqaradi. Jarayonni tezlashtirish va ishlab chiqarilgan ruteniy oksidi nano-varaqlari miqdorini oshirish uchun ular RuO2 oksidi eritmasiga ultratovush energiyasini qo'llash orqali eksfoliatsiya jarayonini kuchaytirdilar. Ular atigi 15 daqiqalik ultratovushdan so'ng choyshablar miqdori 50% dan oshganini va bir vaqtning o'zida choyshablarning lateral o'lchamlarini kamaytirishini aniqladilar. Zichlik funktsional nazariyasi hisob-kitoblari shuni ko'rsatdiki, eksfoliatsiyaning faollashuv energiyasi RuO2 qatlamlarini kichik lateral o'lchamlarga bo'lish orqali sezilarli darajada kamayadi. Bu o'lchamning qisqarishi, sonikatsiya metall oksidi qatlamlarini osonroq parchalashga yordam berganligi sababli sodir bo'ladi. Ushbu tadqiqot shuni ta'kidlaydiki, ultratovushdan foydalanish ruteniy oksidi mono qatlamli nanoshoklarni yaratishning yaxshi va oson usuli hisoblanadi. Bu shuni ko'rsatadiki, ultratovush bilan qo'llab-quvvatlanadigan ion almashinuvi jarayoni 2D metall oksidi nano varaqlarini ishlab chiqarish uchun qulay va samarali yondashuvni taklif qiladi. Ultarsonik eksfoliatsiyaning afzalliklari nima uchun ultratovushli eksfoliatsiya va delaminatsiya ksenlar, shu jumladan grafen va borofen sifatida ham tanilgan 2D nanomateriallar uchun ishlab chiqarish usuli sifatida keng qo'llanilishini tushuntiradi.
Ultrasonik eksfoliatsiya keng miqyosda ruteniy oksidi 2D nano-varaqlarining yuqori samarali va tezlashtirilgan ishlab chiqarilishiga yordam beradi.
(tadqiqot va rasmlar: ©Kim va boshqalar, 2021).
RuO2 nano varaqlarining ultratovushli eksfoliatsiyasi laboratoriya miqyosida ham amalga oshirilishi mumkin. Rasmda UP400ST prob tipidagi ultrasonikator ko'rsatilgan stakanda nanobargni eksfoliatsiya qilish paytida.
Ultratovush yordamida ruteniy oksidi eksfoliatsiyasi uchun protokol
Quyidagi protokol Kim va boshqalar tomonidan ta'riflanganidek, ultratovush yordamida qo'llab-quvvatlanadigan ion almashinuvi reaktsiyasi jarayonidan foydalangan holda RuO2 nanoshetlarini sintez qilish bo'yicha bosqichma-bosqich ko'rsatma. (2021).
- RuO2 va interkalant eritmasini ularni erituvchida (2-propanol) eritib, 3 kungacha aralashtirib tayyorlang.
- RuO2 nano varaqlarining hosildorligini 50% dan ortiq oshirish va RuO2 ni bo'lish uchun prob tipidagi ultratovush apparati (masalan, BS4d22 sonotrodeli UP1000hdT (1000W, 20kHz) zond tipidagi ultratovush apparati) yordamida ultratovush energiyasini eritmaga 15 daqiqa davomida qo'llang. qatlamlarni bir xil kichik lateral kattalikka aylantiradi.
- Eksfoliatsiyaning faollashuv energiyasi sezilarli darajada kamayganligini tasdiqlash uchun zichlik funktsional nazariyasi hisoblaridan foydalaning.
- Natijada turli xil ilovalar uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan RuO2 nano varaqlarini to'plang.
RuO2 nano-varaqlarining ultratovushli eksfoliatsiyasi uchun ushbu protokolning soddaligi ultratovushli nano-varaqlarni ishlab chiqarishning afzalliklarini ta'kidlaydi. Sonication - qalinligi taxminan 1 nm bo'lgan yuqori sifatli mono qatlamli RuO2 nanoshetlarini ishlab chiqarishning yuqori samarali usuli. Protokol shuningdek, kengaytiriladigan va takrorlanuvchan ekanligi aniqlandi, bu uni elektronika, kataliz va energiyani saqlashda turli xil ilovalar uchun RuO2 nanoshetlarini keng miqyosda ishlab chiqarishga mos keladi.
SnOx nanoflakesning sonokimyoviy sintezi haqida ko'proq o'qing!
Suvdagi grafit parchasining sono-mexanik eksfoliatsiyasini aks ettiruvchi yuqori tezlikdagi (a dan f gacha) kadrlar ketma-ketligi UP200S yordamida, 3 mm sonotrodli 200 Vt ultrasonikator. O'qlar bo'linish joyini (eksfoliatsiyani) ko'rsatadi, ular bo'linishga kirib boradigan kavitatsiya pufakchalari.
(o'rganish va rasmlar: © Tyurnina va boshqalar. 2020
2D nano varaqlarning ultratovushli eksfoliatsiyasi mexanizmi.
(o'rganish va grafik: Tyurnina va boshqalar, 2020)
RuO2 eksfoliatsiyasi uchun yuqori samarali ultrasonikatorlar
Yuqori sifatli ruteniy oksidi nano-choyshablarini va boshqa ksenlarni ishlab chiqarish uchun ishonchli yuqori samarali ultratovush uskunalari talab qilinadi. Amplituda, bosim va haroratning asosiy parametrlari, ular takrorlanuvchanlik va izchil mahsulot uchun juda muhimdir. Hielscher Ultrasonics protsessorlari kuchli va aniq boshqariladigan tizimlar bo'lib, ular jarayon parametrlarini aniq sozlash va doimiy yuqori quvvatli ultratovush chiqishi imkonini beradi. Hielscher sanoat ultrasonikatorlari juda yuqori amplitudalarni etkazib berishi mumkin. 200 mikrongacha bo'lgan amplitudalar 24/7 ishda osongina uzluksiz ishlashi mumkin. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovushli sonotrodlar mavjud. Hielscher ultratovush uskunasining mustahkamligi og'ir yuklarda va talabchan muhitda 24/7 ishlash imkonini beradi.
Mijozlarimiz Hielscher Ultrasonics tizimlarining ajoyib mustahkamligi va ishonchliligidan mamnun. Og'ir yuklarni talab qiladigan sohalarda o'rnatish (masalan, katta hajmdagi nanomateriallarni qayta ishlash), talabchan muhitlar va 24/7 ishlashi samarali va tejamkor ishlov berishni ta'minlaydi. Ultrasonik jarayonning intensivlashuvi ishlov berish vaqtini qisqartiradi va yaxshi natijalarga erishadi, ya'ni yuqori sifat, yuqori rentabellik, innovatsion mahsulotlar.
Dizayn, ishlab chiqarish va konsalting – Germaniyada ishlab chiqarilgan sifat
Hielscher ultrasonikatorlari eng yuqori sifat va dizayn standartlari bilan mashhur. Mustahkamlik va qulay foydalanish ultratovush qurilmalarimizni sanoat ob'ektlariga silliq integratsiya qilish imkonini beradi. Qo'pol sharoitlar va talabchan muhit Hielscher ultrasonikatorlari tomonidan osonlik bilan hal qilinadi.
Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatiga ega kompaniya bo'lib, eng zamonaviy texnologiya va foydalanuvchilarga qulaylik bilan ajralib turadigan yuqori samarali ultratovush apparatlariga alohida e'tibor beradi. Albatta, Hielscher ultrasonikatorlari Idoralar talablariga javob beradi va UL, CSA va RoHs talablariga javob beradi.
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan:
| To'plam hajmi | Oqim darajasi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 0,5 dan 1,5 ml gacha | na | VialTweeter | 1 dan 500 ml gacha | 10 dan 200 ml / min | UP100H |
| 10 dan 2000 ml gacha | 20 dan 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 dan 20 L gacha | 0.2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100 l gacha | 2 dan 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 dan 150 litrgacha | 3 dan 15 l / min | UIP6000hdT |
| na | 10 dan 100 l / min | UIP16000 |
| na | kattaroq | ning klasteri UIP16000 |
Biz bilan bog'lanish! / Bizdan so'rang!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, uchuvchi va sanoat miqyosida ilovalar, dispersiya, emulsifikatsiya va ekstraktsiyani aralashtirish uchun yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi.
Adabiyot / Adabiyotlar
- Kim, Se Yun; Kim, Sang-il; Kim, Mun Kyoung; Kim, Jinhong; Mizusaki, Soichiro; Ko, Dong-Su; Jung, Changhoon; Yun, Dong-Jin; Roh, Jong Wook; Kim, Hyun-Sik; Sohn, Hiesang; Lim, Jong-Hyeong; Oh, Jong-Min; Jeong, Hyung Mo; Shin, Weon Ho, (2021): Ultrasonic Assisted Exfoliation for Efficient Production of RuO2 Monolayer Nanosheets. Inorganic Chemistry Frontiers 2021.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
- 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.
Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.