Grafenning ultratovush dispersiyasi
Grafenni kompozitsiyalarga qo'shish uchun grafenni butun formula bo'ylab bir xilda bitta nano-varaqlarga tarqatish yoki eksfoliatsiya qilish kerak. Grafen qanchalik chuqur deaglomeratsiya qilinsa, uning ajoyib moddiy xususiyatlaridan shunchalik yaxshi foydalanish mumkin. Ultrasonik dispersiya hatto yuqori konsentratsiyalar va yopishqoqliklarda ham yuqori zarracha taqsimoti va dispersiya barqarorligini ta'minlaydi. Bu usul an'anaviy aralashtirish usullaridan ancha ustun bo'lgan ajoyib dispersiya sifatini ta'minlaydi.
Grafenning ultratovush dispersiyasi
Kompozitlarni grafenning ajoyib xususiyatlari, masalan, uning kuchi bilan singdirish uchun grafen matritsaga bir tekis taqsimlanishi yoki substratga yupqa plyonkali qoplama sifatida qo'llanilishi kerak. Olingan materialning xususiyatlariga ta'sir qiluvchi asosiy omillar aglomeratsiya, cho'kish va matritsa ichidagi dispersiya yoki substratdagi zarrachalarning tarqalishini o'z ichiga oladi.
Grafenning hidrofobik tabiati tufayli sirt faol moddalar yoki dispersantlarsiz barqaror va yuqori konsentrlangan dispersiyani yaratish qiyin. Van der Waals kuchlarini engib o'tish kuchli kesish kuchlarini talab qiladi, bu ultratovushli kavitatsiya orqali samarali yaratilishi mumkin. Bu usul barqaror dispersiyalarni tayyorlash uchun eng murakkab hisoblanadi.
Grafenning yuqori o'tkazuvchanlik dispersiyasi uchun sanoat sonikatorlari.
Grafenni tozalash va dispersiyalash uchun Hielscher sanoat zond tipidagi sonikatorlar haqida qo'shimcha ma'lumot va texnik ma'lumotlarni bu erda topishingiz mumkin:
- UIP1000hdT (1000 vatt quvvatli ultratovush)
- UIP2000hdT (2000 vatt quvvatli ultratovush)
- UIP4000hdT (4000 vatt quvvatli ultratovush)
- UIP6000hdT (6000 vatt quvvatli ultratovush)
- UIP16000hdT (16000 vatt quvvatli ultratovush)
Barcha Hielscher sonikatorlari barcha muhim jarayon parametrlarini aniq nazorat qilish imkonini beradi, ultratovushli dispersiya texnologiyasi grafenning kimyoviy va kristall tuzilmalariga zarar etkazmaydi. – natijada toza, nuqsonsiz grafen parchalari paydo bo'ladi.
Hielscher kuchli ultrasonikatorlari grafen va grafitni katta hajmlarda qayta ishlashga qodir, masalan, suyuq fazali eksfoliatsiya va grafen dispersiyasi uchun. Jarayon parametrlarini aniq nazorat qilish ultratovush jarayonlarini dastgohdan to to'liq tijorat ishlab chiqarishgacha uzluksiz kengaytirish imkonini beradi.
Ultrasonik eksfoliatsiyalangan bir necha qatlamli grafen taxminan. 3-4 qatlam va taxminan. 1 mkm kattaligi kamida 63 mg/ml konsentratsiyalarda (qayta) tarqalishi mumkin.
(b) X3000 va (c) X8000 da grafen nanoplateletlarining SEM tasvirlari
(O'rganish va tasvirlar: ©Alizadeh va boshqalar, 2018)
- yuqori sifatli grafen
- yuqori o'tkazuvchanlik / yuqori rentabellik
- bir xil dispersiya
- yuqori konsentratsiya
- yuqori viskoziteler
- tez jarayon
- arzon
- Yuqori samarali
- ekologik toza
Grafen dispersiyasi uchun 7 kVt ultratovushli reaktor
Grafen uchun ultratovushli gomogenizatorlar va disperserlar
Hielscher Ultrasonics ommaviy qatlamli grafen va grafitni mono-, bi- va bir necha qatlamli grafenlarga eksfoliatsiya qilish va tarqatish uchun yuqori quvvatli ultratovushli tizimlarni taqdim etadi. Ularning ishonchli ultratovushli protsessorlari va ilg'or reaktorlari muayyan jarayon maqsadlariga erishish uchun zarur quvvat va aniq nazoratni ta'minlaydi.
Jarayonning eng muhim parametrlaridan biri bu ultratovush amplitudasi, ya'ni ultratovush shoxidagi tebranish siljishi. Hielscher sanoat ultrasonikatorlari 200µm gacha uzluksiz ishlash bilan juda yuqori amplitudalarni etkazib berish uchun mo'ljallangan. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovush problari mavjud. Barcha Hielscher sonikatorlarining jarayon parametrlari talab qilinadigan jarayon shartlariga aniq sozlanishi va o'rnatilgan dasturiy ta'minot orqali kuzatilishi mumkin, bu yuqori ishonchlilik, izchil sifat va takrorlanadigan natijalarni ta'minlaydi. Hielscher sonikatorlarining mustahkam dizayni talabchan muhitda 24/7 ishlash uchun yaratilgan bo'lib, sonikatsiyani mono va bir necha qatlamli grafen nano varaqlarini keng miqyosda ishlab chiqarish uchun afzal qilingan texnologiyaga aylantiradi.
Hielscher turli o'lchamdagi va geometriyadagi sonotrodlar va reaktorlarni o'z ichiga olgan ultrasonikatorlar va aksessuarlarning keng assortimentini taklif etadi. Bu eng yuqori sifatga erishish uchun reagentlar, hajmga ultratovushli energiya kiritish, bosim, harorat va oqim tezligi kabi optimal reaksiya sharoitlari va omillarini tanlash imkonini beradi. Ularning ultratovush reaktorlari bir necha yuz barggacha bosim o'tkazishi mumkin, bu esa yuqori yopishqoq pastalarni (250 000 sentipoazgacha) sonikatsiyani amalga oshirishga imkon beradi.
Ushbu imkoniyatlar ultratovushli delaminatsiya, eksfoliatsiya va dispersiyani an'anaviy silliqlash va frezalash usullaridan ustun qiladi.
Hielscher sonikatorlari bozordagi eng murakkab ultratovushli homogenizatorlardir. Hielscher sonikatorlari bilan birga keladigan ko'plab imtiyozlardan foydalaning!
UP100H sonikatoridan foydalangan holda grafen nanoplateletlarining ultratovushli sintezini vizual tasvirlash.
(O'rganish va grafik: Ghanem va Rehim, 2018)
Grafen uchun Hielscher sonikatorlari:
- yuqori quvvatli ultratovush
- yuqori kesish kuchlari
- yuqori bosimlar qo'llaniladi
- aniq nazorat
- uzluksiz miqyoslilik (chiziqli)
- paketli va oqimli
- takrorlanadigan natijalar
- ishonchlilik
- mustahkamlik
- Yuqori energiya samaradorligi
Bilishga arziydigan faktlar
Grafen nima?
Grafen - bir atomli qalin uglerod qatlami bo'lib, uni grafenning bir qatlamli yoki 2D tuzilishi (bir qatlamli grafen = SLG) sifatida tavsiflash mumkin. Grafen favqulodda katta o'ziga xos sirt maydoniga va yuqori mexanik xususiyatlarga ega (Yang moduli 1 TPa va ichki quvvati 130 GPa), ajoyib elektron va issiqlik o'tkazuvchanligini, zaryad tashuvchining harakatchanligini, shaffofligini ta'minlaydi va gazlarni o'tkazmaydi. Ushbu moddiy xususiyatlar tufayli grafen kompozitlarga mustahkamlik, o'tkazuvchanlik va boshqalarni berish uchun mustahkamlovchi qo'shimcha sifatida ishlatiladi. Grafenning xususiyatlarini boshqa materiallar bilan birlashtirish uchun grafen birikma ichiga tarqalishi kerak yoki yupqa qatlamli qoplama sifatida qo'llanilishi kerak. substrat ustiga.
Ko'pincha grafen nano varaqlarini tarqatish uchun suyuq faza sifatida ishlatiladigan umumiy erituvchilarga dimetil sulfoksid (DMSO), N, N-dimetilformamid (DMF), N-metil-2-pirolidon (NMP), tetrametilurea (TMU, tetrahidrofuran (THF) kiradi. , propilen karbonataseton (PC), etanol va formamid.
Grafenni suvda tarqatish mumkinmi?
Ha, agregatsiyani oldini olish va dispersiya barqarorligini saqlash uchun sirt faol moddalar, polimerlar yoki boshqa stabilizatorlar yordamida grafen suvda tarqalishi mumkin. Zond tipidagi sonikatorlar kabi ishonchli dispers uskunalari aglomeratlarni parchalash va grafen zarralari hajmini kamaytirish uchun ultratovush energiyasidan foydalangan holda grafen dispersiyasida hal qiluvchi rol o'ynaydi, suyuq muhitda yanada bir xil va barqaror dispersiyani ta'minlaydi.
Grafen oksidi suvda eriydimi?
Ha, grafen oksidi kislorod o'z ichiga olgan funktsional guruhlari tufayli suvda erishi mumkin, bu uning gidrofilligini oshiradi va barqaror suvli dispersiyalarni hosil qilish imkonini beradi.
Grafenni tarqatish uchun eng yaxshi hal qiluvchi nima?
Grafenni tarqatish uchun eng yaxshi hal qiluvchi N-metil-2-pirolidon (NMP) yuqori qutbliligi va grafen varaqlarini barqarorlashtirish qobiliyati tufayli bir xil va barqaror dispersiyaga olib keladi.
Nima uchun grafen suvda erimaydi?
Grafen suvda erimaydi, chunki u suv molekulalari bilan o'zaro ta'sir qila oladigan funktsional guruhlarga ega emas, bu uni hidrofobik qiladi va grafen varaqlari orasidagi kuchli Van der Vaals kuchlari tufayli agregatsiyaga moyil bo'ladi.
Nima uchun grafen kompozitlarda ishlatiladi?
Grafen qalinligi bir atomga teng, eng yupqasi, og'irligi taxminan. 1 m uchun 0,77 mg2 eng engil va 150 000 000 psi (po'latdan 100-300 baravar kuchli) va 130 000 000 000 Paskal tortishish kuchi bilan ma'lum bo'lgan eng kuchli materialdir.
Bundan tashqari, grafen eng yaxshi issiqlik o'tkazgichdir (xona haroratida (4,84 ± 0,44) × 10).3 (5,30±0,48) × 10 gacha3 V·m-11·K-1) va eng yaxshi elektr o'tkazgich (elektron harakatchanligi 15000 sm dan yuqori).2· V-1·s-1).
Grafenning yana bir muhim xarakteristikasi uning optik xususiyati, oq yorug'likning p a≈2,3% da yorug'lik yutilishi va shaffof ko'rinishidir.
Grafenni matritsalarga qo'shish orqali ushbu ajoyib moddiy xususiyatlar noyob funksiyalarni taqdim etadigan kompozitsiyaga o'tkazilishi mumkin. Bunday grafen bilan mustahkamlangan kompozitlar materiallarni ishlab chiqish va sanoat ilovalari uchun yangi imkoniyatlarni taklif qiladi. O'zining xususiyatlari tufayli grafen va grafen-kompozitlar yuqori samarali batareyalar, superkondensatorlar, o'tkazuvchan siyohlar, qoplamalar, fotovoltaik tizimlar va elektron qurilmalar ishlab chiqarishda allaqachon keng tarqalgan.
Hielscher sonikatorlari grafen nano varaqlarini kompozit matritsalarga bir tekis taqsimlash uchun van der Waals kuchlarini engish uchun kerakli yuqori kesish kuchlarini etkazib beradi. UIP2000hdT yoki UIP16000 kabi ultratovushli disperserlar grafen va grafen oksidi bilan mustahkamlangan nano-kompozitlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Adabiyot/Adabiyotlar
- FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
- FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
- Ivanov R., Hussainova I., Aghayan M., Petrov M. (2014): Graphene Coated Alumina Nanofibres as Zirconia Reinforcement. 9th International DAAAM Baltic Conference of industrial Engineering 24-26 April 2014, Tallinn, Estonia.
- 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.
- Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.