Síntesis ultrasónica u borofeno u escala industrial
Le borofeno, jump'éel derivado nanoestructurado bidimensional ti' le boro, u sintetizar u bix eficiente yo'osal jump'éel exfoliación ultrasónica sencilla yéetel t'okik chilajen. Le exfoliación ultrasónica ti' fase líquida u utilizar u utia'al producir yaan xan ya'abach nanohojas borofeno ka'anal calidad. Tu láaka exfoliación ultrasónica ku meyajtiko'ob ampliamente utia'al u producir nanomateriales 2D (je'ebix, grafeno) yéetel Jach ma'alob conocida tumen u ventajas nanohojas u ka'anal calidad, ka'anatako'ob rendimientos, operación rápida yéetel ch'a'abil, bey eficiencia tuláakal.
Método exfoliación ultrasónica utia'al wa u borofeno wa u borofeno wa u meyaj
Le exfoliación tu fase líquida impulsada tumen ultrasonidos u meyajtiko'ob ampliamente utia'al u mentik nanohojas 2D ichil ya'ab precursores ti' granel, bey grafito (grafeno), boro (borofeno), yéetel u láak'o'ob. Ti' comparación yéetel tu láaka exfoliación química, le exfoliación ti' fase líquida asistida tumen ultrasonidos u considera le estrategia asab prometedora utia'al u mentik nanoestructuras 0D yéetel 2D, bey le ti'its cuánticos u boro (BQD) yéetel le borofeno. (cf. Wang et ti' le., 2021).
Le esquema le izquierda ye'esik le tuukula' exfoliación líquida ultrasónica ti' baja temperatura láminas borofeno 2D manik jump'íit capas. (Xook yéetel wíimbala': ©Lin et ti' le., 2021).
Reactor sonoquímico equipado yéetel jump'éel Procesador ultrasónico industrial u 2000 vatios UIP2000hdT utia'al u exfoliación borofeno tu gran escala.
Ku xook le exfoliación ultrasónica yéetel borofeno
Le exfoliación yéetel delaminación yo'osal ultrasonidos potencia ti' jump'éel tuukula' fase líquida u sido ampliamente estudiada yéetel aplicada belal le borofeno yéetel láak'o'ob derivados ti' le boro bey le ti'its cuánticos ti' boro, le nitruro boro wa le diboruro magnesio.
α-borofeno
Ti' le xooko' realizado tumen Göktuna yéetel Taşaltın (2021), α borofeno u beet yo'osal jump'éel exfoliación ultrasónica ch'a'abil yéetel t'okik ta manaj. Le nanoláminas ku borofeno sintetizadas tumen ultrasonidos ku jump'éel ba'ax jach α borofeno.
Protocolo: Sonicaron 100 mg micropartículas boro ti' 100 ml DMF ti' 200 W (je'ebix, utilizando le UP200St yéetel S26d14) ichil 4 h ti' nitrógeno (N2) cabina u flujo controlado utia'al Jech le oxidación ichil le tuukula' exfoliación ultrasónica ti' fase líquida. Le solución partículas ti' boro exfoliadas ku centrifugaba 5000 rpm yéetel 12.000 rpm ichil 15 min respectivamente, Ts'o'okole' ku recolectó cuidadosamente le borofeno yéetel tijik ti' jump'éel kúuchil chen ti' le vacío ichil 4 h u 50 ° C. (cf. Göktuna yéetel Taşaltın, 2021).
Ilustración esquemática u borofeno yéetel manik jump'íit capas ku exfoliadas tumen le tuukula' u Ts'a'akal solvotérmico asistido tumen ultrasonidos yéetel sonda.
Xook yéetel wíimbala': ©Zhang et ti' le., 2020
Borofeno manik jump'íit capas
Zhang et ti' le. (2020) informan ti' jump'éel láaka exfoliación ti' fase líquida solvotérmica yéetel acetona, ba'ax ku cha'antik le producción borofeno ka'anal calidad yéetel juntúul nuxi' Buka'aj horizontales. Usando le efecto hinchazón le acetona, le precursor le tuunicha' boro ku humedeció táanil ti' acetona. Tu continuación le precursor boro húmedo ku trató solvothermalmente ti' acetona ti' 200 ° C, seguido sonicación yéetel juntúul sonicador bin yano'ob sonda u 225 W ti' 4 h. Finalmente u obtuvo borofeno yéetel Jayp'éel manik jump'íit capas boro yéetel jump'éel Buka'aj horizontales tak 5,05 mm. Tu láaka exfoliación ti' fase líquida asistida tumen acetona solvotérmica ku páajtal utilizar utia'al u mentik nanoláminas boro yéetel nukuch tamaños horizontales yéetel u ka'anal calidad. (cf. Zhang et ti' le., 2020).
Le ken u compara u nojochil le meeyajo' XRD ti' le borofeno exfoliado tumen ultrasonidos yéetel le precursor boro ti' granel, ku páajtal uts' jump'éel patrón XRD similar. Óol tuláakal le máasewáalo'obo' ku k'ajle' picos u difracción u páajtal indexar ti' le boro romboédrico, ku sugiere u le ba'ax jach táan óol conservada ka'ache' yéetel ka' u Ts'a'akal exfoliación.
Máak SEM u baja resolución (u) yéetel ka'anal resolución (b) tu borofeno yéetel manik jump'íit capas ku obtenidas tumen exfoliación solvotermal asistida tumen ultrasonidos ti' acetona
Xook yéetel wíimbala': ©Zhang et ti' le., 2020
Patrones XRD (u) yéetel espectros Raman (b) boro yéetel borofeno granel xma' k'aax yéetel manik jump'íit capas ku obtenidos tumen exfoliación solvotérmica asistida tumen ultrasonidos yéetel sonda.
Xook yéetel wíimbala': ©Zhang et ti' le., 2020
Síntesis sonoquímica u ti'its cuánticos u boro
Hao et ti' le. (2020) tu beetajo'ob ya'abkach belal ti'its cuánticos boro (BQD) semiconductores cristalinos uniformes yéetel u nojoch escala ichil juuch'bil boro expandido ti' acetonitrilo ti', jump'éel disolvente orgánico ma'alob polar, utilizando jump'éel potente ultrasonido bin yano'ob sonda (p'el. ej., jump'éel disolvente orgánico ma'alob polar, utilizando jump'éel potente ultrasonido bin yano'ob sonda (p'el. ej., jump'éel disolvente orgánico ma'alob polar, utilizando jump'éel potente ultrasonido bin yano'ob sonda (p'el. ej., jump'éel disolvente orgánico ma'alob polar, utilizando jump'éel potente ultrasonido bin yano'ob sonda (p'el. ej., jump'éel disolvente orgánico ma'alob polar, utilizando jump'éel potente ultrasonido bin yano'ob sonda (p'el. ej., jump'éel disolvente orgánico UP400St, UIP500hdT o UIP1000hdT). Le ti'its cuánticos u boro sintetizados yaan ti' jump'éel Buka'aj lateral 2,46 ±0,4 nm yéetel juntúul grosor 2,81 ±0,5 nm.
Protocolo: Ti' jump'éel típica wa u yilik ti'its cuánticos ti' boro, táanile' ku añadieron 30 mg juuch'bil boro ti' jump'éel matraz óoxp'éel cuellos ka ts'o'okole' ku añadieron 15 mL acetonitrilo ti' le frasco bey ma' le tuukula' ultrasonidos. Le exfoliación beetajo' ti' jump'éel potencia salida 400 W (p'el. ej., utilizando le UIP500hdT), frecuencia ti' 20 kHz yéetel k'iinil ultrasónico 60 min. Utia'al u Jech u sobrecalentamiento le solución ichil le ultrasonicación, ku aplicó jump'éel enfriamiento yo'osal jump'éel wichkíil hielo wa jump'éel enfriador laboratorio ti' jump'éel temperatura constante. Le solución resultante u centrifugó u 1500 rpm ti' 60 min. Le sobrenadante ku contenía ti'its cuánticos u boro u extrajo suavemente. Tuláakal le experimentos bisa'ab ka'ansaj temperatura ambiente. (cf. Hao et ti' le., 2020).
Ti' le xooko' Wang et ti' le. (2021), le investigador xan tu meentaj ti'its cuánticos u boro utilizando tu láaka exfoliación ultrasónica ti' fase líquida. Obtuvieron ti'its cuánticos u boro monodisperso yéetel juntúul distribución Buka'aj estrecha, excelente dispersabilidad, ka'anal estabilidad ti' solución IPA yéetel fluorescencia ka'atúul fotos.
Máak TEM yéetel le distribución diamétrica correspondiente ti' le BQD preparados ti' jejeláas condiciones ultrasónicas. (u) wíimbala' TEM ti' BQDs-2 sintetizados u 400 W ichil 2 h. (b) wíimbala' TEM ti' BQDs-3 sintetizados u 550 W ti' 1 h. (c) wíimbala' TEM ti' BQDs-3 sintetizados u 400 W ti' 4 h. (Mulix) Distribución metros le ti'its cuánticos adquiridos u (u). (e) Distribución diamétrica ti' le ti'its cuánticos adquiridos ichil b). (f). Le distribución diamétrica ti' le ti'its cuánticos u ken nojoch ichil (c).
Xook yéetel wíimbala': ©Hao et ti' le., 2020
Exfoliación ultrasónica u nanohojas diboruro magnesio
Le tuukula' exfoliación tu bisaj ka'ansaj yo'osal le suspensión 450 mg diboruro magnesio
(MgB2) tu lu'umil (aprox. 100 Buka'aj malla leti' 149 micras) ti' 150 ml ja' yéetel exteniendo ka u ultrasonidos ti' 30 minutos. Le exfoliación ultrasónica u bisik u ka'ansaj yéetel juntúul ultrasonido bin yano'ob sonda bey le UP200Ht o UP400St Yéetel juntúul amplitud le 30 ti chúumuk yéetel juntúul modo ciclo 10 segundos pulsos t'aba'an leti' apagado. Le exfoliación ultrasónica ku ts'aik bey resultado jump'éel suspensión boonil box éek'joch'e'en. U boonil box u u atribuir u boonil le tuunicha' prístino u MgB2.
Jump'éel secuencia ka'anal velocidad (u le ti' le f) u fotogramas u ilustran le exfoliación sonomecánica ti' jump'éel escama grafito ichil ja' utilizando le UP200S ti', jump'éel ultrasonido 200 W yéetel sonotrodo u 3 mm. Le flechas muestran le kúuchil le división (exfoliación) yéetel burbujas cavitación penetran ti' le división.
© Tyurnina et ti' le. 2020
Potentes ultrasonidos utia'al u exfoliación borofeno je'el escala
Hielscher Ultrasonics diseña, fabrica yéetel distribuye ultrasonidos robustos yéetel fiables je'el Buka'aj. Tak dispositivos ultrasónicos compactos ti' laboratorio tak sondas yéetel reactores ultrasónicos u industriales, Hielscher ti' le yaan ultrasónico beetike' uts utia'al u tuukula'. Yéetel jump'éel chowak yaan ti' aplicaciones bey le síntesis yéetel dispersión nanomateriales, k máaxo'ob ma'alob kanasaj ti' recomendará u configuración asab úuchuk utia'al u requisitos. Le procesadores ultrasónicos industriales u Hielscher le u k'ajóolta'ano'ob bix tsíimino'ob u batalla fiables ti' le kúuchilo'ob industriales. Capaces u ofrecer amplitudes jach altas, le ultrasonidos Hielscher le ideales utia'al u aplicaciones u ka'anal rendimiento bey le exfoliación yéetel borofeno wa grafeno, bey je'el bix ti' dispersiones nanomateriales. Le amplitudes tak 200 μm páajtal ejecutar uchik bix continua ti' funcionamiento 24 leti' 7. Utia'al amplitudes láayli' mayores, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados.
Tuláakal le nu'ukulo'ob ku diseñan yéetel ku ti' k sede tu'ux tu Alemania. Bey ma' u k'u'ubul ti' le cliente, Amal dispositivo ultrasónico ku prueba cuidadosamente u molayil kuuch. K esforzamos tumen le satisfacción le cliente ka k producción táan estructurada utia'al u beetik yéetel le asab ka'anal yilik ka' yaanak ma'alob u calidad (je'ebix, le certificación ISO).
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Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:
| Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| U 1 u 500 ml | U 10 ti' 200 ml leti' min | UP100H |
| U 10 ti' 2000 ml | Ti' 20 u 400 ml leti' min | UP200Ht, UP400St |
| 0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
| U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000hdT |
| n.d. | U 10 ti' 100 L leti' min | UIP16000 |
| n.d. | Mayor | Racimo u UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u aplicaciones mezcla, dispersión, emulsificación yéetel extracción escala ti' laboratorio, piloto yéetel industrial.
Bibliografía leti' Referencias
- Feng Zhang, Liaona She, Congying Jia, Xuexia He, Qi Li, Jie Sun, Zhibin Lei, Zong-Huai Liu (2020): Few-layer and large flake size borophene: preparation with solvothermal-assisted liquid phase exfoliation. RSC Advances 46, 2020.
- Simru Göktuna, Nevin Taşaltın (2021): Preparation and characterization of PANI: α borophene electrode for supercapacitors. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures,
Volume 134, 2021. - Chen, C., Lv, H., Zhang, P. et al. (2021): Synthesis of bilayer borophene. Nature Chemistry 2021.
- Haojian, Lin; Shi, Haodong;Wang, Zhen; Mu, Yuewen ; Li, Si-Dian; Zhao, Jijun; Guo, Jingwei ; Yang, Bing; Wu, Zhong-Shuai; Liu, Fei. (2021): Low-temperature Liquid Exfoliation of Milligram-scale Single Crystalline Few-layer β12-Borophene Sheets as Efficient Electrocatalysts for Lithium–Sulfur Batteries. 2021.
- Jinqian Hao; Guoan Tai; Jianxin Zhou; Rui Wang; Chuang Hou; Wanlin Guo (2020): Crystalline Semiconductor Boron Quantum Dots. ACS Applied Material Interfaces 12 (15), 2020. 17669–17675.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
borofeno
Le borofeno jump'éel monocapa atómica jach u boro ti', es decir jump'éel alótropo bidimensional ti' le boro (xan llamado nanohoja ti' boro). U yáantajo'ob meyajtbilo' yéetel químicas únicas suutikuba'ob ti' le borofeno jump'éel xooko'obo' valioso utia'al u numerosas aplicaciones industriales.
Le excepcionales propiedades meyajtbilo' yéetel químicas ti' le borofeno incluyen facetas mecánicas, térmicas, electrónicas, ópticas yéetel superconductoras únicas.
Le ba'ala' Jaap posibilidades búukinta'al le borofeno utia'al u aplicaciones ti' baterías iones metales alcalinos, u baterías Li-Guatemala mina'an u yotocho'ob, almacenamiento hidrógeno, supercondensadores, reducción yéetel evolución oxígeno, bey je'el bix ti' le reacción electrorreducción CO2. Le borofeno presta yaabilajech k'ana'an ju'uno'ob bey xooko'obo' anódico utia'al baterías yéetel je'el bix xooko'obo' almacenamiento hidrógeno. Debido a le altas k'iinil específicas teóricas, le conductividad electrónica yéetel le propiedades transporte iones, le borofeno califica bey juntúul excelente xooko'obo' ánodo utia'al u baterías. Debido a le ka'anal Buka'aj u ba'al u adsorción le hidrógeno ti' borofeno, k'u'ubul juntúul nuxi' potencial utia'al u almacenamiento hidrógeno, yéetel jump'éel Buka'aj u ba'al u almacenamiento superior ti' le 15 ti chúumuk u peso.
Borofeno utia'al u almacenamiento hidrógeno
Le materiales bidimensionales (2D) yéetel boro táan recibiendo ya'ab óolal bey medios almacenamiento u H2 debido a u jo'osa'al juuch' atómica ti' le boro yéetel u estabilidad le metales alcalinos decorativos way, ku mejora le interacciones yéetel le H2. Le nanohojas bidimensionales ti' borofeno, ku páajtal sintetizar u uchik yo'osal exfoliación ultrasónica ti' fase líquida bix u ts'o'ok descrito ka'achij, u demostrado jump'éel ma'alo'ob afinidad tuméen jejeláas átomos ku decoran metales, ti' le u producir u agrupación átomos metálicos. Utilizando jump'éel variedad decoraciones metálicas, Bey Li, Na, Ca yéetel Ti ti' jejeláas polimorfos borofeno, u ts'o'ok u k'aamiko'ob tuláakal impresionantes densidades gravimétricas u H2 oscilan ichil le 6 yéetel le 15 ti Chúumuk ti' peso, superando u requisito u Departamento u Energía u EE. UU. (DOE) utia'al u almacenamiento in bordo u 6,5 ti Chúumuk ti' peso H2. (cf. Habibi et ti' le., 2021).
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento ichil laboratorio Utia'al Buka'aj industrial.