Exfoliación ultrasónica u Xenes

Le Xenes ku nanomateriales monoelementales 2D yéetel propiedades extraordinarias bey juntúul yo'osal u superficie jach ka'anal, propiedades meyajtbilo' leti' químicas anisópicas ku incluyen conductividad eléctrica u superior wa resistencia ti' le tracción. Le exfoliación ultrasónica wa delaminación u ti'al jump'éel láaka eficiente ka confiable producir nanoláminas 2D jump'éel tin juunal capa ichil materiales precursores ti' capas. Le exfoliación ultrasónica ts'o'ok u establecida utia'al u producción nanoláminas xenes u ka'anal calidad u escala industrial.

Xenes – Nanoestructuras monocapa

Borofeno exfoliado tumen ultrasonidosLe xenes ku nanomateriales monocapa (2D), monoelementales, ku muk'yajo'ob yo'osal jump'éel ba'ax similar ti' le grafeno, enlace covalente u intracapa yéetel muuk' débiles u van der Waals ichil capas. Ejemplos materiales ku táakpajalo'ob ti' le xook xenes le le borofeno, le siliceno, le germaneno, le estanteno, le fosforeno (joop box), le arsenio, le bismutheno yéetel le telureno yéetel le antimoneno. Debido a u ba'ax 2D jump'éel tin juunal capa, le nanomateriales xenes ku caracterizados tumen juntúul superficie jach nojoch, bey je'el bix tumen reactividades químicas yéetel meyajtbilo' mejoradas. Táan a yáantajo'ob estructurales confieren le nanomateriales xenes impresionantes propiedades fotónicas, catalíticas, magnéticas yéetel electrónicas yéetel ku beetiko'ob a nanoestructuras k'áati' jach interesantes utia'al u numerosas aplicaciones industriales. Wíimbala' le izquierda ye'esik máak SEM u borofeno exfoliado ultrasónicamente.

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Reactor ultrasónico utia'al u exfoliación industrial u nanoláminas 2D bey xenes (je'ebix, borofeno, siliceno, germaneno, estano, fosforeno (joop box), arseneno, bismutheno yéetel telureno yéetel antimoneno).

Reactor yéetel Ultrasonido de 2000 vatios UIP2000hdT utia'al u exfoliación tu gran escala u nanoláminas xenes.

Producción nanomateriales Xenes yo'osal delaminación ultrasónica

Exfoliación líquida u nanomateriales ti' capas: Le nanoláminas 2D jump'éel tin juunal capa u ku ts'áiko'ob ichil materiales inorgánicos yéetel ka'ansaj ti' capas (je'ebix, grafito) ku consisten ti' capas huésped jach apiladas u muestran expansión wa hinchazón u ju'unil tu'ux yaan u capa capa paach le intercalación ciertos iones yéetel leti' wa disolventes. Le exfoliación, le ku fase tu capas u jats ti' nanoláminas, ku acompaña ti' le hinchazón debido a le atracciones electrostáticas jáan debilitadas ichil le capas ba'ax ku ts'áiko'ob dispersiones coloidales ti' le capas wa láminas 2D individuales. (cf. Geng et ti' le, 2013). Tu general u yoojel u le hinchazón facilita le exfoliación yéetel le ultrasonicación ka ts'aik bey resultado nanoláminas cargadas negativamente. Le pretratamiento químico xan facilita le exfoliación yo'osal sonicación ti' disolventes. Je'ebix, le funcionalización ku cha'antik le exfoliación hidróxidos dobles ti' capas (LDH) tu alcoholes. (cf. Nicolosi et ti' le., 2013).
Utia'al u exfoliación leti' delaminación ultrasónica, le xooko'obo' ti' capas u expone u potentes ondas ultrasónicas ti' jump'éel disolvente. Ka le ondas ultrasonido densas ti' energía acoplan ti' jump'éel líquido wa lechada, ku yaantal jump'éel cavitación acústica xan k'ajo'olta'an bey ultrasónica. Le cavitación ultrasónica u caracteriza tumen le colapso le burbujas u vacío. Le ondas ultrasonido viajan ti' le líquido yéetel generan ciclos alternos u baja presión leti' ka'anal presión. Le burbujas vacío diminutas surgen ichil jump'éel ciclo baja presión (rarefacción) yéetel nuuktalo'ob ichil ya'ab ciclos baja presión leti' ka'anal presión. Ka jump'éel burbuja cavitación ku k'uchul le ch'aaj le ma' u páajtal u múuch'ik asab energía, le burbuja implosiona violentamente yéetel crea condiciones localmente jach densas ti' energía. Jump'éel ch'aaj chokoj cavitacional u determinado tumen presiones yéetel temperatura jach altas, presiones yéetel diferenciales temperatura respectivos, chooj ta'an líquido u ka'anal velocidad yéetel muuk' cizallamiento. Táan a muuk' sonomecánicas yéetel sonoquímicas empujan le disolvente ichil le capas apiladas yéetel rompen le partículas ti' capas yéetel le cristalinas, ka'ansaj produciendo bey nanoláminas exfoliadas. Le secuencia máak tu continuación ku ye'esik le tuukula' exfoliación tumen cavitación ultrasónica.

Exfoliación ultrasónica u grafeno ichil ja'

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 200W yéetel sonotrodo u 3 mm. Le flechas muestran le kúuchil división (exfoliación) yéetel burbujas cavitación penetran ti' le división.
© Tyurnina et ti' le. 2020 (CC BY-NC-ND 4.0).

Le modelado u demostrado u wa le energía superficial ti' le disolvente similar ti' le u le xooko'obo' ti' capas, u jela'anil in u energía ichil le estados exfoliado yéetel reagregado yaan Jach chichan, eliminando u muuk' impulsora utia'al u reagregación. Ti' comparación yéetel le métodos alternativos ti' agitación yéetel cizallamiento, le agitadores ultrasónicos proporcionaron jump'éel fuente energía asab efectiva utia'al u exfoliación, ku tu bisaj u demostración le exfoliación asistida tumen intercalación iones TaS.2Nbs2, ka MoS2, bey óxidos ti' capas. (cf. Nicolosi et ti' le., 2013).

Le ultrasonicación jach jump'éel nu'ukula' ma'alob eficiente ka confiable utia'al u exfoliación líquida ti' nanoláminas bey le grafeno yéetel le xenes.

Máak TEM u nanoláminas exfoliadas ultrasónicamente líquidas: (U) Nanolámina u grafeno exfoliada yo'osal sonicación ti' le disolvente N-metil-pirrolidona. (B) jump'éel nanolámina h-BN exfoliada yo'osal sonicación ti' le disolvente isopropanol. (C) jump'éel nanolámina MoS2 exfoliada yo'osal sonicación ti' jump'éel solución surfactante acuoso.
(Xook yéetel máak: ©Nicolosi et ti' le., 2013).

U tsoolil bix u ultrasónicos u exfoliación líquida

Le exfoliación ultrasónica yéetel le delaminación xenes yéetel uláak' nanomateriales monocapa ku séen estudiado ampliamente ti' le investigación yéetel u transfirieron belal ti' le p'isibij producción industrial. Tu continuación a presentamos u tsoolil bix u exfoliación seleccionados yo'osal sonicación.

Exfoliación ultrasónica u nanocapas fosforeno

Le fosforeno (xan k'ajóolta'an bix joop box, u BP) leti' jump'éel xooko'obo' monoelemental ti' capas 2D formado ichil átomos joop.
Ti' le investigación Passaglia et ti' le. (2018), ku ku ye'esik wa u suspensiones estables u fosforeno-metacrilato u metilo yo'osal exfoliación ti' fase líquida asistida tumen sonicación (LPE) tu bP ti' meyajo'ob MMA seguida u polimerización radical yilik. Le metacrilato metilo (MMA) leti' jump'éel monómero líquido.

Protocolo utia'al u exfoliación líquida ultrasónica u fosforeno

MMA_bPn, NVP_bPn yéetel Sty_bPn suspensiones bino'ob obtenidas tumen LPE ti' meyajo'ob le k'áate' monómero. Ti' jump'éel procedimiento típico, u colocaron ∼5 mg ti' bP, cuidadosamente triturados ti' jump'éel mortero ti' jump'éel tubo ensayo ka ts'o'okole' ku agregó jump'éel cantidad ponderada ti' MMA, Sty wa NVP. Le suspensión monómero bP sonicó ti' 90 minutos utilizando jump'éel homogeneizador Hielscher Ultrasonics UP200St (200W, 26 kHz)., equipado yéetel sonotrodo S26d2 (metros u xnuk: 2 mm). Le amplitud ultrasónica ku mantuvo constante ti' le 50 ti chúumuk yéetel p'el = 7 W. Ichil tuláakal le, ku utilizó jump'éel wichkíil hielo yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u disipación le ooxoj. Le suspensiones finales MMA_bPn, NVP_bPn Sty_bPn insuflaron yéetel N2 ti' 15 minutos. Tuláakal le suspensiones bino'ob analizadas tumen DLS, u ye'esik uts' k'ajóolilo'obo' u rH jach nats'tak beyo' ti' le DMSO_bPn. Je'ebix, le suspensión MMA_bPn (yéetel yan le 1 ti chúumuk le contenido bP) ku caracterizó tumen rH = 512 ± 58 nm.
Ka' jo'op' u láak' xook científicos yóok'ol fosforeno informan jump'éel k'iin sonicación ya'abkach horas utilizando limpiador ultrasónico, solventes ka'anal ch'aaj ju'uch'ul yéetel baja eficiencia, le nu'ukulil investigación Passaglia ku ye'esik jump'éel protocolo exfoliación ultrasónica ma'alob eficiente utilizando jump'éel ultrasonido bin yano'ob sonda (es decir UP200St).

Exfoliación ultrasónica u borofeno

Utia'al u K'ajóolt le tsoolil bix u sonicación yéetel ya'ala'al máaxo'ob máano'ob le exfoliación ultrasónica yéetel borofeno, mentej clic waye'!

Exfoliación ultrasónica u nanoláminas sílice manik jump'íit capas

Wíimbala' SEM u nanoláminas u sílice exfoliadas tumen ultrasonidos.Le nanoláminas ku sílice exfoliadas manik jump'íit capas (E-SN) ku tu beetajo'ob ya'abkach ichil vermiculita ku yúuchul (Verm) yéetel le exfoliación ultrasónica. Utia'al u síntesis nanoláminas sílice exfoliadas u aplicó le uláak' método exfoliación ti' fase líquida: dispersaron nanoláminas sílice (SN) tu 40 mg ti' etanol absoluto u 40 ml. Posteriormente, le mezcla ku ultrasonicó ichil 2 h utilizando jump'éel Hielscher. Procesador ultrasónico UP200St, equipado yéetel juntúul sonotrodo 7 mm. Amplitud le onda ultrasonido ku mantuvo constante ti' le 70 ti chúumuk. Ku aplicó jump'éel wichkíil hielo utia'al Jech le sobrecalentamiento. Le SN nofoliados ku eliminaron tumen centrifugación u 1000 rpm ichil 10 min. Finalmente, le producto ku decantó yéetel tijik temperatura ambiente ti' le vacío ti' le áak'aba'. (cf. Guo et ti' le., 2022).

Le exfoliación ultrasónica ti' nanoláminas monocapa 2D bey xenes (je'ebix, fosforeno, borofeno, etc.) ku logra u kin tuukul eficiente yo'osal sonicación bin yano'ob sonda.

Exfoliación ultrasónica u nanoláminas monocapa yéetel le ultrasonicator UP400St.


Exfoliación líquida ultrasónica u nanoláminas jump'éel tin juunal capa.

Le exfoliación líquida ultrasónica Jach ma'alob xoknáalo'obo' utia'al u producción nanoláminas xenes. Le wíimbala' ye'esik le 1000 vatios potencia UIP1000hdT.

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Sondas ultrasonido yéetel reactores ka'anal potencia utia'al u exfoliación nanoláminas Xenes

Hielscher Ultrasonics diseña, fabrica yéetel distribuye ultrasonidos robustos yéetel confiables ti' je'el Buka'aj. Tak dispositivos ultrasónicos u laboratorio compactos 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 ku ma'alob kanasaj ti' recomendará u configuración asab úuchuk utia'al u kajtalo'ob ichil. Le procesadores ultrasónicos industriales u Hielscher le u k'ajóolta'ano'ob bix tsíimino'ob meyaj confiables ti' kúuchilo'ob industriales. Capaces u ofrecer amplitudes jach altas, le ultrasonidos Hielscher le ideales utia'al u aplicaciones u ka'anal rendimiento, bey le síntesis xenes yéetel uláak' nanomateriales monocapa 2D bey le borofeno, le fosforeno wa le grafeno, bey jump'éel dispersión confiable u táan a nanoestructuras.
Ultrasonido extraordinariamente potente: Hielscher Ultrasonics’ le procesadores ultrasónicos industriales táan u béeytal u ofrecer amplitudes jach altas. Le amplitudes tak 200 m ku páajtal ejecutar uchik bix continua ti' funcionamiento 24 leti' 7. Utia'al amplitudes láayli' asab altas, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados.
Wóolis calidad – Diseñado ka Fabricado ti' Alemania: Tuláakal le nu'ukulilo'ob u diseñados yéetel fabricados ti' k sede ti' 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, certificación ISO).

Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento u aproximado k ultrasonicators:

Volumen lote Tasa flujo Dispositivos recomendados
1 u 500mL 10 200 mL leti' min UP100H
10 u 2000mL 20 400 mL leti' min. UP200Ht, UP400St
0.1 ti' 20L 0.2 u 4 L leti' min UIP2000hdT
10 ti' 100L 2 10 L leti' min UIP4000hdT
N.a. 10 100 L leti' min UIP16000
N.a. asab nojoch Cluster u UIP16000

Ti' máax ku yéetel to'on! Leti' k'áatiko'ob k!

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Le homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal cizallamiento ku utilizan ti' le laboratorio, le mayakche'o' meyaj, le piloto yéetel le procesamiento industrial.

Hielscher Ultrasonidos fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u aplicaciones mezcla, dispersión, emulsión yéetel extracción ti' laboratorio, piloto yéetel escala industrial.



Literatura leti' Referencias

Hechos u tojol le su'utalil K'ajóolt

Fosforeno

Le fosforeno (xan nanoláminas leti' nanocamos joop box) exhibe ka'anal movilidad 1000 cm2 V–1 Guatemala mina'an u yotocho'ob–1 ti' jump'éel muestra espesor 5 nm yéetel ka'anal relación ma'alo'ob ON leti' OFF u 105. Bix u semiconductor u bin yano'ob p'el, le fosforeno yaanti' juntúul brecha banda directa u 0,3 eV. Ku ts'o'okole', le fosforeno ti' jump'éel brecha banda directa ku aumenta tak yan 2 eV utia'al u monocapa. Táan a yáantajo'ob ts'aak ku betiko'ob le nanoláminas joop box k'áati' jump'éel xooko'obo' prometedor utia'al u aplicaciones industriales ti' dispositivos nanoelectrónicos yéetel nanofotónicos, ba'ax ku pixiko'ob tuláakal le rango le espectro visible. (cf. Passaglia et ti' le., 2018). Uláak' ka'anatako'ob potencial radica ti' le aplicaciones biomedicina, ts'o'ok u relativamente jo'osa'al le toxicidad ku beetik u utilización joop box bixake' ma'alob atractiva.
Ti' le xook materiales bidimensionales, le fosforeno tu menudo u coloca yiknal le grafeno tuméen u jela'anil in ti' le grafeno, le fosforeno ti' jump'éel kúuchil banda fundamental distinto cero je'el u páajtal u modulado tumen le deformación yéetel le meyaj ku capas ti' jump'éel ich kastláan.

Borofeno

Le borofeno jump'éel monocapa atómica jach u boro ti', es decir jump'éel alótropo bidimensional ti' boro (xan llamado nanolámina 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 utia'al u biilankiltej borofeno utia'al u aplicaciones ti' baterías iones u metales alcalinos, baterías Li-Guatemala mina'an u yotocho'ob, almacenamiento hidrógeno, supercondensador, reducción yéetel evolución oxígeno, bey reacción electrorreducción CO2. Especialmente le nuxi' k'ana'an ju'uno'ob ku ts'áabal ti' le borofeno bey xooko'obo' ánodo utia'al baterías yéetel je'el bix xooko'obo' almacenamiento hidrógeno. Debido a le altas k'iinil teóricas específicas, le conductividad electrónica yéetel le propiedades transporte iones, le borofeno califica bey juntúul nuxi' xooko'obo' ánodo utia'al u baterías. Debido a le ka'anal Buka'aj u ba'al u adsorbción hidrógeno ti' borofeno, k'u'ubul juntúul nuxi' potencial utia'al u almacenamiento hidrógeno, yéetel jump'éel Buka'aj u ba'al u estrofa asab ti' le 15 ti chúumuk u peso.
Lea asab yóok'ol le síntesis ultrasónica yéetel u dispersión le borofeno!


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