Ma'alo'obtal u ultrasonido Hielscher

Producción grafeno ultrasónico

Le síntesis ultrasónica ti' grafeno ti' le exfoliación yéetel grafito u ti'al le método asab fiable yéetel ventajoso producir láminas grafeno ka'anal calidad ti' escala industrial. Le procesadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento Hielscher le controlables yéetel precisión ka páajtal generar jach altas amplitudes ti' funcionamiento 24 leti' 7. Le je'ela' ku cha'antik mentik nukuch volúmenes grafeno prístino ti' jump'éel kin tuukul ch'a'abil ka controlable le Buka'aj.

Ultrasónica wa u yilik le grafeno

Le' grafenoDado u u yojelo'ob chan le yáantajo'ob extraordinarias ti' grafito, ku séen desarrollado ya'ab métodos utia'al u preparación. Tu tséel le producción química u graphenes u grafeno óxido ti' procesos ya'ab k'oja'ano'ob wook, u Jach k'a'am oxidantes yéetel agentes reducción le k'a'abeto'ob. Ku ts'o'okole', le grafeno preparado yáanal a duras condiciones químicas ti' menudo ya'alik nuxi' cantidad defectos páajtal ka' u reducción ti' comparación yéetel graphenes obtenidas ti' uláak' métodos. Ba'ale' le ultrasonido u ti'al jump'éel alternativa probada producir grafeno ka'anal calidad, bey xan ti' yaan xan ya'abach. Le investigadores ts'o'ok desarrollado formas ligeramente jejeláas usando ultrasonido, ba'ale' tu general le producción grafeno jump'éel tuukula' simple ti' jump'éel chéen paso.
Ka u ts'áaj jump'éel ejemplo jump'éel bejil producción grafeno específicos: grafito jach u agregado ti' jump'éel mezcla ja', alcohol yéetel ácido orgánico diluido, ka tu tu láak' le mezcla ku expone ti' le irradiación ultrasónica. Le ácido actúa bey juntúul “cuña molecular” u separa le' grafeno u grafito le yúumo'ob. Tuméen le sencillo tuukula', ku crea nojoch cantidad grafeno intacto, u ka'anal calidad, dispersada ich ja'. (Jump'éel et el. 2010).

Hielscher's High Power Ultrasound Devices are the ideal tool to prepare graphene - both in lab scale as well as in full commercial process streams

Figura 1: Wíimbala' AFM u le' exfoliadas u biin yéetel óoxp'éel perfiles ka'anilo' adquiridos yaanal tu'ux kak (Stankovich et el., 2007).

UIP2000hdT - Ultrasonicador 2kW utia'al u procesamiento u ts'a'abal.

UIP2000hdT – 2kW potente ultrasonicador utia'al u exfoliación grafeno

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Exfoliación grafeno beetaj ich

Le ultrasonido ku cha'antik wa u graphenes ti' ts'a'abal iónicos, solventes orgánicos yéetel soluciones tensioactivos yéetel ja' yilik. Lela' u k'áat u ya'al u páajtal Jech u u búukinta'al oxidantes fuertes wa u agentes reductores. Grafeno Stankovich et le (2007) producido tumen exfoliación yéetel ultrasonidos.
Le máak AFM u exfoliación tumen u Ts'a'akal ultrasónico ti' concentraciones 1 mg leti' mL ichil ja' Mantats' u oxido u grafeno revelaron le meyajo'ob le' yéetel xan espesor (~ 1 nm; ejemplo ku ye'esik ti' u yoochel 1 kaambal). Táan a muestras ma'alob exfoliadas u oxido u grafeno contenían ningunas le' wa asab gruesas wa jach bek'ech suumo'ob u 1nm, ku bisik jump'éel conclusión completa exfoliación óxido grafeno grafeno lak le' óxido u hecho u logró ti' le condiciones. (Stankovich et el., 2007).

Wa u le' grafeno yilik

Stengl et ti' le séen demostrado exitosa wa u yilik le' grafeno Chen séen ti' yaan xan ya'abach ichil le producción nonstoichiometric nanocomposit grafeno u TiO2 tumen hidrólisis térmica ti' suspensión yéetel grafeno nanosheets yéetel titania peroxo complejo. Chen séen grafeno nanosheets bino'ob u producidos ichil grafito ku yúuchul u utilizando jump'éel jach yáax cavitación ka'anal intensidad jach tuméen le procesador ultrasonidos Hielscher UIP1000hd ti' jump'éel reactor ultrasónico ka'anal presión 5 bar. Le' grafeno obtenidas, yéetel ka'anal superficie específica yéetel propiedades electrónicas u únicas, páajtal utilizar u bey jump'éel ma'alo'ob bix TiO2 utia'al u ya'abtal le actividad fotocatalítica. Le múuch' investigación afirma u ma'alobil le grafeno ultrasonidos preparado ka'anal jach asab u le grafeno k'aamiko'ob tuláakal tumen método Hummer, tu'ux le grafito jach exfoliación ka oxidado. Bey le condiciones meyajtbilo' ti' le reactor ultrasónico táan u béeytal u precisamente controladas yéetel tuméen le suposición u le concentración grafeno bey dopante variará ti' le rango 1 – 0. 001 ti chúumuk, le producción grafeno ti' juntúul t.u.m continuo ti' escala comercial Jach páajtal.

Preparación tumen Ts'a'akal ultrasónico u oxido u grafeno

Jay et el., (2010) séen demostrado jump'éel bejil preparación utilizando irradiación ultrasónica utia'al u producir capas grafeno óxido (bin). Tune', suspendieron 25 miligramos juuch'bil óxido grafeno ti' 200 ml ja' desionizada. Tumen agitación obtiene jump'éel suspensión ma' homogénea u boonil marrón. Le suspensiones resultantes bino'ob sonicación (30 min, 1.3 × 105J), ka ts'o'okok tijilo'ob (u 373 k'uj). le óxido grafeno yo'osal ultrasonidos tratada bin producido. Juntúul espectroscopia FTIR tu ye'esaj u Ts'a'akal ultrasónico ma' u k'éexel le ku funcionales u oxido u grafeno.

Nanosheets óxido grafeno yo'osal ultrasonidos exfoliada

Figura 2: Wíimbala' SEM grafeno nanosheets obtenida tumen ultrasonidos (Jay et el. 2010).

Síntesis u ultrasónica grafeno yéetel hielscher UIP4000hdT

UIP4000hdT – Ultrasonidoder ka'anal potencia 4 kW

Funcionalización u le' grafeno

Xu ka Suslick (2011) describen jump'éel método jump'éel paso conveniente utia'al wa u poliestireno grafito funcionalizado yilik. Ti' u xook, meyajtiko'ob copos grafito yéetel estireno bey yo'olal prima yanak. Tuméen sonicando le escamas grafito ti' estireno (monómero reactivo), le irradiación ultrasonido tu ts'áaj bix u resultado le exfoliación mecanoquímica hojuelas grafito ti' láminas grafeno jump'éel tin juunal capa ka capa u unos pocos. Ti' le k'iino' je'el xano' k'iin, ku u logrado le funcionalización le' grafeno yéetel le cadenas poliestireno.
Le k'iino' je'el xano' tuukula' funcionalización u bisik u ka'ansaj yéetel láak'o'ob monómeros u vinilo utia'al u composites basados ti' grafeno.

Wa u yilik Nanoribbons

Múuch' u investigación Hongjie Dai yéetel u colegas le Universidad u Stanford tu kaxtaj jump'éel láaka utia'al u beetik nanoribbons. Cintas grafeno le finas ch'inik grafeno ka yanak ti' yáantajo'ob asab útiles u láminas grafeno. Tu anchos u naats'il u 10 nm wa menos, le comportamiento cintas grafeno jach similar ti' jump'éel semiconductor bey electrones Ko'oten obligados in péeksik u u chowak. Tune', je'el u ts'áik biilankiltej nanoribbons yéetel noj bey semiconductor ti' electrónica (e.g. utia'al u chips u asab mejen computadoras, asab rápidos).
Bases wa u Dai yilik et el. u graphene nanoribbons ichil ka'ap'éel wook: ti' yáax kúuchil, aflojaron le capas grafeno ti' le grafito tumen juntúul Ts'a'akal ooxoj 1000 ° c ichil jump'éel minuto ti' le 3 ti chúumuk hidrógeno ti' gas argón. Túun, le grafeno ku jats ti' ch'inik yo'osal ultrasonidos. Le nanoribbons obtenidos yo'osal le láaka caracteriza tumen ya'ab ' asab O'olkij’ bordes ti' le fabricados tumen medios convencionales u litográficos. (Jiao et el. 2009).

Wa u yilik Nanoscrolls u carbono

Nanoscrolls carbono ku similares ti' le nanotubos carbono multipared. U jela'anil in u beyo' leti' le puntas abiertas yéetel le molayil bix le meyajo'ob interiores ti' uláak' moléculas. Táan u béeytal u sintetizados mojado-químico intercalando grafito yéetel potasio, exfoliante ja' yéetel sonicando le suspensión coloidal. (cf. Viculis et el. 2003). Le ultrasonidos ku yáantik le desplazamiento le monocapas grafeno ti' nanoscrolls carbono (wil fig. 3). Ka'anal eficacia tzeltalo'obo' 80 ti chúumuk u ts'o'ok u logrado, ku beetik u producción nanoscrolls ts'áik utia'al u aplicaciones comerciales.

Síntesis asistida tumen ultrasonidos carbono nanoscrolls

Fig.3: Síntesis ultrasónico u Nanoscrolls carbono (Viculis et el. 2003).

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Dispersiones grafeno

Le grado dispersión ti' oxido u grafeno ka grafeno k'a'ana'an extremadamente utilizar tuláakal le potencial grafeno yéetel u ba'alo'ob específicas. Wa le grafeno ma' u dispersa yáanal condiciones controladas, u polidispersidad le dispersión grafeno u conducir ti' le comportamiento imprevisible wa nonideal una pakteche' kin ka ts'aik ti' le dispositivos ts'o'ok u propiedades le grafeno varían en función de u ka'ansaj parámetros. Sonicación le jump'éel Ts'a'akal probado utia'al u debilitar le muuk' capa intermediaria yéetel ku cha'antik jump'éel kanik preciso ti' le parámetros tuukula' Páaybe'en.
"Utia'al u óxido grafeno (bin), je'ex típicamente exfoliated le' jump'éel tin juunal capa, juntúul le retos k'ajle' ti' le polidispersidad surge ti' variaciones ti' yo'osal lateral u le escamas." U ts'o'ok demostrado u k'as lateral u biin le Buka'aj je'el u páajtal u jelpajal u u kuuchil 400 nm ti' 20 μm k'éexel le grafito ichil xooko'obo' yéetel le condiciones sonicación." (Ya'ax et el. 2010).
Le ultrasónico U dispersión u grafeno u ts'áaik bey resultado mezclas finas yéetel coloidales páajtal u demostrado ti' ya'ab xook. (Liu et el. 2011 leti' Baby et el. 2011 leti' Choi et ti' le. 2010).
Zhang et el., (2010) u demostrado u yo'osal u búukinta'al ultrasonidos ku consigue jump'éel dispersión grafeno estable yéetel juntúul concentración ka'anal u 1 mg·mL−1 yéetel le' grafeno relativamente Chen séen, ka le' grafeno bey preparado exhiben jump'éel ka'anal conductividad eléctrica ti' 712 Guatemala mina'an u yotocho'ob ·mN.o 1. Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob Fourier transformaron espectros infrarrojo yéetel Raman spectra p'iskaambal indica ti' le método preparación ultrasónica ti' menos loob le ka'ansaj químicas yéetel cristal grafeno.

Ultrasonidos ka'anal rendimiento

Utia'al u producción nano-le' grafeno ka'anal calidad, k'a'abet jump'éel nu'ukulil le ultrasónico confiable ku ka'anal rendimiento. Amplitud, presión yéetel temperatura ku parámetros tu láakal,, cruciales yo'osal le reproducibilidad yéetel le ma'alobil constante le producto. Hielscher Ultrasonidos’ Le procesadores ultrasónicos le sistemas potentes yéetel controlables yéetel precisión, u permiten le ajuste exacto ti' le parámetros le tuukula' yéetel tíip'ik continua ultrasonido ka'anal potencia. Hielscher Ultrasonidos’ le procesadores ultrasónicos industriales táan u béeytal u ofrecer amplitudes jach altas. Amplitudes tak 200 m ku páajtal ejecutar uchik u beyo' continua ti' funcionamiento 24 leti' 7. Utia'al amplitudes láayli' asab altas, u disponibles sonotrodos ultrasónicos personalizados. Robustez le nu'ukulil ultrasónico u Hielscher ku cha'antik jump'éel funcionamiento 24 leti' 7 ti' condiciones pesadas yéetel tu entornos exigentes.
K clientes u satisfechos tumen le excepcional robustez yéetel fiabilidad le kaambalilo'ob Hielscher Ultrasonic. Le instalación tu sikte ka'anatako'ob mayaj aal, entornos exigentes yéetel funcionamiento 24 leti' 7 aseguran jump'éel procesamiento eficiente yéetel económico. Intensificación le tuukula' ultrasónico reduce le k'iin procesamiento yéetel logra ti' ya'ala'al máaxo'ob máano'ob, es decir asab ma'alobil, mayores rendimientos, yik'áalil innovadores.
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
0.5 u 1.5mL N.a. VialTweeter
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

Máax ku leti' solicitar a wojeltik

T'aan yéetel to'on yóok'ol u kajtalo'ob ichil u procesamiento. Recomendamos le parámetros configuración yéetel u le tuukula' asab adecuados utia'al u tsol.





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Ultrasonidos asistida wa u yilik grafeno


Hielscher Ultrasonidos fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al dispersión, emulsión yéetel extracción t'aan.

Homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal potencia tak le laboratorio tak le escala piloto yéetel industrial.

Literatura leti' referencias

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Hechos u tojol le su'utalil K'ajóolt

Ba'ax le le grafeno.

Grafito tu religioso ka'atúul láminas tridimensionales ti' átomos chúuk cruzado tumen hibridación sp2, hexagonally dispuestos, le grafeno, ka u apilan regularmente. Le' átomo-fina u grafeno, ku táakpajalo'ob le grafito tumen interacciones, ma' vinculación u caracterizan tumen juntúul asab superficie extrema. Graphene ku ye'esik jump'éel extraordinaria muuk' yéetel firmeza a lo largo de u basal niveles chukik yéetel aprox. 1020 GPa óol le je'o' u muuk' le diamante.
Graphene jach le elemento estructural básico u yaan alótropos incluyendo, Beyxan ti' kaambalilo'ob grafito, carbono nanotubos yéetel fullerenos. Utilizado bey aditivo, grafeno u ma'alo'obkíinsiko'ob considerablemente le propiedades eléctricas, meyajtbilo', mecánica yéetel barrera compuestos poliméricos te' kuuch jach bajas. (Xu, Suslick 2011).
Tuméen u propiedades, le grafeno jach jump'éel xooko'obo' superlativos yéetel u tal modo prometedor ti' le industrias ba'ax ku ts'áiko'ob compuestos, revestimientos wa microelectrónica. Geim (2009) describe le grafeno bey supermaterial concisa ti' le uláak' párrafo:
"Jach le xooko'obo' asab bek'ech ti' le universo yéetel le asab k'a'an mix medido. U portadores kuuch exhiben movilidad intrínseca u gigante, yaan u menor juuch' xoknáalo'obo' (le cero) yéetel páajtal ichil k'áax distancias micrómetro largo ma' dispersión u temperatura ambiente. Grafeno páajtal soportar densidades sáasilo' 6 órdenes asab altas u le cobre, ye'esik registro térmico conductividad yéetel rigidez, le impermeables ti' le gases yéetel reconcilia cualidades contradictorias bey fragilidad ka ductilidad. Transporte u electrones ti' le grafeno jach descrito tumen juntúul ecuación ti' Dirac-bey, ba'ax ku cha'antik le investigación fenómenos cuánticos relativistas ti' jump'éel experimento sobremesa."
Debido a le yáantajo'ob le xooko'obo' excepcional, le grafeno jach juntúul u asab prometedores materiales yéetel Kula'an ichil le najil investigación nanomateriales.

Aplicaciones Sociedad utia'al u grafeno

Aplicaciones biológicas: Ku ts'aik jump'éel ejemplo utia'al ultrasónica wa u yilik grafeno yéetel u búukinta'al biológico ti' le xooko' "Síntesis le grafeno-táak'iin nanocompuestos yo'osal aceleración reducción" tumen Park et el., (2011), tu'ux jump'éel nanocompuesto u oxido u grafeno reducido j-sintetizada nanopartículas u-Gold (AU) reducción le iones táak'iin yéetel ye'esik úuch nanopartículas táak'iin way le óxido grafeno reducido simultáneamente ti' le k'iino' je'el xano' k'iin. Utia'al u facilitar u reducción le iones le táak'iin yéetel le generación noj oxígeno utia'al u anclaje le nanopartículas táak'iin ichil le óxido grafeno reducida, irradiación ultrasonido bin aplicada ti' le mezcla ku reactivos. U ye'esik le producción biomoléculas táak'iin juubulo'ob u péptido u enlace u potencial le irradiación ultrasónica ti' grafeno yéetel le compuestos grafeno. Tune', le ultrasonido bey u jump'éel nu'ukula' úuchuk utia'al ment uláak' biomoléculas.
Electrónica: Le grafeno u jach jump'éel xooko'obo' ma'alob funcional utia'al u sector electrónico. Tuméen le ka'anal movilidad le portadores kuuch ichil le páawo'ob grafeno grafeno jach asab k'ana'an ju'uno'ob utia'al le ma'alo'ob componentes electrónicos rápidos ti' le ma'alo'obtal ka'anal frecuencia.
Sensores: Le grafeno ultrasonidos exfoliada u utilizar u utia'al u producción sensores ma'alob sensibles yéetel selectivos conductrimétrico (u cuya resistencia jeelpajal jáan >10 000 ti chúumuk vapor etanol saturado) yéetel ultracapacitores yéetel determinada Buka'aj u ba'al extremadamente ka'anal (120 F/g), densidad potencia (105 kW leti' kg) yéetel densidad energía (Wh leti' kg 9,2). (Jump'éel et el. 2010).
Alcohol: utia'al u producción alcohol: jump'éel ka'anatako'ob le tséel u páajtal u u búukinta'al le grafeno ti' le producción alcohol, yaan membranas grafeno táan u béeytal u utilizadas utia'al u destilar alcohol yéetel bebidas alcohólicas u asab k'a'an.
Bey u asab k'a'an, asab conductora yéetel juntúul le asab ligeras yéetel materiales asab flexibles, le grafeno jach jump'éel xooko'obo' prometedor utia'al u células solares, catálisis, pantallas transparentes yéetel emisiva, micromecánica resonadores, transistores, bey cátodo ti' baterías u litio-air, utia'al detectores químicos ultrasensibles, recubrimientos conductores bey u búukinta'al bey aditivo ti' compuestos.

Le principio meyaj le ultrasonido alta potencia

Le ken sonicando líquidos ti' altas intensidades, le sonoras ondas ba'ax ku propagan ti' medios ts'a'abal resultado alternando ciclos baja presión (rarefacción), yéetel tarifas dependiendo de le frecuencia yéetel ka'anal presión (compresión). Ichil le ciclo baja presión, le ondas ultrasónicas u ka'anal intensidad crean mejen burbujas u vacío wa u jool ti' le líquido. Ka le burbujas alcanzan jump'éel volumen ku ts'o'ok ma' u páajtal u múuch'ik le energía, colapsan violentamente ichil jump'éel ciclo ka'anal presión. Le Uláak ba'al denomina ku cavitación. Ichil le implosión jach elevadas (aprox. 5, 000 k'uj) yéetel presiones (aprox. 2, 000atm) ku alcanzan localmente. Le implosión ti' le cavitación le burbuja xan resultados ti' chooj ta'an líquidos ku tak velocidad u 280 m/s. (Suslick 1998). Le cavitación yo'osal ultrasonidos generada causa táanil químicos yéetel físicos, ku páajtal aplicar u u procesos.
Inducido tumen le cavitación Sonochemistry proporciona jump'éel chen interacción ichil energía yéetel yo'olal, yéetel focos ichil le burbujas u ~ 5000 K'uj, presiones u ~ 1000 bar, calefacción yéetel refrigeración le tasas ti' >1010 k'uj Guatemala mina'an u yotocho'ob-1; Táan a extraordinarias condiciones permiten muuk' ti' jump'éel gama kúuchil reacción química normalmente ma' bejo', ba'ax ku cha'antik le síntesis amplia variedad materiales nanoestructurados inusual. (Bang 2010).