Exfoliación grafeno yéetel ja'
Le exfoliación ultrasónica ku cha'antik producir grafeno manik jump'íit capas ma' u búukinta'al disolventes agresivos, utilizando chéen way ja'. Le sonicación ka'anal potencia deslamina le láminas grafeno ti' jump'éel corto Ts'a'akal. Jech le disolventes p'áatal u exfoliación le grafeno ti' jump'éel tuukula' ecológico ka sostenible.
Producción grafeno yo'osal exfoliación ti' fase líquida
Le grafeno ku fabrica comercialmente ti' le t'aan exfoliación ti' fase líquida. Le exfoliación tu fase u líquida le grafeno k'a'abet u búukinta'al disolventes tóxicos, perjudiciales yo'osal u ka'a jeets' caros, ba'ax ku utilizan bey pretratamiento químico wa ti' combinación yéetel jump'éel láaka dispersión kanáanil. Utia'al u dispersión kanáanil ti' le láminas grafeno, le ultrasonicación ku ts'o'ok establecido bey juntúul láaka ma'alob fiable, xoknáalo'obo' yéetel segura utia'al u producir láminas grafeno ka'anal calidad ti' yaan xan ya'abach ti' jaatsatako'ob industrial. Dado ka u búukinta'al disolventes agresivos Mantats' yaan u acompañado costes, contaminación, eliminación yéetel eliminación complejas, toop ti' seguridad yéetel kuuch medioambiental, jump'éel alternativa ma' tóxica yéetel asab segura jach significativamente ventajosa. Le exfoliación grafeno yéetel ja' bey disolvente ka ultrasonidos u potencia utia'al u delaminación kanáanil u láminas grafeno manik jump'íit capas jach, Ba'axten seen jump'éel láaka jach prometedora utia'al u fabricación grafeno ya'ax.
Le disolventes náats'al, ka tu menudo u utilizan bey fase líquida utia'al u dispersar nanohojas grafeno, incluyen dimetilsulfóxido (DMSO), N, N-dimetilformamida (DMF), N-metil-2-pirrolidona (NMP), tetrametilurea (TMU), tetrahidrofurano (THF), carbonato propilenoacetona (PC), etanol yéetel formamida.
Bey láaka ts'o'ok establecida tak úuch utia'al u exfoliación u grafeno u escala comercial, le ultrasonicación ku cha'antik producir grafeno u ka'anal calidad yéetel ka'anal pureza t'okik chilajen. Dado ti' le exfoliación ultrasónica ti' grafeno u escalar u bix completamente lineal u je'el volumen, le rendimiento producción escamas grafeno ka'anal calidad u implementar u uchik utia'al u producción ti' juuch' grafeno.
Le UIP2000hdT jach jump'éel potente dispersor ultrasónico u 2kW yo'osal le exfoliación yéetel dispersión le grafeno.
Exfoliación ultrasónica u grafeno ichil ja'
Tyurnina et ti' le. (2020) investigaron táanil le amplitud yéetel le intensidad sonicación ti' soluciones láaj agua-grafito yéetel le exfoliación grafeno resultante. Ti' le xooko', utilizaron jump'éel Hielscher UP200S (200W, 24kHz). Le exfoliación ultrasónica yéetel ja' ku aplicó bey juntúul tuukula' jump'éel chéen paso utia'al u delaminación grafeno manik jump'íit capas. Jump'éel breve Ts'a'akal ka'ap'éel horas bin suficiente utia'al u producir grafeno manik jump'íit capas ti' jump'éel configuración sonicación vaso u precipitados abierto.
Jump'éel secuencia ka'anal velocidad (u le ti' le f) u fotogramas u ilustran le exfoliación sonomecánica ti' jump'éel escama grafito ichil le ja'o' utilizando le UP200s, jump'éel ultrasonido 24 kHz yéetel sonotrodo 3 mm. Le flechas muestran le kúuchil le división (exfoliación) yéetel burbujas cavitación penetran ti' le división.
© Tyurnina et ti' le., 2020
Optimización le exfoliación ultrasónica u grafeno
Le configuración ultrasónica utilizada tumen Tyurnina et ti' le. (2020) u optimizar u uchik tia'al jump'éel exfoliación asab eficiente yéetel rápida yo'osal u búukinta'al jump'éel reactor ultrasónico cerrado ti' modo flujo continuo. Le Ts'a'akal ultrasónico ti' internet ichil Cha' jump'éel Ts'a'akal ultrasónico significativamente asab xan ti' tuláakal le yo'olal prima grafito: tséentike' le solución grafito leti' ja' Jun ti' le kúuchil confinado le cavitación ultrasónica, le grafito ku sonica uniformemente, ku ts'aik bey resultado jump'éel ka'anal rendimiento escamas grafeno ka'anal calidad.
Le kaambalilo'ob ultrasónicos u Hielscher permiten jump'éel kaambalil yo'osal preciso ti' tuláakal le parámetros u procesamiento importantes, bey le amplitud, le leti' ken, yaan tu energía (Ws leti' mL), le presión yéetel le temperatura jool. Le ajuste le parámetros ultrasónicos óptimos ku ts'aik bix u resultado le máximo rendimiento, calidad yéetel eficiencia tuláakal.
Wáaj bix promueve u ultrasonicación u exfoliación le grafeno.
Ka le ondas ultrasónicas u ka'anal potencia ku acoplan ti' jump'éel suspensión juuch'bil grafito yéetel ja' wa je'el disolvente, le muuk' sonomecánicas, bey le ka'anal cizallamiento, le turbulencias intensas yéetel le diferenciales u ka'anal presión yéetel temperatura, crean condiciones ya'ab energía. Táan a condiciones ka'anal intensidad energética le u resultado le Uláak ba'al le cavitación acústica.
Lea asab yóok'ol le cavitación ultrasónica waye'!
Le ultrasonido potencia Revolución le expansión le tuunicha' grafito, ts'o'ok u le fluidos presionan ichil le capas grafeno, le ba'ax ku religioso le grafito. Le muuk' cizallamiento ultrasónico deslaminan le láminas individuales ti' grafeno yéetel le dispersan ti' bix u escamas grafeno ti' le solución. Tia'al u estabilidad in chowak plazo grafeno ich ja', k'a'abet jump'éel tensioactivo.
Mecánica le exfoliación ultrasónica ti' fase u líquida le exfoliación yéetel grafeno.
Xook yéetel wíimbala' Tyurnina et ti' le., 2021.
Ultrasonidos u ka'anal rendimiento utia'al u exfoliación yéetel grafeno
Le yáantajo'ob inteligentes ti' le ultrasonidos Hielscher u diseñadas utia'al u garantizar jump'éel funcionamiento fiable, resultados reproducibles yéetel facilidad búukinta'al. U páajtal tsáabaltio'ob áantaj uchik le ajustes operativos yéetel marcar le ti' jump'éel menú intuitivo, le tu u páajtal tsáabaltio'ob áantaj ti' jump'éel pantalla táctil digital te' boonil yéetel jump'éel kanik remoto ti' le navegador. Tune', tuláakal le condiciones procesamiento, bey le energía neta, energía total, le amplitud, le, le presión yéetel le temperatura, ku registran automáticamente ti' jump'éel tarjeta SD incorporada. Le je'ela' ti' Cha' xíixtik, ka comparar ejecuciones ti' sonicación máako'ob síinajo'obo' ka optimizar le tuukula' exfoliación grafeno yéetel le wóolis eficiencia.
Le kaambalilo'ob ultrasonidos Hielscher ku utilizan way yóok'ol kaabe' utia'al u fabricación láminas grafeno yéetel óxidos grafeno ka'anal calidad. Le ultrasonidos industriales ti' Hielscher páajtal meyaj uchik u nukuch amplitudes ti' funcionamiento continuo (24 leti' 7 leti' 365). Amplitudes tak 200 μm ku páajtal generar uchik bix continua yéetel sonotrodos estándar (sondas ultrasónicas leti' bocinas yéetel CascatrodesTM). Utia'al amplitudes láayli' mayores, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados. Debido a u robustez yéetel yáanal mantenimiento, k sistemas exfoliación ultrasónica ku instalan comúnmente utia'al u aplicaciones ti' aal yéetel tu entornos exigentes.
Le procesadores ultrasónicos ti' Hielscher utia'al u exfoliación grafeno ts'o'ok u instalados way yóok'ol kaabe' u escala comercial. Búukint u ti' máax ku To'one' bejla'e' utia'al u t'aan u u tuukula' u fabricación u grafeno. K experimentado máaxo'ob yéetel encantado u ts'aiko'on a wojeltik yóok'ol le tuukula' exfoliación, le kaambalilo'ob ultrasónicos yéetel le tojol.
Tia'al a wojeltik yóok'ol le síntesis, dispersión yéetel funcionalización grafeno tumen ultrasonidos, mentej clic waye':
- Producción grafeno
- Nanoplaquetas grafeno
- Exfoliación grafeno yéetel ja'
- Grafeno dispersable ichil ja'
- óxido grafeno
- xenes
| 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 |
Xook k! Leti' k'áatiko'ob k!
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
- FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
- FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
- 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. 737-747.
(Available under a Creative Commons Attribution 4.0: CC BY-NC-ND 4.0. See full terms here.) - Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.
- Unalan I.U., Wan C., Trabattoni S., Piergiovannia L., Farris S. (2015): Polysaccharide-assisted rapid exfoliation of graphite platelets into high quality water-dispersible graphene sheets. RSC Advances 5, 2015. 26482–26490.
- Bang, J. H.; Suslick, K. S. (2010): Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Advanced Materials 22/2010. pp. 1039-1059.
- Štengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Ba'ax le le grafeno.
Le grafeno jach jump'éel monocapa sp2-Átomos u carbono enlazados. Le grafeno ku yáantajo'ob únicas ti' le xooko'obo' bey juntúul superficie específica extraordinariamente nojoch (2620 m2g-1), propiedades mecánicas superiores yéetel jump'éel xook Young 1 TPa yéetel juntúul resistencia intrínseca u 130 GPa, jump'éel conductividad electrónica extremadamente ka'anal (movilidad electrónica ti' temperatura ambiente u 2,5 × 105 cm2 V-1s-1), conductividad térmica jach ka'anal (por encima de 3000 W m k'uj-1), tumen nombrar le propiedades asab importantes. Debido a u propiedades superiores ti' le, le grafeno ku meyajtiko'ob ya'ab ti' le ma'alo'ob yéetel le producción baterías u ka'anal rendimiento, pilas combustible, células solares, supercondensadores, almacenamientos hidrógeno, escudos electromagnéticos yéetel dispositivos electrónicos. Ku ts'o'okole', le grafeno ku ts'aik ya'ab nanocompuestos yéetel materiales compuestos bey aditivo refuerzo, je'ebix, ti' polímeros, cerámicas yéetel matrices metálicas. Debido a u ka'anal conductividad, le grafeno jach jump'éel componente k'a'abéet ti' le pinturas yéetel tintas conductoras.
Le preparación ultrasónica rápida yéetel segura ti' grafeno xma' defectos ti' nukuch volúmenes ka t'okik chilajen Cha' waaj a kóochkinsike'ex le aplicaciones u grafeno u asab yéetel asab industrias.
Le grafeno jach jump'éel capa carbono jump'éel átomo espesor, ka u describir u bey jump'éel ba'ax ti' jump'éel tin juunal capa wa 2D grafeno (grafeno jump'éel tin juunal capa = SLG). Le grafeno yaan jump'éel superficie específica extraordinariamente nojoch yéetel propiedades mecánicas u superiores (xook Young 1 TPa yéetel resistencia intrínseca u 130 GPa), k'u'ubul jump'éel nuxi' conductividad electrónica yéetel térmica, movilidad portadores kuuch, transparencia yéetel le impermeable ti' le gases. Debido a a yáantajo'ob ti' le, le grafeno ku meyajtiko'ob bey aditivo refuerzo ka u ts'áaj le compuestos u resistencia, conductividad, etcétera. Utia'al u combinar le yáantajo'ob ti' le grafeno yéetel uláak' materiales, le grafeno k'a'ana'an dispersar ti' le compuesto wa aplicar bey juntúul recubrimiento cha'ano' bek'ech yóok'ol jump'éel sustrato.
Ultrasonidos u ka'anal rendimiento! Le gama yik'áalil Hielscher baal tuláakal le espectro, tak le ultrasonido compacto ti' laboratorio, u máan tuméen le kúuchilo'ob sobremesa, tak le kaambalilo'ob ultrasónicos jaatsatako'ob industriales.