Exfoliación grafeno yéetel ja'
Le exfoliación ultrasónica ku cha'antik producir grafeno manik jump'íit capas ma' u búukinta'al disolventes ásperos utilizando únicamente way ja'. Le sonicación ka'anal potencia delamina le láminas grafeno ichil jump'éel Ts'a'akal corto. Le evitación disolventes p'áatal le exfoliación grafeno ti' jump'éel tuukula' ya'ax yéetel sostenible.
Producción grafeno yo'osal exfoliación fase líquida
Le grafeno ku fabrica comercialmente ti' le t'aan exfoliación fase líquida. Le exfoliación fase líquida ti' le grafeno k'a'abet u búukinta'al disolventes tóxicos, perjudiciales yo'osal u ka'a jeets' costosos, ba'ax ku utilizan bey pretratamiento químico wa ti' combinación yéetel leti' yéetel jump'éel láaka dispersión kanáanil. Utia'al u dispersión kanáanil ti' le láminas grafeno, le ultrasonidos ku ts'o'ok establecido bey láaka ma'alob fiable, eficiente 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, bey kuuch ambiental, jump'éel alternativa ma' tóxica yéetel asab segura le significativamente ventajosa. Le exfoliación grafeno utilizando ja' bey ultrasonido disolvente yéetel potencia utia'al u delaminación kanáanil u manik jump'íit capas láminas grafeno jach, tune', jump'éel láaka ma'alob prometedora utia'al u fabricación grafeno ya'ax.
Le disolventes náats'al, ka tu menudo u utilizan bey fase líquida utia'al u dispersar nano le' grafeno, incluyen sulfóxido dimetil (DMSO), N,N-dimetilformamida (DMF), N-metil-2-pirrolidona (NMP), tetrametillurea (TMU), tetrahidrofurano (THF), carbonateacetona propileno (PC), etanol yéetel formamida.
Bey láaka ts'o'ok establecida chowak plazo utia'al u exfoliación grafeno escala comercial, le ultrasonidos ku cha'antik producir grafeno ka'anal ma'alobil ka'anal pureza in t'okik ta manaj. Bey le exfoliación ultrasónica u grafeno u páajtal escalar completamente linealmente u je'el volumen, le rendimiento producción escamas grafeno ka'anal calidad ku páajtal implementar uchik utia'al u producción ti' juuch' grafeno.
Le UIP2000hdT Leti' jump'éel potente dispersor ultrasónico u 2kW yo'osal exfoliación yéetel dispersión grafeno.
Exfoliación ultrasónica u grafeno ichil ja'
(2020) investigó táanil le amplitud yéetel le intensidad sonicación ti' soluciones láaj grafito ja' yéetel grafito yéetel le exfoliación grafeno resultante. Ti' le xooko', usaron 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 Ts'a'akal corto 2 h bin suficiente utia'al u producir grafeno manik jump'íit capas ti' jump'éel configuración sonicación vaso ti' precipitados jaapal.
Jump'éel secuencia ka'anal velocidad (u ti' u f) u marcos u ilustran le exfoliación sonomecánica ti' jump'éel copo grafito ichil ja' utilizando le UP200s, jump'éel ultrasonicador 24 kHz yéetel sonotrodo 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)
Optimización le exfoliación ultrasónica u grafeno
Le configuración ultrasónica utilizada tumen Tyurnina et ti' le. (2020) ku páajtal optimizar uchik yo'osal jump'éel asab eficiencia yéetel juntúul exfoliación asab rápida yo'osal u búukinta'al jump'éel reactor ultrasónico cerrado ti' modo u flujo u través. 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 cavitación ultrasónica, le grafito ku ku uniformemente sonicado resultando ti' jump'éel ka'anal rendimiento escamas grafeno ka'anal calidad.
Le kaambalilo'ob Ultrasonics Hielscher permiten jump'éel kaambalil yo'osal preciso yóok'ol tuláakal le parámetros u procesamiento importantes, bey amplitud ti', k'iin /ken, yaan tu energía (Ws leti' mL), presión yéetel temperatura. Establecer le parámetros ultrasónicos óptimos ku ts'aik bix u resultado le máximo rendimiento, calidad yéetel eficiencia tuláakal.
Bix promueve u ultrasonidos le exfoliación grafeno
Ka le ondas ultrasonido ka'anal potencia acoplan jump'éel luuk' juuch'bil grafito yéetel ja' wa je'el disolvente, le muuk' sonomecánicas bey le cizalladura ka'anal, le turbulencias intensas yéetel le diferenciales u ka'anal presión yéetel temperatura crean condiciones intensidad energética. Táan a condiciones intensidad energética le u resultado le Uláak ba'al le cavitación acústica. Xook asab yóok'ol cavitación ultrasónica waye'!
Le ultrasonido potencia Revolución le expansión le tuunicha' grafito, ts'o'ok u le fluidos presionan ichil le capas grafeno, le máako'oba' ku religioso le grafito. Le muuk' u cizallación ultrasónicas delaminan le' individuales grafeno yéetel le dispersan bey escamas grafeno ti' le solución. Tia'al estabilidad chowak plazo grafeno ich ja', k'a'abet jump'éel tensioactivo.
Mechnismo le exfoliación ultrasónica ti' fase u líquida le exfoliación yéetel grafeno.
Xook yéetel wíimbala' Tyurnina et ti' le., 2021.
Ultrasonicadores ka'anal rendimiento utia'al u exfoliación grafeno
Le yáantajo'ob inteligentes ti' le ultrasonicadores Hielscher u diseñadas utia'al u garantizar jump'éel funcionamiento fiable, resultados reproducibles yéetel facilidad búukinta'al. Le ajustes operativos ku páajtal tsáabaltio'ob áantaj yéetel marcar uchik ti' jump'éel menú intuitivo, le tu u páajtal tsáabaltio'ob áantaj ti' le pantalla táctil ti' boonil digital yéetel le kaambalil yo'osal 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 Ultrasonics Hielscher ku utilizan way yóok'ol kaabe' utia'al u fabricación láminas grafeno u ka'anal calidad yéetel óxidos grafeno. Le ultrasonicadores industriales Hielscher páajtal meyaj uchik yéetel altas amplitudes ti' funcionamiento continuo (24 leti' 7 leti' 365). Le amplitudes tak 200μm ku páajtal generar uchik continuamente yéetel sonotrodos estándar (sondas ultrasónicas leti' bak yéetel cascatrodesTm). Utia'al amplitudes láayli' asab altas, sonotrodos ultrasónicos u personalizados u disponibles. 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 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 discutir u tuukula' fabricación grafeno! K máaxo'ob ma'alob experimentado yéetel encantado ti' ts'aiko'on a wojeltik yóok'ol le tuukula' exfoliación, sistemas ultrasónicos yéetel tojol!
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!
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
- 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.
Hechos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Grafeno
Grafeno le jump'éel monocapa sp2-consolidado átomos chúuk. Grafeno k'u'ubul yáantajo'ob únicas ti' le xooko'obo' bey jump'éel extraordinaria superficie específica nojoch (2620 m2g-1), propiedades mecánicas superiores yéetel xook Young u 1 TPa yéetel intrínseca muuk' 130 GPa, jump'éel altísima conductividad electrónica (movilidad u electrón temperatura 2,5 × 105 cm2 V.-1Guatemala mina'an u yotocho'ob-1), conductividad térmica jach ka'anal (por encima de 3000 W m k'uj-1), ichil le propiedades asab importantes. Debido a u propiedades u xooko'obo' superiores, grafeno ku meyajtiko'ob pesadamente ti' le ma'alo'ob ka producción u baterías u ka'anal rendimiento, celdas ti' combustible, células solares, supercapacitor, almacenamiento hidrógeno, escudos electromagnéticos yéetel dispositivos electrónicos. Ku ts'o'okole', grafeno ka ts'aik ti' ya'ab nanocomposites yéetel materiales compuestos bey aditivo, je'ebix, ti' polímeros, cerámicas yéetel matrices metálicas u refuerzo. Debido a u ka'anal conductividad, le grafeno jach jump'éel componente k'a'abéet u pinturas conductoras yéetel tintas.
Le séeba'an yéetel yantio'ob ultrasónica wa u yilik le grafeno defectos tu nukuch volúmenes ti' bajos Baajux Cha' waaj a kóochkinsike'ex le aplicaciones u grafeno u asab yéetel asab industrias.
Grafeno le jump'éel capa jump'éel átomo espesor carbono, u páajtal u descrito bey juntúul ba'ax 2D wa u tin juunal capa grafeno (tin juunal capa grafeno = SLG). Graphene yaan ti' jump'éel extraordinario nojoch superficie específica yéetel propiedades mecánicas superiores (xook Young 1 TPa yéetel u intrínseca muuk' 130 GPa), k'u'ubul nuxi' conductividad electrónica yéetel térmica, movilidad portador kuuch, transparencia yéetel impermeable ti' le gases. Debido a a yáantajo'ob le, le grafeno ku meyajtiko'ob bey refuerzo aditivo ka u ts'áaj compuestos ti' u resistencia, conductividad, etcetera. Utia'al u combinar le yáantajo'ob ti' le grafeno yéetel uláak' materiales, grafeno k'a'ana'an dispersar ti' le compuesto wa ku aplica bey juntúul capa 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 ultrasonicador laboratorio compacto yóok'ol kúuchilo'ob sobremesa tak sistemas ultrasónicos jaatsatako'ob industriales.