Name: סינתזה של גרפילואידים עם הפצות בגודל של פתיתים שאינם בשליטה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 32 s
Description: למדו שיטת סינתזה לננו-נוזלי גרפן עם שליטה בהפצת גודל הפתיתים באמצעות תהליכי קילוף וצנטריפוגה. שיטה זו מאפשרת למדענים לייעל תכונות חומרים ליישומים בננוטכנולוגיה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכת על ידי הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (גרנט No. 21776095), מדעי גואנגג'ואו וטכנולוגיה מפתח תוכנית (גרנט No. 201804020048), ו גואנג-דונג המעבדה לטכנולוגיה אנרגיה נקייה (גרנט No. 060301002). אנו מודים LetPub (www.letpub.com) על הסיוע הלשוני שלה במהלך הכנת כתב היד הזה.

1. קילוף גרפיט בשלב נוזלי
<ol><li>הכנת ריאגנטים<ol>
<li>בבקבוקון יבש שטוח לגמרי, להוסיף 20 גרם של אלכוהול פוליוויניל (PVA), ולאחר מכן להוסיף 1,000 mL של מים מזוקקים. הערה: אם ההשעיה לא טופלה לשביעות רצון, ניתן היה לחזור על השלב כדי לקבל השעיה נוספת.</li>
		<li>מערבולת עדינה של הבקבוקון עד שpva מתמוסס לחלוטין. התראה: PVA מזיק לבני אדם; לכן, יש להשתמש בכפפות מגן ומסכות כירורגיות.</li>
		<li>הוסף 50 גרם של אבקת גרפיט לבקבוקון התחתון שטוח, ומערבולת בעדינות את הבקבוקון עד אבקת גרפיט במלואו מפזר ההשעיה.</li>
		<li>העברת 500 mL של ההשעיה שהתקבל לגביע 500 mL.</li>
		<li>מניחים את הגביע תחת מערבל הטיה, מיקום הגביע ליד מרכז כלי ערבוב כדי למנוע היווצרות של מערבולת. הערה: כל הריאגנטים הכימי משמש כיתה אנליטית.</li>
	</ol>
</li>
	<li>התקנת ציוד<ol>
<li>הנמך את ראש הערבוב למיקומו הנמוך ביותר (30 מ"מ מהמטוס הבסיסי).</li>
		<li>לעשות אמבט מים על ידי מילוי כימית 5,000 mL עם טמפרטורת החדר (25 ° c) מים ולמקם 500 mL הגביע באמבטיה. . להחליף את המים כל 30 דקות</li>
	</ol>
</li>
	<li>קילוף עור<ol>
<li>להתחיל את המיקסר ולהגדיל את המהירות בהדרגה כדי 4,500 rpm; לערבב במהירות זו עבור 120 דקות.</li>
		<li>בצע את הקילוף חמש פעמים חמש פעמים מראש: 40 דקות, 60 דקות, 80 דקות, 100 min, ו-120 min. זמן ערבוב קובע את הגבול התחתון של גודל הרוחב של הגרפן nanoflakes.</li>
		<li>לאסוף את השעיות אחרי כל הקילוף. כל שלב הקילוף יפיק מתלה 500 mL. התווית כל השעיה עם זמן הקילוף לטיפול נוסף.</li>
		<li>צנטריפוגה את ההשעיה שנאסף ב 140 x g עבור 45 דקות כדי להסיר את הגרפיט ללא הפילינג.</li>
		<li>לאסוף את העליון 80% של supernatant מכל צינורית צנטריפוגה עבור צעד צנטריפוגה נוסף.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. צנטריפוגה
<ol><li>צנטריפוגה את ההשעיה שהתקבל ב 8,951 x g עבור 45 דקות.</li>
	<li>אסוף את 50 העליון של הסופרנטנט בשפופרת הצנטריפוגה, ותייג את המדגם במספר.</li>
	<li>מחזר את המשקע בתחתית שפופרת הצנטריפוגה משלב 2.2. להוסיף את PVA/מים מגיב מוכן בשלב 1.1.1 המשקעים ולטלטל את הצינור במרץ ביד עד המשקע הוא התפזרו היטב ההשעיה.</li>
	<li>צנטריפוגה את ההשעיה ב 8,951 x g עבור 45 דקות; לאסוף את 80 העליון% עבור מדידות נוספות.</li>
	<li>חזור על הצעד הנ ל צנטריפוגה ארבע פעמים עם ארבע מהירויות צנטריפוגה שונות: 5,035 x g, 2,238 x g, 560 x g, ו 140 x g. מהירות צנטריפוגה קובע את מגבלת הגודל העליון לרוחב של nanoflakes גראפן. הערה: ניתן להשהות את הפרוטוקול כאן.</li>
</ol>3. מדידות הריכוז של הננו כתוצאה
<ol><li>להשיג ספקטרום ספיגת באורך גל של 660 ננומטר באמצעות אולטרה סגול-גלוי (UV-Vis) ספקטרוסקופיית.<ol>
<li>השתמש בפתרון PVA/water המוכן בשלב 1.1.1 כדי לכייל ספקטרומטר UV-Vis; הגדר את ריכוזי ה-PVA/מים ל-0%.</li>
		<li>הוסף את PVA/מים ההשעיה לתא נקי יבש לדוגמה עם אורך הנתיב של 10 מ"מ ולקבל בדיקה באמצעות תוכנת היצרן. לחץ על לחצן השג כדי לקבל את גרף תוצאות המדידה ולשמור את התוצאות.</li>
		<li>חזור על שלב 3.1.2 עבור כל אחד מהדגימות השונות שהוכנו בשלב 2.5. הערה: יש לנקות את התא לדוגמה בזהירות עם מים מזוקקים ולהתייבש לפני השימוש בכל פעם.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לקבוע את משקל הגראפן בהשעיה המתקבלת.<ol>
<li>מסנן ואקום 100 mL ההשעיה לדוגמה באמצעות קרום ניילון עם גודל נקבובית של 0.2 μm.</li>
		<li>לשטוף את הסרט קרום עם כ 1,000 מ ל של מים; חזור על שלב זה שלוש פעמים עד שכל המוצקים נשטפים מהקרום.</li>
		<li>לקבוע את מסת המים שטף עם דיוק גבוהה מיקרו מאזן כדי להשיג את המשקל של המוצקים ב 100 mL ההשעיה. הערה: המשקולות כוללות הן את המשקל של משקל הננו והפולימרים של PVA.</li>
		<li>לנתח את המים עם ניתוח תרמוגרבימטרי (TGA)18 כדי לקבוע את ריכוז pva.</li>
		<li>חשב את ערכי מקדם ההשמדה הממוצע של מערכת ה-PVA שיוצב: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59740/59740equ01.jpg"> כאשר הספיגה נמדדת ב-660 ננומטר באמצעות ספקטרוסקופיית UV-Vis, ואני הוא אורך הדרך שנסע על ידי אור uv במהלך המדידה; מערכת היחסים בין הספיגה והריכוז הגראפן CG הוא ליניארי. מקדם ההכחדה ε הוא השיפוע של העיקול המותווה עבור הספיגה A כפונקציה של הריכוז הגראפן CG. כאשר מקדם ההכחדה ε נקבע, ג ' י יכול להיקבע על ידי ספיגה A.
</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. התאמת הריכוז של הננו-לואידים הנובעים
<ol><li>ואקום-לסנן את השעיות באמצעות קרום ניילון עם גודל נקבובית של 0.2 μm.</li>
	<li>מייבשים את הקרום בטמפרטורת החדר במשך יותר מ -12 שעות.</li>
	<li>לאחר מכן, לשטוף את הסרט עם מים מוכי חם.</li>
	<li>יבש את המים האלה מתחת ואקום עבור 24 שעות כדי להשיג את הננו-מצעים הגראפן. הערה: קצב הייצור של הגראפן הוא כ 1 מ"ג/mL. אם הריכוז הרצוי נמוך יותר מאשר זה, אז קל להשיג אותו רק על ידי הוספת PVA/מים. אם הריכוז הרצוי גבוה מ-1%, התהליך הייבוש הוא הכרחי. כאן, אנו מדגימים מצב עם הריכוז הרצוי של 2%.</li>
	<li>מוסיפים את התמיסה PVA/מים או את הננו-לוחות כדי לכוונן את הריכוז.</li>
	<li>אם הריכוז הרצוי הוא פחות מקצב הייצור, להוסיף את הפתרון PVA/מים מוכן בשלב 1.1.1 כדי לקבל את הריכוז הרצוי.</li>
</ol>5. מדידת גודל הפצות עם פיזור אור דינאמי
<ol><li>הפעל את מנתח ננו-חלקיק ולהתאים את הגלאי לתווית C. מניחים את ההשעיה לדוגמה בלוח הבדיקה.</li>
	<li>פתח את תוכנת חלון הבקרה של התוכנה.</li>
	<li>לחץ על ריבוע שאינו מוגבל לפחות שלילי: מעבר מרובה בתפריט.</li>
	<li>הגדר את הזמן שחלף ל-2 דקות.</li>
	<li>לבחור מים כסוג הממס.</li>
	<li>לשנות את קוטר הגלאי כדי 100 ננומטר.</li>
	<li>לחץ על לחצן הבדיקה כדי לקבל את הבדיקה ולשמור את התוצאות.</li>
	<li>חזור על שלבים 5.1-5.7 עבור כל אחד מהדגימות שהוכנו לאחר שלב 4.</li>
</ol>

<ol><li>Sadeghinezhad, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comprehensive+review+on+graphene+nanofluids%3A+Recent+research%2C+development+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Conversion+and+Management%22%5BJournal%5D)">A comprehensive review on graphene nanofluids: Recent research, development and applications.</a> Energy Conversion and Management. 111, 466-487 (2016).</li>
<li>Wang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+Efficient+Production+of+Graphene+by+an+Ultrasound+Coupled+with+a+Shear+Mixer+in+Supercritical+CO2%5BTitle%5D)+AND+%22Industrial+%26+Engineering+Chemistry+Research%22%5BJournal%5D)">Highly Efficient Production of Graphene by an Ultrasound Coupled with a Shear Mixer in Supercritical CO2.</a> Industrial & Engineering Chemistry Research. 57 (49), 16701-16708 (2018).</li>
<li>Cao, H. Y., Guo, Z. X., Xiang, H., Gong, X. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Layer+and+size+dependence+of+thermal+conductivity+in+multilayer+graphene+nanoribbons%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+Letters+A%22%5BJournal%5D)">Layer and size dependence of thermal conductivity in multilayer graphene nanoribbons.</a> Physics Letters A. 376 (4), 525-528 (2012).</li>
<li>Yang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+adjustment+of+the+graphene+work+function+via+size%2C+modification%2C+defects%2C+and+doping%3A+a+first-principle+theory+study%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Design and adjustment of the graphene work function via size, modification, defects, and doping: a first-principle theory study.</a> Nanoscale Research Letters. 12, (2017).</li>
<li>Khan, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+selection+of+dispersed%2C+exfoliated+graphene+flakes+by+controlled+centrifugation%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Size selection of dispersed, exfoliated graphene flakes by controlled centrifugation.</a> Carbon. 50 (2), 470-475 (2012).</li>
<li>Smith, R. J., King, P. J., Wirtz, C., Duesberg, G. S., Coleman, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateral+size+selection+of+surfactant-stabilised+graphene+flakes+using+size+exclusion+chromatography%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Lateral size selection of surfactant-stabilised graphene flakes using size exclusion chromatography.</a> Chemical Physics Letters. 531, 169-172 (2012).</li>
<li>Galvin, K. P., Pratten, S. J., Nicol, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dense+medium+separation+using+a+teetered+bed+separator%5BTitle%5D)+AND+%22Minerals+Engineering%22%5BJournal%5D)">Dense medium separation using a teetered bed separator.</a> Minerals Engineering. 12 (9), 1059-1081 (1999).</li>
<li>Cai, C. J., Sang, N. N., Shen, Z. G., Zhao, X. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+and+size-controllable+preparation+of+graphene+oxide+nanosheets+using+high+shear+method+and+ultrasonic+method%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Nanoscience%22%5BJournal%5D)">Facile and size-controllable preparation of graphene oxide nanosheets using high shear method and ultrasonic method.</a> Journal of Experimental Nanoscience. 12 (1), 247-262 (2017).</li>
<li>Chen, L. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oriented+graphene+nanoribbons+embedded+in+hexagonal+boron+nitride+trenches%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Oriented graphene nanoribbons embedded in hexagonal boron nitride trenches.</a> Nature Communications. 8, (2017).</li>
<li>Fan, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controllable+size-selective+method+to+prepare+graphene+quantum+dots+from+graphene+oxide%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Controllable size-selective method to prepare graphene quantum dots from graphene oxide.</a> Nanoscale Research Letters. 10, 1-8 (2015).</li>
<li>Oikonomou, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalable+bottom-up+assembly+of+suspended+carbon+nanotube+and+graphene+devices+by+dielectrophoresis%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+Status+Solidi-Rapid+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Scalable bottom-up assembly of suspended carbon nanotube and graphene devices by dielectrophoresis.</a> Physica Status Solidi-Rapid Research Letters. 9 (9), 539-543 (2015).</li>
<li>Liu, Y., Zhang, D., Pang, S. W., Liu, Y. Y., Shang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+separation+of+graphene+oxide+using+preparative+free-flow+electrophoresis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Separation+Science%22%5BJournal%5D)">Size separation of graphene oxide using preparative free-flow electrophoresis.</a> Journal of Separation Science. 38 (1), 157-163 (2015).</li>
<li>Cui, C. N., Huang, J. T., Huang, J. H., Chen, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+separation+of+mechanically+exfoliated+graphene+sheets+by+electrophoresis%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Size separation of mechanically exfoliated graphene sheets by electrophoresis.</a> Electrochimica Acta. 258, 793-799 (2017).</li>
<li>Sun, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-yield+exfoliation+of+graphite+in+acrylate+polymers%3A+A+stable+few-layer+graphene+nanofluid+with+enhanced+thermal+conductivity%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">High-yield exfoliation of graphite in acrylate polymers: A stable few-layer graphene nanofluid with enhanced thermal conductivity.</a> Carbon. 64, 288-294 (2013).</li>
<li>Sun, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amine-based+solvents+for+exfoliating+graphite+to+graphene+outperform+the+dispersing+capacity+of+N-methyl-pyrrolidone+and+surfactants%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Amine-based solvents for exfoliating graphite to graphene outperform the dispersing capacity of N-methyl-pyrrolidone and surfactants.</a> Chemical Communications. 50 (72), 10382-10385 (2014).</li>
<li>Du, B. L., Jian, Q. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+controllable+synthesis+of+graphene+water+nanofluid+with+enhanced+stability%5BTitle%5D)+AND+%22Fullerenes+Nanotubes+and+Carbon+Nanostructures%22%5BJournal%5D)">Size controllable synthesis of graphene water nanofluid with enhanced stability.</a> Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures. 27 (1), 87-96 (2019).</li>
<li>Tao, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalable+exfoliation+and+dispersion+of+two-dimensional+materials+-+an+update%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Scalable exfoliation and dispersion of two-dimensional materials - an update.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 19 (2), 921-960 (2017).</li>
<li>Phiri, J., Gane, P., Maloney, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-concentration+shear-exfoliated+colloidal+dispersion+of+surfactant-polymer-stabilized+few-layer+graphene+sheets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">High-concentration shear-exfoliated colloidal dispersion of surfactant-polymer-stabilized few-layer graphene sheets.</a> Journal of Materials Science. 52 (13), 8321-8337 (2017).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

יש לנו הציע מתודולוגיה עבור סינתזה הננו nanofluids עם הפצות לשליטה בגודל פתיתים. השיטה משלבת שתי הליכים: קילוף וצנטריפוגה. הקילוף שולטת בגודל נמוך יותר של חלקיקי חלקיקים, ו צנטריפוגה שולטת הגבול בגודל העליון של חלקיקי חלקיקים.
למרות שאנו המועסקים קילוף בשלב נוזלי של גרפיט כדי לייצר חלקיקים גראפן, השינויים הבאים בפרוטוקול צריך להיחשב. פרמטרים נוספים קילוף (למשל, מהירות רוטור, ריכוז גרפיט, ואת השימוש של אחרים משתמשים) צריך להיחשב כדי לקבל את הגבול בגודל נמוך יותר של ננו-מצעים הגראפן. במהלך צנטרי...

שיטות מסורתיות משמש לסנתז nanofluids לעתים קרובות להשתמש sonication לפזר אבקת גראפן1 ב נוזלים, ו sonication הוכח לשנות את התפלגות גודל של חלקיקים גראפן2. מאז מוליכות תרמית של גראפן תלוי באורך הפתיתים3,4, סינתזה של גראפן nanofluids עם הפצות לשליטה בגודל פתיתים הוא חיוני ליישומי העברת חום. צנטריפוגה מבוקרת הוחל בהצלחה על התכשיר הנוזלי למריחה על הפחת כדי להפריד בין השבולים לשברים בגדלים שונים של פתיתים מסוגים5,6. מהירויות מסופים שונות המשמשות בצנטריפוגה להוביל לגדלים קריטיים שונים של חלקיקים7. מהירות מסוף יכול לשמש כדי לחסל את חלקיקי גראפן גדול8.
לאחרונה, שיטות לשליטה בגודל המשמש לסנתז גראפן באמצעות קילוף שלב נוזלי הוכנסו כדי להתגבר על הבעיות הבסיסיות נתקל שיטות קונבנציונאלי9,10,11, 12,13. קילוף שלב נוזלי של גרפיט הוכח להיות דרך יעילה לייצר השעיות גראפן14,15,16, ואת המנגנון הבסיסי מראה כי הפרמטרים התהליך קשורים ה המגבלות הנמוכות יותר של הפצות גראפן חלקיקים בגודל. הננו-מזהים הגראפן היו מסונתז על ידי קילוף נוזלי של הגרפיט בעזרת חומרים מסורמים17. בעוד המגבלות הנמוכות יותר של התפלגות הננו-חלקיק בגודל גראפן יכול להיות נשלט על ידי התאמת הפרמטרים במהלך קילוף, פחות תשומת לב משולם למגבלות העליונות של התפלגות ננו-חלקיק בגודל גראפן.
המטרה של עבודה זו היא לפתח פרוטוקול שניתן להשתמש בו כדי לסנתז את הננו-מזהי הגראפן עם הפצות בגודל הפתיתים הניתנים לשליטה. בגלל הקילוף הוא אחראי רק בגודל נמוך יותר של nanoflakes הנוצרים וכתוצאה מכך, צנטריפוגה נוספים מוצגת כדי לשלוט על מגבלת הגודל העליון של הננו-האגמים המתקבלים. עם זאת, השיטה המוצעת אינה ספציפית ל-גראפן ויכולה להיות מתאימה לכל תרכובות שכבות אחרות שאינן יכולות להיות מסונתז בשיטות מסורתיות.

<table><tbody><tr><td></td><td>סין ג'יאנגסו מינגטאי ציוד חינוך ושות', בע"מ</td><td>500 מ"ל</td><td></td></tr><tr><td></td><td>סין ג'יאנגסו מינגטאי ציוד חינוך ושות', בע"מ</td><td>5000 מ"ל</td><td></td></tr><tr><td>מים דה-יונים</td><td>גואנגג'ואו Yafei ציוד לטיפול במים ושות', בע"מ</td><td></td><td>איזון אלקטרוני בדרגה אנליטית</td></tr><tr><td></td><td>שנחאי פוצ'ון ושות', בע"מ</td><td>JEa10001</td><td></td></tr><tr><td>קרום מסנן</td><td>סין טיאנג'ין Jinteng ניסוי ציוד ושות', בע"מ</td><td>0.2 מיקרון</td><td></td></tr><tr><td>אבקת גרפיט</td><td>טיאנג'ין Dengke מגיב כימי ושות', בע"מ</td><td></td> כפפות יד <td>בדרגה אנליטית</td></tr><tr><td></td><td>סין ג'יאנגסו מינגטאי ציוד חינוך ושות', בע"מ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מערבל גזירה מעבדה</td><td>שנחאי דגימה ומפעל דגם</td><td>jrj-300</td><td></td></tr><tr><td>בקבוק תחתון שטוח צוואר ארוך</td><td>סין ג'יאנגסו מינגטאי ציוד חינוך ושות', בע"מ</td><td>1000 מ"ל</td><td></td></tr><tr><td>מנתח ננו-חלקיקים</td><td>HORIBA, Ltd.</td><td>SZ-100Z</td><td></td></tr><tr><td>PVA</td><td>שנחאי Yingjia פיתוח תעשייתי ושות', בע"מ</td><td>1788</td><td></td></tr><tr><td>ספקטרופוטומטר רמאן</td> בדרגה אנליטית <td>HORIBA, Ltd.</td><td>Horiba LabRam 2</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סורק</td><td>Zeiss Co., Ltd.</td><td>LEO1530VP</td><td>מסכה</td></tr><tr><td>כירורגית</td> SEM <td>סין ג'יאנגסו מינגטאי ציוד חינוך ושות', בע"מ</td>לשימוש <td></td><td>חד פעמי</td></tr><tr><td>מנתח גרבימטרי תרמי</td><td>גרמני NETZSCH ושות', בע"מ</td><td>NETZSCH TG 209 F1 ליברה</td><td>TGA ניתוח</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים שידור</td> יפן <td>אלקטרונים אופטיקה מעבדה ושות', בע"מ</td><td>JEM-1400plus</td><td>TEM</td></tr><tr><td>UV-Vis ספקטרופוטומטר</td><td>Agilent Technologies, Inc.+BB2:B18</td><td>Varian Cary 60</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4">נסה את עורך ה-HTML המקוון המקצועי</td></tr></tbody></table>

סינתזה של גרפילואידים עם הפצות בגודל של פתיתים שאינם בשליטה

Synthesis of Graphene Nanofluids with Controllable Flake Size Distributions

שיטה לסינתזה ננו-מזהים עם הפצות בגודל פתיתים בשליטה מוצגת. Nanoflakes גראפן ניתן להשיג על ידי קילוף גרפיט בשלב נוזלי, ואת הזמן הקילוף משמש כדי לשלוט במגבלות הנמוכות של הפצות הגראפן nanoflakes גודל. צנטריפוגה משמש בהצלחה לשליטה במגבלות העליונות של הפצות הננו-חלקיק גודל. המטרה של עבודה זו היא לשלב קילוף וצנטריפוגה כדי לשלוט על הפצות הגראפן nanoflake גודל ההפצות הנובעות.

קיומו של הננו-מצעים של גראפן יכול להיות מאומת על ידי טכניקות מאפיינים שונים. איור 1 מציג את תוצאות מדידת UV-Vis עבור הפצות שונות בגודל פתיתים המיוצרים על ידי הפרוטוקול הנ ל. שיא ספיגת הספקטרום המתקבל באורך גל של 270 ננומטר היא עדות לפתיתי הגראפן. ספיגה שונה מתאימה לריכוזים שונים. הספיגה הנמוכה ביותר נצפתה מתאימה למהירות הצנטריפוגה הגבוהה ביותר. הספקטרום מאשר בתוקף. שגרפן קיים
הלהקה D ואת הלהקה 2D של ספקטרוסקופיית ראמאן יכול לשמש כדי לקבוע את עובי הפתיתים של nanofl...

שיטה לסינתזה ננו-מזהים עם הפצות בגודל פתיתים בשליטה מוצגת.

A method for synthesizing graphene nanofluids with controllable flake size distributions is presented. Graphene nanoflakes can be obtained by the ...

השיטה המוצעת משתמשת בתהליך פילינג ותהליך צנטריפוגה כדי לשלוט בגבולות התחתונים ובמגבלות העליונות של הפצות גודל של השעיית גרפים וכתוצאה מכך בנפרד. היתרון העיקרי של השיטה המוצעת הוא שהתפלגות הגודל הסופי ניתנת לשליטה על ידי התאמת פרמטרי התהליך של שלב פילינג וצעד הצנטריפוגה. בבקבוקון תחתון יבש, נקי ושטוח, מוסיפים 20 גרם של PVA, ולאחר מכן מוסיפים 1000 מיליליטר של מים מזוקקים.מערבבים בעדינות את הבקבוק עד שה-PVA מתמוסס במלואו. לאחר מכן מוסיפים 50 גרם של אבקת גרפיט לבקבוק התחתון השטוח ומערבבים בעדינות את הבקבוק עד שאבקת הגרפיט מתפזרת במלואה בהשעיה. העבר 500 מיליליטר של ההשעיה וכתוצאה מכך ל-500 מיליליטר.מניחים את המזווה מתחת למיקסר גלימה, ממקם את המזווה ליד מרכז כלי הערבוב כדי למנוע היווצרות של מערבולת. מנמיכים את ראש הערבוב למיקום הנמוך ביותר שלו, 30 מילימטרים ממטוס הבסיס. לאחר מכן, הכינו אמבט מים על ידי מילוי מקור 5000 מיליליטר עם מי טמפרטורת החדר, והצב את הסקלר 500 מיליליטר באמבטיה.הפעל את המיקסר והגדל את המהירות בהדרגה ל- 4, 500 סל"ד. מערבבים במהירות זו במשך 120 דקות. לשנות את המים כל 30 דקות.בצע שלב פילינג זה חמש פעמים נוספות עם משך שונה. זמן הערבוב קובע את מגבלת הגודל האתי התחתון של הננו-פתיתי גרפן. לאסוף את 500 מיליליטר שנוצר השעיות לאחר כל שלב פילינג.סמן כל השעיה עם זמן exfolation, ו צנטריפוגה ההשעיה שנאספה ב 140 פעמים g במשך 45 דקות. כדי להסיר את גרפיט שלא נאכל, השתמש פיפטה כדי לאסוף את העליון 80% של supernatant מכל צינור צנטריפוגה עבור צנטריפוגה נוספת. צנטריפוגה ההשעיה supernatant מצעד הצנטריפוגה האחרון ב 8, 951 פעמים g במשך 45 דקות.לאסוף את 50% העליונים של supernatant בצינור צנטריפוגה, ולתייג את המדגם עם מספר. לאחר מכן, כדי למחזר את המעים בתחתית צינור הצנטריפוגה, להוסיף 50 מיליליטר של reagent מים PVA שהוכן בעבר למעים, ולנער את הצינור במרץ ביד עד המעים מפוזרים היטב בהשעיה. צנטריפוגה ההשעיה ב 8, 951 פעמים g במשך 45 דקות.אסוף את ה- 80% העליונים עבור מדידות נוספות. חזור על שלב הצנטריפוגה עבור גלולה ארבע פעמים נוספות עם ארבע מהירויות צנטריפוגה שונות. מהירות הצנטריפוגה קובעת את מגבלת הגודל הרוחבי העליון של הננו-פתיתי גרפן.עכשיו, הכינו את הספקטרוסקופיה האולטרה סגולה הנראית לעין. עם פתרון המים PVA שהוכן בעבר בתא מדגם יבש ונקי, לכייל את הספקטרומטר הנראה אולטרה סגול, הגדרת ריכוזי המים PVA ל 0%Then, להוסיף את ההתפוגה במים PVA לאחר צנטריפוגה לתא מדגם יבש ונקי, עם אורך נתיב של 10 מילימטרים, ולקבל קריאה באמצעות תוכנת היצרן. לחצו על הלחצן 'השג' כדי לקבל את גרף תוצאות המדידה ולשמור את התוצאות.לאחר מכן, כדי לקבוע את משקל גרפן, ואקום לסנן את ההשעיה מדגם באמצעות קרום ניילון עם גודל נקבובית של 0.2 מיקרון. להשיג את הסרט קרום, ולשטוף עם כ 200 מיליליטר של מים לתוך מקור. חזור על לשטוף שלוש פעמים, עד שכל המוצקים נשטפים מן הממברנה.לקבוע את מסת המים שטף עם מיקרו-איזון דיוק גבוה כדי לקבל את המשקל של מוצקים. שוב, ואקום לסנן את מתלי המים באמצעות קרום ניילון עם גודל נקבובית של 0.2 מיקרון. להשיג את הממברנה, ולייבש אותו בטמפרטורת החדר במשך 12 שעות.לאחר מכן, לשטוף את הסרט עם 200 מיליליטר של מים deionized לתוך מקור. אם הריכוז הרצוי הוא פחות מקצב הייצור במיליגרם אחד למיליליטר, להוסיף את פתרון המים PVA מוכן כדי להשיג את הריכוז הרצוי. אם הריכוז הרצוי גבוה מ-1% יבש המים deionized תחת ואקום במייבש במשך 24 שעות כדי להשיג את nanosheets גרפן.בפרוטוקול זה, המדידה האולטרה סגולה הנראית לעין של התפלגויות גודל הפתיתים השונות מראה את שיא ספיגת הספקטרום שהושג באורך גל של 270 ננומטר, המציין את הראיות של פתיתי גרפן. השעיה עם ריכוז שונה יש ספיגת 660 ננומטר שונה. רצועת D ורצועה דו-ממדית של ספקטרוסקופיית אמן קובעת את עובי הפתיתים של הננו-פתיתי גרפן.רצועת D של הספקטרום Raman, אשר קשורה אטומי פחמן גרפן sp3, מבחין בין גרפיט הראשונית ואת ננו פתיתי גרפן. עוצמת פס D נמוכה מציינת את ננו-גליונות גרפן ללא פגמים. התפלגות גודל ייחודית נצפתה עבור ההשעיה וכתוצאה מכך, מוכן באמצעות מהירויות צנטריפוגה שונות.הן מיקרוסקופ אלקטרוני השידור והן מיקרוסקופ אלקטרונים הסריקה מראים כי גרפן הופק, ואת פילינג היה מוצלח. עם זאת, צעד הצנטריפוגה עבד רק על חלקיקים עם קטרים ממוצעים גדולים מ -1000 ננומטר. יש לקבוע מראש את הקשר בין הגבולות העליונים של הפצות גודל עם מהירות צנטריפוגה.מכיוון שהגודל אינו משפיע על השיטה המוצעת, ניתן לתפעל את יעילות העברת החום בתנאים כמו יישומי קישוריות, הסעה והעברה מסוימים במרכז. פולימר PVA מזיק לאדם. מסכת פנים וכפפות יש להשתמש כדי להגן על המפעיל.

synthesis-graphene-nanofluids-with-controllable-flake-size

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

פריקה קשת anodic היא אחת השיטות הכי פרקטי ויעיל לסנתז ננו פחמן שונים. כדי להגדיל את controllability קשת וגמישות, שדה מגנטי לא אחידה הוצג תהליך הסינתזה צעד אחד בקנה מידה גדול פתיתי גראפן צינורות פחמן הטוהר גבוהה אחת חומה.

סינתזה סימולטני של יחיד חומה פחמן ו גרפן פלזמה ארק מגנטית מוגברת

מכשירי Millifluidic מנוצלים לסינתזה מבוקרת של ננו, ניתוח של מנגנוני תגובה וזרימת קטליזה המתמשכת זמן נפתר.

Millifluidics לסינתזה כימית וזמן נפתר מכניסטית לימודים

שיטת וידאו זו מתארת סינתזה של שטח פנים גבוה, חומרים מונוליטיים מבוססי גרפן תלת מימדיים שמקורם במבשרי פולימרים כמו גם תחמוצת גרפן בשכבה אחת.

סינתזה וFunctionalization של חומרים ננו-גרפן 3D: הרכבות מאקרו Aerogels גראפן וגראפן

פרוטוקול עבור הקילוף הנוזלי של חומרים שכבתיים nanosheets, מבחר גודלם מדידת גודל על ידי טכניקות מיקרוסקופיות ספקטרוסקופיות מוצג.

הכנת Nanosheets Dichalcogenide מתכות מעבר נוזלי-מודבק עם גודל מבוקרת עובי: מדינה לפרוטוקול אמנות

מאמר זה מתאר תהליך עבור כוונון הצפיפות crosslinking ובגודל של covalently תפור חלקיקים מן ליניארית אחרים-פולימרים וסופולימרים המכיל פונקציונליות תליון. על-ידי התאמת הפרמטרים סינתזה (משקל מולקולרי פולימר, תליון פונקציונליות התאגדות, ושווי crosslinker), צפיפות crosslinking ובגודל הרצויים ננו-חלקיק יכולה להיות מושגת ליישומים משלוח סמים.

Nanosponge Tunability ב גודל וצפיפות Crosslinking

פרוטוקול זה פרטים טכניקה ננו-ייצור חדשניים יכול לשמש כדי להפוך סרטים nanoparticle לשליטה וניתנים מעל אזורים גדולים על בסיס הרכבה עצמית של dewetting של סרטי מתכת רצ'ט.

שטח גדול Nanofabrication מבוססת על המצע של חלקיקי זהב לשליטה, להתאמה אישית באמצעות Dewetting רצ'ט

עבור סינתזה רציפה, מדרגי של nanocomposites נובל-מתכת מבוססי, כור photocatalytic הרומן מפותח, שלה מבנה, עקרונות פעולה, מוצר באיכות אופטימיזציה אסטרטגיות מתוארים.

כור זרימה רציפה Photocatalytic לתצהיר בדיוק מבוקרת של חלקיקים מתכתיים

שילוב של תמיסה וסינתזה בסיוע פני השטח פותח כיוונים חדשים בסינתזה המדויקת מבחינה אטומית של ננו-מבנים. מיקרוסקופ מנהור סורק (STM) בתוספת מיקרוסקופ כוח אטומי ללא מגע (nc-AFM) מאפשר אפיון מפורט של ננו-עצמים מבוססי פחמן שתוכננו ונוצרו לאחרונה.

הדמיה מיקרוסקופית של ננוגרפים נקבוביים מסונתזים באמצעות שילוב של תמיסה וכימיה על פני השטח

אנו מדווחים על סינתזה הידרותרמית של סיר אחד של אשכולות פריט מנגן (MFCs) המציע שליטה עצמאית על ממד החומר והרכב. הפרדה מגנטית מאפשרת טיהור מהיר בעוד פונקציונליזציה פני השטח באמצעות פולימרים גופרתיים מבטיח החומרים אינם צבירה במדיום רלוונטי ביולוגית. המוצרים המתקבלים ממוקמים היטב עבור יישומים ביו-רפואיים.

מתלים מימיים יציבים של אשכולות פריט מנגן עם ממד ננומטרי טונה והרכב

מאמר זה מציג פרוטוקול ממוטב ומושכל ניסיון לייצור התקני סופר-סריג moiré מבוססי גרפן באיכות גבוהה עם זוויות פיתול מדויקות, תוך שימוש בטכניקת העברה יבשה שונה המבוססת על מערך העברה מותאם-במיוחד וניתן לכוונון גבוה.

הליך ייצור אופטימלי עבור התקני Moiré Superlattice מבוססי גרפן באיכות גבוהה

המאמר מציג את הפרוטוקולים של תהליך חמצון בעיצוב מפל ותגובת הפחתה בסיסית ביותר להמרה חדשנית וניתנת להרחבה של גרפיט לאבקת תחמוצת גרפיט רב שכבתית, ננו-יריעות תחמוצת גרפן, הידרוג'ל תחמוצת גרפן מופחתת על-מולקולרית וננו-חומרים מופחתים של תחמוצת גרפן.

סינתזות ניתנות להרחבה של תחמוצת גרפן ותחמוצת גרפן מופחתת באמצעות חמצון בעיצוב מפל ותגובות הפחתה בסיסיות ביותר

למדו שיטת סינתזה לננו-נוזלי גרפן עם שליטה בהפצת גודל הפתיתים באמצעות תהליכי קילוף וצנטריפוגה. שיטה זו מאפשרת למדענים לייעל תכונות חומרים ליישומים בננוטכנולוגיה.

סינתזה של גרפילואידים עם הפצות בגודל של פתיתים שאינם בשליטה

גלה סרטונים נוספים