الماس النانوي المنتشر في تعليق مائي مع صوتنة
تشتت الماس النانوي فعال ويتم إنتاجه بسرعة باستخدام مشتتات بالموجات فوق الصوتية. يمكن إجراء فك التجميع بالموجات فوق الصوتية وتشتت الماس النانوي بشكل موثوق به في تعليق مائي. تستخدم تقنية التشتت بالموجات فوق الصوتية الملح لتعديل درجة الحموضة ، وبالتالي فهي تقنية سهلة وغير مكلفة وخالية من الملوثات ، والتي يمكن استخدامها بسهولة على نطاق صناعي.
يمكن أن يكون الماس النانوي فعالا ومشتتا بشكل موثوق باستخدام أجهزة الموجات فوق الصوتية Hielscher.
مفاعلات التدفق بالموجات فوق الصوتية للإنتاج الصناعي المضمن للملاط الماسي النانوي المائي.
كيف يعمل الطحن بالموجات فوق الصوتية وتشتت الماس النانوي؟
يستخدم التشتت بالموجات فوق الصوتية الماس النانوي نفسه كوسائط طحن. التجويف الصوتي الناتج عن الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة يخلق تدفق سائل عالي السرعة. تسرع هذه التيارات السائلة الجسيمات (مثل الماس) في الملاط بحيث تصطدم الجسيمات بما يصل إلى 280 كم / ثانية وتتحطم إلى جسيمات دقيقة بحجم النانو. وهذا يجعل الطحن بالموجات فوق الصوتية والتشتت تقنية سهلة وغير مكلفة وخالية من الملوثات ، والتي تزيل بشكل موثوق تكتلات نانو دايموند إلى جزيئات بحجم النانو مستقرة في محلول غرواني مائي في نطاق واسع من الأس الهيدروجيني. يستخدم الملح (كلوريد الصوديوم) لتحقيق الاستقرار في الماس النانوي في الطين المائي.
- تشتت عالي الكفاءة بحجم النانو
- سريعون
- غير سامة، خالية من المذيبات
- لا توجد شوائب يصعب إزالتها
- توفير الطاقة والتكاليف
- قابلية التوسع الخطي لأي حجم إنتاج
- صديق للبيئة
بالموجات فوق الصوتية نانو الماس طحن يتفوق مطاحن الخرز
أجهزة الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار هي مطاحن فعالة للغاية وهي تقنية طحن راسخة لإنتاج تعليق الماس النانوي على نطاق واسع على نطاق صناعي. نظرا لأن المطاحن بالموجات فوق الصوتية تستخدم الماس النانوي كوسائط طحن ، فإن التلوث من خلال وسائط الطحن ، على سبيل المثال من حبات الزركونيا ، يتم تجنبه تماما. بدلا من ذلك ، تسرع قوى التجويف بالموجات فوق الصوتية الجسيمات بحيث تصطدم الماسات النانوية بعنف مع بعضها البعض وتتحلل إلى حجم نانو موحد. هذا التصادم بين الجسيمات المستحث بالموجات فوق الصوتية هو طريقة عالية الكفاءة وموثوقة لإنتاج تشتتات نانوية موزعة بشكل موحد.
تستخدم طريقة التشتت وإزالة التجميع بالموجات فوق الصوتية إضافات قابلة للذوبان في الماء وغير سامة وغير ملوثة مثل كلوريد الصوديوم أو السكروز لتنظيم درجة الحموضة وتثبيت التشتت بالموجات فوق الصوتية. هذه الهياكل البلورية من كلوريد الصوديوم أو السكروز تعمل بالإضافة إلى ذلك كوسائط طحن وبالتالي دعم إجراء الطحن بالموجات فوق الصوتية. عند اكتمال عملية الطحن ، يمكن إزالة هذه المواد المضافة بسهولة عن طريق الشطف البسيط بالماء ، وهي ميزة رائعة على حبات السيراميك العملية. تستخدم طحن الخرز التقليدي مثل أدوات الجذب وسائط طحن خزفية غير قابلة للذوبان (مثل الكرات أو الخرز أو اللؤلؤ) ، والتي تلوث بقاياها المسحوقة التشتت النهائي. تنطوي إزالة التلوث الناجم عن وسائط الطحن على معالجة لاحقة معقدة وتستغرق وقتا طويلا ومكلفة أيضا.
تنتج تقنية التشتت بالموجات فوق الصوتية بشكل فعال معلقات الماس النانوي المائي مع توزيع ضيق لحجم الجسيمات.
(دراسة ورسم: ©Turcheniuk et al.، 2016)
UP400St الموجات فوق الصوتية تشتيت الماس النانوي في محلول غرواني مائي
تقليل حجم الجسيمات من الماس النانوي مع الموجات فوق الصوتية UIP1000hdT. يظهر المنحنى الأحمر العينة غير الصوتية ، وتوضح المنحنيات الأخرى عملية التشتت المتقدمة مع زيادة مدخلات طاقة الموجات فوق الصوتية.
بروتوكول مثالي لتشتت الماس النانوي بالموجات فوق الصوتية
إزالة التجميع بالموجات فوق الصوتية بمساعدة الملح من الماس النانوي في الماء:
تم طحن خليط من 10 غرام من كلوريد الصوديوم و 0.250 غرام من مسحوق نانو دايموند لفترة وجيزة يدويا باستخدام هاون ومدقة من البورسلين ووضعه في قارورة زجاجية سعة 20 مل مع 5 مل من ماء DI. تم صوتنة العينة المعدة باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار لمدة 100 دقيقة عند 60٪ من طاقة الإخراج ودورة عمل 50٪. بعد الصوتنة ، تم تقسيم العينة بالتساوي بين أنبوبين لأجهزة الطرد المركزي البلاستيكية من طراز Falcon سعة 50 مل وموزعة في ماء مقطر يصل حجمها الإجمالي إلى 100 مل (2 × 50 مل). ثم تم طرد كل عينة مركزيا باستخدام جهاز طرد مركزي من طراز Eppendorf 5810-R عند 4000 دورة في الدقيقة و 25 درجة مئوية لمدة 10 دقائق ، وتم التخلص من المادة الفائقة الشفافة. ثم أعيد تشتيت رواسب ND الرطبة في الماء المقطر (الحجم الإجمالي 100 مل) وتم طردها مركزيا مرة ثانية عند 12000 دورة في الدقيقة و 25 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. مرة أخرى تم التخلص من السوبرناتانت الشفاف وإعادة تشتيت رواسب الماس النانوي الرطب ، وهذه المرة في 5 مل من الماء المقطر للتوصيف. أظهر فحص AgNO3 القياسي غيابا تاما ل Cl- في الماس النانوي المتجمع بمساعدة الملح بالموجات فوق الصوتية المغسولة بالماء المقطر مرتين كما هو موضح أعلاه. بعد تبخر الماء من العينات ، لوحظ تكوين "رقائق" نانو ألماس صلبة سوداء ذات عائد ∼200 ملغ أو 80٪ من كتلة الماس النانوي الأولية. (انظر الصورة أدناه)
(راجع Turcheniuk et al.، 2016)
عينة مجففة od الماس النانوي المنتشرة بالموجات فوق الصوتية.
(دراسة ورسم: ©Turcheniuk et al.، 2016)
أجهزة الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لتشتت الماس النانوي
تقوم Hielscher Ultrasonics بتصميم وتصنيع وتوزيع معدات الطحن والتشتيت بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء للتطبيقات الثقيلة مثل تصنيع ملاط الماس النانوي ووسائط التلميع والمركبات النانوية. تستخدم أجهزة الموجات فوق الصوتية Hielscher في جميع أنحاء العالم لتفريق المواد النانوية في المعلقات الغروية المائية والبوليمرات والراتنجات والطلاء وغيرها من المواد عالية الأداء.
مشتتات الموجات فوق الصوتية HIELSCHER موثوقة وفعالة في معالجة اللزوجة المنخفضة إلى العالية. اعتمادا على مواد الإدخال وحجم الجسيمات النهائي المستهدف ، يمكن ضبط كثافة الموجات فوق الصوتية بدقة للحصول على أفضل نتائج العملية.
من أجل معالجة المعاجين اللزجة والمواد النانوية والتركيزات الصلبة العالية ، يجب أن يكون المشتت بالموجات فوق الصوتية قادرا على إنتاج سعات عالية باستمرار. هيلشر الموجات فوق الصوتية’ يمكن لمعالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية تقديم سعات عالية جدا في التشغيل المستمر تحت الحمل الكامل. يمكن تشغيل سعات تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة في عملية 24/7. يعد خيار تشغيل مشتت بالموجات فوق الصوتية بسعات عالية وضبط السعة بدقة ضروريا لتكييف ظروف العملية بالموجات فوق الصوتية من أجل الصياغة المثلى للملاط النانوي المملوء للغاية ومخاليط البوليمر المقوى بالنانو والمركبات النانوية.
إلى جانب السعة بالموجات فوق الصوتية ، الضغط هو معلمة عملية أخرى مهمة جدا. تحت ضغوط مرتفعة ، يتم تكثيف كثافة التجويف بالموجات فوق الصوتية وقوات القص الخاصة به. يمكن الضغط على مفاعلات Hielscher بالموجات فوق الصوتية وبالتالي الحصول على نتائج سونيكيشن مكثفة.
تعد مراقبة العمليات وتسجيل البيانات مهمة للتوحيد المستمر للعمليات وجودة المنتج. أجهزة استشعار الضغط ودرجة الحرارة القابلة للتوصيل سلك إلى مولد الموجات فوق الصوتية لمراقبة والتحكم في عملية التشتت بالموجات فوق الصوتية. يتم تلقائيا بروتوكول جميع معلمات المعالجة المهمة مثل الطاقة فوق الصوتية (صافي + المجموع) ودرجة الحرارة والضغط والوقت وتخزينها على بطاقة SD مدمجة. من خلال الوصول إلى بيانات العملية المسجلة تلقائيا ، يمكنك مراجعة عمليات التشغيل الصوتية السابقة وتقييم نتائج العملية.
ميزة أخرى سهلة الاستخدام هي جهاز التحكم عن بعد المتصفح من أنظمة الموجات فوق الصوتية الرقمية لدينا. عن طريق التحكم في المتصفح البعيد يمكنك بدء وإيقاف وضبط ومراقبة المعالج بالموجات فوق الصوتية عن بعد من أي مكان.
اتصل بنا الآن لمعرفة المزيد عن المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء للطحن والتشتت النانوي!
الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا:
| دفعة حجم | معدل المد و الجزر | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500ML | 10 إلى 200ML / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000ML | 20 إلى 400ML / دقيقة | Uf200 ः ر، UP400St |
| 00.1 إلى 20L | 00.2 إلى 4L / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L / دقيقة | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150 لتر | 3 إلى 15 لتر/دقيقة | UIP6000hdT |
| زمالة المدمنين المجهولين | 10 إلى 100L / دقيقة | UIP16000 |
| زمالة المدمنين المجهولين | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية لخلط التطبيقات، تشتت، استحلاب واستخراج على المختبر، والطيارية ومقياس الصناعية.
الأدب / المراجع
- Turcheniuk, K., Trecazzi, C., Deeleepojananan, C., & Mochalin, V. N. (2016): Salt-Assisted Ultrasonic Deaggregation of Nanodiamond. ACS Applied Materials & Interfaces, 8(38), 2016. 25461–25468.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue 1. January 9, 2020.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Mondragón Cazorla R., Juliá Bolívar J. E.,Barba Juan A., Jarque Fonfría J. C. (2012): Characterization of silica–water nanofluids dispersed with an ultrasound probe: A study of their physical properties and stability. Powder Technology Vol. 224, 2012.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية من مختبر إلى حجم الصناعية.