Nanodiamonds диспергирани във водна суспензия с ултразвук

Nanodiamond дисперсии са ефективни и бързо произведени с помощта на ултразвукови диспергери. Ултразвукова деагрегация и дисперсия на нанодиаманти могат да бъдат надеждно извършени във водна суспензия. Ултразвуковата дисперсионна техника използва сол за промяна на рН и по този начин е лесна, евтина и без замърсители техника, която може лесно да се използва в промишлен мащаб.

Nanodiamonds могат да бъдат ефективни и надеждно диспергирани с помощта на Hielscher ultrasonicators.

Как работи ултразвуковото фрезоване и дисперсия на нанодиаманти?

Ултразвукова дисперсия използва нанодиаманти себе си като фрезоване медии. Акустичната кавитация, генерирана от ултразвукови вълни с висока мощност, създава високоскоростен течен поток. Тези течни потоци ускоряват частиците (например диаманти) в суспензията, така че частиците се сблъскват с до 280 км / сек и се разбиват в миниатюрни частици с наноразмери. Това прави ултразвуковото фрезоване и дисперсия лесна, евтина и без замърсители техника, която надеждно деагломерира нанодиаманта в частици с наноразмери, стабилни във воден колоиден разтвор в широк диапазон на рН. Солта (натриев хлорид) се използва за стабилизиране на нанодиамантите във водна каша.

Ултразвукова Nanodiamond фрезоване Excels топчета мелници

Сонда тип ultrasonicators са високо ефективни мелници и са утвърдена техника за фрезоване за мащабно производство на нанодиамантени суспензии в промишлен мащаб. Тъй като ултразвуковите мелници използват нанодиамантите като фрезови среди, замърсяването чрез фрезови среди, например от циркониеви мъниста, е напълно избегнато. Вместо това, ултразвуковите кавитационни сили ускоряват частиците, така че нанодиамантите се сблъскват бурно помежду си и се разпадат до еднакъв наноразмер. Този ултразвуково индуциран сблъсък между частиците е високоефективен и надежден метод за производство на равномерно разпределени нанодисперсии.
Методът на ултразвукова дисперсия и деагрегация използва водоразтворими, нетоксични и незамърсяващи добавки като натриев хлорид или захароза за регулиране на рН и стабилизиране на ултразвуковата дисперсия. Тези кристални структури на натриев хлорид или захароза действат допълнително като смилаща среда, като по този начин подпомагат ултразвуковата процедура за фрезоване. Когато процесът на фрезоване приключи, тези добавки могат лесно да бъдат отстранени чрез просто изплакване с вода, коетое забележително предимство пред процеса керамични мъниста. Традиционното фрезоване на мъниста, като атритори, използва неразтворими керамични фрезови среди (например топки, мъниста или перли), чиито абразирани остатъци замърсяват крайната дисперсия. Отстраняването на замърсяването, причинено от фрезови среди, включва сложна последваща обработка и отнема много време, както и скъпо.

Ултразвукова диспергираща технология ефективно произвежда водни нанодиамантени суспензии с тясно разпределение на размера на частиците.
(Проучване и графика: ©Turcheniuk et al., 2016)

Примерен протокол за ултразвукова дисперсия на нанодиаманти

Сол-подпомага ултразвукова деагрегация на нанодиаманти във вода:
Смес от 10 g натриев хлорид и 0,250 g нанодиамантен прах се смила за кратко на ръка с помощта на порцеланов разтвор и пестик и се поставя в стъклен флакон от 20 ml заедно с 5 ml DI вода. Приготвената проба се обработва с ултразвук с помощта на сонда тип ultrasonicator за 100 минути при 60% изходна мощност и 50% работен цикъл. След ултразвук пробата се разделя поравно между две 50 ml пластмасови центрофужни епруветки Falcon и се диспергира в дестилирана вода до 100 ml общ обем (2 × 50 ml). След това всяка проба се центрофугира с помощта на центрофуга Eppendorf 5810-R при 4000 rpm и 25°C в продължение на 10 min, като бистрата супернатанта се изхвърля. След това мокрите утайки от ND се диспергират отново в дестилирана вода (общ обем 100 ml) и се центрофугират втори път при 12 000 rpm и 25 °C в продължение на 1 час. За пореден път бистрата супернатанта се изхвърля и мокрите нанодиамантени утайки се диспергират отново, този път в 5 ml дестилирана вода за характеризиране. Стандартен AgNO3 тест показва пълно отсъствие на Cl^- в ултразвуково деагрегирани нанодиаманти, подпомагани със сол, промити с дестилирана вода два пъти по-горе, както е описано по-горе. След изпаряване на водата от пробите се наблюдава образуване на черни твърди нанодиамантени "чипове" с добив от ∼200 mg или 80% от първоначалната нанодиамантена маса. (виж снимката по-долу)
(срв. Turcheniuk et al., 2016)

Изсушена проба от ултразвуково диспергирани нанодиаманти.
(Проучване и графика: ©Turcheniuk et al., 2016)

Високопроизводителни ultrasonicators за Nanodiamond дисперсии

Hielscher Ultrasonics проектира, произвежда и разпространява високопроизводително ултразвуково фрезоване и диспергиращо оборудване за тежки приложения като производството на нанодиамантени суспензии, полиращи среди и нанокомпозити. Hielscher ultrasonicators се използват в световен мащаб за диспергиране на наноматериали във водни колоидни суспензии, полимери, смоли, покрития и други високоефективни материали.
Hielscher ултразвукови разпръсквачи са надеждни и ефективни при обработката на ниски до високи вискозитети. В зависимост от входящите материали и целевия краен размер на частиците, ултразвуковият интензитет може да бъде прецизно регулиран за оптимални резултати от процеса.
За да се обработват вискозни пасти, наноматериали и високи твърди концентрации, ултразвуковият диспергатор трябва да може да произвежда непрекъснато високи амплитуди. Hielscher ултразвук’ Индустриалните ултразвукови процесори могат да доставят много високи амплитуди при непрекъсната работа при пълно натоварване. Амплитуди до 200μm могат лесно да се изпълняват при 24/7 работа. Възможността за работа с ултразвуков диспергер при високи амплитуди и за прецизно регулиране на амплитудата е необходима за адаптиране на условията на ултразвуковия процес за оптималното формулиране на силно запълнени нано-суспензии, нано-подсилени полимерни смеси и нанокомпозити.
Освен ултразвуковата амплитуда, налягането е друг много важен параметър на процеса. При повишени налягания интензивността на ултразвуковата кавитация и нейните сили на срязване се усилва. Ултразвуковите реактори на Hielscher могат да бъдат херметизирани, като по този начин се получават засилени резултати от ултразвук.
Мониторингът на процесите и записването на данни са важни за непрекъснатата стандартизация на процесите и качеството на продуктите. Pluggable налягане и температура сензори тел към ултразвуков генератор за наблюдение и контрол на процеса на ултразвукова дисперсия. Всички важни параметри за обработка, като ултразвукова енергия (нето + общо), температура, налягане и време, автоматично се протоколират и съхраняват на вградена SD-карта. Чрез достъп до автоматично записаните данни за процеса, можете да преразгледате предишните писти с ултразвук и да оцените резултатите от процеса.
Друга лесна за употреба функция е дистанционното управление на браузъра на нашите цифрови ултразвукови системи. Чрез дистанционно управление на браузъра можете да започнете, спрете, регулирайте и наблюдавайте вашия ултразвуков процесор дистанционно от всяко място.
Свържете се с нас сега, за да научите повече за нашите високоефективни ултразвукови хомогенизатори за фрезоване и нанодисперсии!
Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators: