Hielscher – Ultraschall-Technologie

Power Ultraschall für die Partikelverarbeitung: Anwendungsprotokolle

Um ihre Eigenschaften vollständig entfalten zu können, müssen Partikel desagglomeriert und gleichmäßig dispergiert werden, denn die Partikeloberfläche ‘ muss freigelegt ist. Hochleistungs-Ultraschall hat sich als zuverlässige Dispergier- und Vermahlungsmethode bewährt, mit der problemlos submikron- und nano-skalige Partikelgrößen erreicht werden. Darüber hinaus können Partikel mittels Ultraschall modifiziert und funktionalisiert werden, z.B. indem Nanopartikel mit einem Metallcoating beschichtet werden.

Unten stehend finden Sie einige Materialien und Flüssigkeiten mit einer jeweils passenden Empfehlung, wie diese mit Ultraschall gemahlen, dispergiert, desagglomeriert oder modifiziert werden kann.

So verarbeiten Sie Ihre Partikel mit Hochleistungsultraschall

Alphabetisch geordnet:

Aerosil

Ultraschallverfahren:
Silica-Dispersionen mit Aerosil OX50 in Millipore-Wasser (pH 6) wurden hergestellt, indem 5,0g Silicapulver mit einem Hochleistungs-Ultraschallgerät UP200S (200W, 24kHz) in 500ml Wasser eingemischt wurde. Die Silica-Dispersionen wurden für 15 Min. mit dem Ultraschallhomogenisator UP200S beschallt und anschließend für 1 Std. gerührt. Der pH-Wert wurde mit HCl reguliert. Der Feststoffanteil der Dispersionen lag 0,1% (w/v).
Geräte-Empfehlung:
UP200S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, S. M.; Genest, S. (2013): Combination of Natural and Thermosensitive Polymers in Flocculation of Fine Silica Dispersions. International Journal of Carbohydrate Chemistry 2013.

Al2O3-Wasser-Nanofluide

Ultraschallverfahren:
Al2O3-Wasser-Nanofluide können folgendermaßen hergestellt werden: Wiegen Sie zuerst die Al2O3 Nanopartikel mit einer digitalen Elektrowaage. Geben Sie dann die abgewogenen
Al2O3 Nanopartikel langsam in destilliertes Wasser allmählich und rühren das Al2O3-Wasser-Gemisch. Beschallen Sie die Dispersion kontinuierlich für 1Std. mit dem Ultraschallgerät UP400S (400W, 24kHz), um eine homogene Nanodispersion herzustellen.
Die Nanofluide können mit verschiedenen Fraktionen (0,1%, 0,5% und 1%) hergestellt werden. Tenside oder pH-Wert-Anpassungen sind nicht notwendig.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Experimental Study of Nanofluids Flow in a Micromodel as Porous Medium. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77-84.

Böhmit-beschichtete Silicapartikel

Ultraschallverfahren:
Silicapartikel können mit Böhmin beschichtet werden: um eine absolut saubere Oberfläche ohne organische Stoffe zu erhalten, werden die Partikel auf 450°C erhitzt. Nach dem Vermahlen der Partikel, um die Agglomerate aufzubrechen, wird eine 6 vol% wässrige Suspension (≈70 ml) hergestellt und durch das Hinzufügen von drei Tropfen Ammoniaklösung auf den pH-Wert 9 stabilisiert. Die Suspension wird dann mit einem Ultraschallgerät UP200S mit der Amplitude von 100% (200W) für 5 Minuten beschallt. Nachdem die Lösung auf 85°C erhitzt wurde, werden 12,5g Al-secbutoxid hinzugefügt. Die Temperatur wird für 90 Min. bei 85-90°C gehalten. Die Suspension wird während des gesamten Verfahrens mit einem Magnetrührer gerührt. Anschließend wird die Suspension weiter gerührt, bis die Temperatur unter 40°C abgekühlt ist. Dann wird mithilfe von Salzsäure der pH-Wert auf 3 geregelt. Unmittelbar danach wir die Suspension in einem Eisbad beschallt. Danach wird das Pulver durch Verdünnung gewaschen und anschließend zentrifugiert. Nach dem Abtrennen des Überstands werden die Partikel im Trockenschrank bei 120°C getrocknet. Abschließend werden die Partikel für 3 std. auf 300°C erhitzt.
Geräte-Empfehlung:
UP200S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Wyss, H. M. (2003): Microstructure and Mechanical Behavior of Concentrated Particle Gels. Dissertation Swiss Federal Institute of Technology 2003. p.71.

Cd(II) -Thioacetamid Nanokomposit-Synthese

Ultraschallverfahren:
Kadmium(II)-Thioacetamid Nanokomposites wurde sonochemisch synthetisiert - sowohl in Anwesenheit als auch Abwesenheit von Polyvinylalkohol. Für die sonochemische Synthese (Sono-Synthese) wurden 0,532g Kadmium(II)-Acetat-Dihydrat (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0,148 g Thioacetamid (TAA, CH3CSNH2) und 0,664 g Kaliumjodid (KI) in 20ml zweifach destilliertem, deionisiertem Wasser aufgelöst. Diese Lösung wurde mit einem Hochleistungs-Ultraschallgerät UP400S (24 kHz, 400W) bei Raumtemperatur für 1h beschallt. Während der Beschallung des Reaktionsgemisches stieg die Temperatur auf 70-80°C an. Gemessen wurde mit einem ein Eisen–Konstantan-Thermoelement. Nach einer Stunde bildete sich ein hellgelber Niederschlag. Dieser wurde durch Zentrifugieren (4.000 U/min, 15 min) abgetrennt, mit bidestilliertem Wasser und dann mit reinem Ethanol gewaschen, um verbleibende Verunreinigungen zu entfernen und schließlich in Luft getrocknet (Ertrag: 0,915 g, 68 %). Dec. p.200°C. Um das Polymer-Nanokomposit vorzubereiten, wurde 1,992g Polyvinyl-Alkohol in 20 ml bidestilliertem, deionisiertem Wasser gelöst und dann der obigen Lösung hinzugefügt. Diese Mischung wurde mit dem UP400S für 1h beschallt. Durch die Beschallung bildet sich ein hell-oranges Produkt.
Die SEM-Analysenresultate zeigten, dass in Gegenwart von PVA die Partikelgröße von ca. 38nm auf 25nm verkleinert werden konnte. Wurde die hexagonalen CdS-Nanopartikel mit sphärische Morphologie von thermisch zersetztem Polymer-Nanokomposit synthetisiert, wurde Cadmium(II)-Thioacetamid/PVA als Vorläufer verwendet. Die Größe der CdS-Nanopartikel wurde sowohl mittels XRD als auch SEM gemessen und die Ergebnisse waren sehr stimmig.
Desweiteren fanden Ranjbar et al. (2013) heraus, dass das polymere Cd(II)-Nanokomposit ein geeigneter Ausgangsstoff für die chemische Zubereitung von Kadmium-Sulfid-Nanopartikeln mit interessanten Morphologie ist. Alle Ergebnisse ergab, dass sich die Ultraschall-Synthese als einfache, effiziente, kostengünstige, umweltfreundliche und sehr vielversprechende Methode zur Synthese von nanoskaligen Materialien eignet - ohne dass besondere Umgebungsbedingungen, wie z.B. hohe Temperaturen, lange Reaktionszeiten und hohe Drücke, notwendig sind.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Synthesis and Characterization of Cadmium-Thioacetamide Nanocomposites. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

CaCO3

Ultraschallverfahren:
Nano-skaliges CaCO3 (NPCC) wurde mit Stearinsäure unter Ultraschall beschichtet, um die Dispergiereigenschaften der CaCCO3-Nanopartikel in Polymer zu verbessern und um die Agglomeratbildung zu vermeiden. 2g unbeschichtete CaCO3 (NPCC) Nanopartikel wurde mit einem UP400S in 30ml Ethanol beschallt. 9 wt% der Stearinsäure wurde in Ethanol gelöst. Ethanol wurde dann mit Stearinsäure gemischt und beschallt.
Geräte-Empfehlung:
UP400S mit Sonotrode H22D (22mm Durchmesser) und Durchflusszelle mit Kühlmantel
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): Effects of ultrasound in coating nano-precipitated CaCO3 with stearic acid. Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807-813.

Zellulose-Nanokristalle

Ultraschallverfahren:
Herstellung von Zellulose-Nanokristalle (CNC) aus Eukalyptus-Zellulose: Zellulose-Nanokristalle aus Eukalyptus-Zellulose wurden durch die Reaktion mit Adipoyl Methylchlorid zu CNCm oder mit einer Mischung aus Essigsäure und schwefelige Säure zu CNCa modifiziert wurden. Gefriergetrocknete CNCs, CNCm und CNCa wurden in reinem Lösungsmittel (EA, THF oder DMF) bei 0,1 Gew.-% mit einem Magnetrührer über Nacht bei 24 ±1°C redispergiert. Anschließend wurde mit dem Ultraschallstabhomogenisator UP100Hfür 20 min. redispergiert. Die Beschallung erfolgte mit 130 W/cm2 Intensität bei 24 ± 1°C. Danach wurde der CNC-Dispersion CAB hinzugegeben, so dass die endgültige Polymer-Konzentration auf 0,9 Gew.-% betrug.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Blachechen, L. S.; de Mesquita, J. P.; de Paula, E. L.; Pereira, F. V.; Petri, D. F. S. (2013): Interplay of colloidal stability of cellulose nanocrystals and their dispersibility in cellulose acetate butyrate matrix. Cellulose 20/3, 2013. 1329-1342.

Cerium-Nitrat dotiertes Silan

Ultraschallverfahren:
Kaltgewalzte Kohlenstoffstahlplatten (6,5 cm 6,5 cm 6,5 cm 0,3 cm; chemisch gereinigt und mechanisch poliert) wurden als metallische Substrate verwendet. Vor der Beschichtungsanwendung wurden die Platten mit Aceton ultraschallgetränkt und anschließend mit einer alkalischen Lösung (0,3molL 1 NaOH-Lösung) bei 60°C für 10 min gereinigt. Für die Verwendung als Primer wurde vor der Substratvorbehandlung eine typische Formulierung mit 50 Teilen γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan (γ-GPS) mit etwa 950 Teilen Methanol in einem pH-Wert von 4,5 (eingestellt mit Essigsäure) verdünnt und die Hydrolyse von Silan ermöglicht. Die Herstellungsverfahren für dotiertes Silan mit Cer-Nitrat-Pigmenten waren die gleichen, mit der Ausnahme, dass 1, 2, 3 Gew.-% Cer-Nitrat der Methanollösung vor der Zugabe (γ-GPS) zugegeben wurden, dann wurde diese Lösung mit einem Propellerrührer bei 1600 U/min für 30 Minuten bei Raumtemperatur gemischt. Anschließend wurden die ceriumnitrathaltigen Dispersionen für 30 min bei 40°C mit einem externen Kühlbad sonifiziert. Der Ultraschallprozess wurde mit dem Ultraschallgerät durchgeführt. UIP1000hd (1000W, 20kHz) und Ultraschallleistung von ca. 1 W/mL durchgeführt. Die Substrat-Vorbehandlung erfolgte durch das Spülen jedes Panels für 100 Sek. mit der entsprechenden Silanlösung. Nach der Behandlung durften die Platten für 24 Std. bei Raumtemperatur trocknen Anschließend wurden die vorbehandelten Platten wurden mit einem two-pack amin-cured Epoxyd (Epon 828, shell Co.) beschichtet, um eine 90μm dicke Nassschicht zu erreichen. Die epoxyd-beschichteten Platten durften für 1 Std. bei 115°C aushärten. Nach dem Aushärten war die Trockenschicht 60μm dick.
Geräte-Empfehlung:
UIP1000hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Electrochemical effects of silane pretreatments containing cerium nitrate on cathodic disbonding properties of epoxy coated steel. Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411–2420.

Ton: Dispersion / Fraktionierung

Ultraschallverfahren:
Partikelgrößen Fraktionierung: Zur Isolierung < 1 μm Partikel von 1-2 μm Partikel, Tonpartikel (< 2 μm) wurden in einem Ultraschallfeld und durch die nachfolgende Anwendung unterschiedlicher Sedimentationsgeschwindigkeiten getrennt.
Die tongroßen Partikel (< 2 μm) wurden durch Ultraschall mit einem Energieeintrag von 300 J mL getrennt.-1 (1 min.) Sondentyp Ultraschall-Desintegrator unter Verwendung UP200S (200 W, 24 kHz), ausgestattet mit 7 mm Durchmesser Sonotrode S7. Nach Ultraschallbestrahlung wurde die Probe bei 110 x g (1000 rpm) für 3 min zentrifugiert. Die Einschwingzeit Phase (Fraktionierung rest) wurde als nächstes in der Dichte der Fraktionierung für die Isolierung der Leuchtdichte Fraktionen verwendet und erhalten floating Phase (< 2 μm Fraktion) wurde auf ein anderes Zentrifugationsröhrchen übertragen und für 10 Minuten mit 440 x g (2000 U/min) zentrifugiert, um es zu trennen. < 1 μm Fraktion (Überstand) von 1-2 μm Fraktion (Sediment). Der Überstand, der Folgendes enthält < 1 μm Fraktion wurde auf das andere Zentrifugationsrohr übertragen und nach Zugabe von 1 mL MgSO4 bei 1410 x g (4000 rpm) zentrifugiert für 10 min das restliche Wasser zu dekantieren.
Um eine Überhitzung der Probe zu vermeiden, wurde das Verfahren 15 mal wiederholt.
Geräte-Empfehlung:
UP200S mit S7 oder UP200St mit S26d7
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Jakubowska, J. (2007): Wirkung von Bewässerungswasser Typ auf der organischen Bodensubstanz (OBS) Fraktionen und ihre Wechselwirkungen mit hydrophoben Verbindungen. Dissertation Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg 2007.

Ton: Exfoliation von anorganischem Ton

Ultraschallverfahren:
Anorganische Ton abgeblättert wurde Pullulan-basierte Nanokomposite für die Beschichtungsdispersion herzustellen. Daher wurde für 1 h in Wasser bei 25degC gelöst eine feste Menge von Pullulan (4 wt% Naßbasis) unter leichtem Rühren (500 rpm). Zur gleichen Zeit, Tonmehl, in einer Menge im Bereich von 0,2 und 3,0 Gew%, wurde in Wasser dispergiert unter heftigem (1000 rpm) für 15 Minuten gerührt wird. Die resultierende Dispersion wurde mit Hilfe eines Ultraschall behandelt UP400S (Leistungmax = 400 W; Frequenz = 24 kHz) Ultraschallgerät mit einer Titan-Sonotrode H14 ausgestattet, Spitzendurchmesser 14 mm, Amplitudemax = 125 um; Oberflächenintensität = 105 Wcm-2) Unter den folgenden Bedingungen: 0,5 Zyklen und 50% Amplitude. Die Dauer der Ultraschallbehandlung variiert in Übereinstimmung mit dem experimentellen Design. Die organische Pullulan-Lösung und die anorganische Dispersion wurden dann miteinander vermischt unter leichtem Rühren (500 rpm) für weitere 90 Minuten. Nach dem Mischen entsprechen die Konzentrationen der beiden Komponenten zu einem anorganischen / organischen (I / O) -Verhältnis von 0,05 bis 0,75 reicht. Die Größenverteilung in-Wasser-Dispersion der Na+-MMT Tonen vor und nach der Ultraschallbehandlung wurde unter Verwendung eines IKO-Sizer CC-1-Nanopartikel-Analysators untersucht.
Für eine feste Menge von Tonen wurde die effektivste Beschallungszeit gefunden 15 Minuten, während längere Ultraschallbehandlung der P'O erhöht2 Wert (durch Reaggregation), die bei der höchsten Beschallungszeit wieder abnimmt (45 min), vermutlich aufgrund der Zersplitterung der beiden Plättchen und Taktoide.
Gemäß dem in Introzzi Dissertation angenommen Versuchsaufbau, eine Energieeinheit Leistung von 725 Ws ml-1 Für die Behandlung wurde 15 Minuten berechnet, während eine verlängerte Behandlung mit Ultraschall Zeit von 45 Minuten, um einen Einheitsenergieverbrauch von 2060 Ws mL ergab-1. Dies würde die Einsparung von einer recht hohen Menge an Energie während des gesamten Prozesses ermöglichen, die schließlich in den letzten Durchsatz Kosten niederschlagen werden.
Geräte-Empfehlung:
UP400S mit Sonotrode H14
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Introzzi, L. (2012): Entwicklung von High Performance Coatings Biopolymer für Lebensmittelverpackungsanwendungen. Dissertation Universität Mailand 2012.

leitfähige Tinte

Ultraschallverfahren:
Die leitende Druckfarbe wurde durch Dispergieren der Cu + C und Cu + CNT Teilchen mit Dispergiermitteln in einem gemischten Lösungsmittel (Veröffentlichung IV) hergestellt. Die Dispergiermittel wurden drei hochmolekulare Dispergiermittel, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 und DISPERBYK-2012, die für auf Wasser basierende Rußpigment Disper- sionen von BYK Chemie GmbH erhältlich. Entionisiertes Wasser (DIW), wurde als Hauptlösungsmittel verwendet. Ethylenglykolmonomethylether (EGME) (Sigma-Aldrich), Ethylenglykol monobuthyl ether (EGBE) (Merck) und n-Propanol (Honeywell Riedel-de Haën) als Co-Lösungsmittel verwendet.
Die gemischte Suspension wurde 10 Minuten lang in einem Eisbad beschallt eines mit UP400S Ultraschallprozessor. Danach wurde die Suspension für eine Stunde absetzen gelassen, dekantiert. Vor Beschichtungs- oder Druck drehen, wurde die Suspension in einem Ultraschallbad für 10 min beschallt.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Forsman, J. (2013): Herstellung von Co, Ni und Cu-Nanopartikel durch Wasserstoffreduktion. Dissertation VTT Finnland 2013.

Kupfer phathlocyanine

Ultraschallverfahren:
Die Zersetzung von Metallophthalocyanine
Copper phathlocyanine (CuPc) mit Wasser und organischen Lösungsmitteln bei Umgebungstemperatur und Atmosphärendruck in Gegenwart eines Oxidationsmittels als Katalysator unter Verwendung des 500 W beschallt Ultraschallgerätes UIP500hd mit Durchflusskammer. Beschallen Intensität: 37-59 W / cm2, Probengemisch: 5 ml Probe (100 mg / L), 50 D / D Wasser mit choloform und Pyridin bei 60% des Ultraschallamplitude. Reaktionstemperatur: 20 ° C bei Atmosphärendruck.
Zerstörungsrate von bis zu 95% innerhalb von 50 min. Beschallung.
Geräte-Empfehlung:
UIP500hd

Dibutyrylchitin (DBCH)

Ultraschallverfahren:
Lange polymere Makromoleküle können durch Ultraschall aufgebrochen werden. Ultraschallgestützte Molmasse Reduktion ermöglicht Nebenprodukte unerwünschte Nebenreaktionen oder die Trennung zu vermeiden. Es wird angenommen, dass der Ultraschall Abbau, im Gegensatz zu chemischer oder thermischer Zersetzung, ein nicht-Zufallsprozess ist, wobei die Spaltung statt etwa in der Mitte des Moleküls nehmen. Aus diesem Grund größere Makromoleküle schneller abgebaut.
Experimente wurden unter Verwendung von Ultraschall-Generator durchgeführt UP200S ausgestattet mit der Sonotrode S2. Die Ultraschalleinstellung erfolgte bei 150 W Leistungsaufnahme. Es wurden Lösungen von Dibutyrylchitin in Dimethylacetamid in einer Konzentration von 0,3 g/100 cm3 mit einem Volumen von 25 cm3 verwendet. Die Sonotrode (Ultraschallsonde/Horn) wurde 30 mm unter der Oberfläche in eine Polymerlösung eingetaucht. Die Lösung wurde in ein thermostatisiertes Wasserbad gegeben, das auf 25°C gehalten wurde. Jede Lösung wurde für ein vorgegebenes Zeitintervall bestrahlt. Nach dieser Zeit wurde die Lösung 3 mal verdünnt und einer Größenausschlusschromatographie unterzogen.
Die vorgestellten Ergebnisse deuten darauf hin, dass Dibutyrylchitin nicht durch Leistungsultraschall zerstört wird, aber es gibt einen Abbau des Polymers, der als kontrollierte sonochemische Reaktion verstanden wird. Daher kann Ultraschall zur Reduzierung der durchschnittlichen Molmasse von Dibutyrylchitin verwendet werden, und dasselbe gilt für das Verhältnis von durchschnittlichem Gewichtsmittel zu durchschnittlicher Molmasse. Die beobachteten Veränderungen werden durch die Erhöhung der Ultraschallleistung und der Sonifikationsdauer verstärkt. Es gab auch einen signifikanten Einfluss der Ausgangsmolmasse auf das Ausmaß des DBCH-Abbaus unter den untersuchten Bedingungen der Sonifikation: Je höher die Ausgangsmolmasse, desto größer der Grad des Abbaus.
Geräte-Empfehlung:
UP200S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Zu, J .; Pabin-Szafko, B. (2006): Ultraschall Abbau von Dibuyrylchitin. Polnisch Chitin Gesellschaft, Monografie XI, 2006. 123-128.

Ferrocine Pulver

Ultraschallverfahren:
Eine sonochemische Route SWNCNTs vorzubereiten: Siliziumoxidpulver (Durchmesser 2-5 mm) wird zu einer Lösung von 0,01 mol% Ferrocen in p-Xylol, gefolgt durch Beschallung mit einem UP200S ausgestattet mit Titanspitzensonde (Sonotrode S14). Ultraschall-Behandlung wurde für 20 min durchgeführt. bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck. Durch die ultraschallgestützte Synthese SWCNT hochreine wurde auf der Oberfläche des Siliciumdioxidpulvers hergestellt.
Geräte-Empfehlung:
UP200S Ultraschallsonde mit S14
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Srinivasan C. (2005): A SOUND Verfahren zur Synthese von einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen unter Umgebungsbedingungen. Current Science 88/1, 2005. 12-13.

Flugasche / Metakaolinit

Ultraschallverfahren:
Laugungstest: 100 ml Laugungslösung wurde zu 50 g der festen Probe zugegeben. Beschallen Intensität: max. 85 W / cm2 mit UP200S in einem Wasserbad von 20 ° C.
Geopolymerization: Der Schlamm mit einem gemischt UP200S Ultraschall-Homogenisator für geopolymerization. Beschallen Intensität betrug max. 85 W / cm2. Zur Kühlung der Beschallung wurde in einem Eiswasserbad durchgeführt.
Die Anwendung von Leistungsultraschall für geopolymerisation Ergebnisse der Druckfestigkeit des gebildeten Geopolymere erhöht und Festigkeit bei erhöhten Beschallen Erhöhung bis zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die Auflösung von Metakaolinit und Flugasche in alkalischen Lösungen wurde durch Behandlung mit Ultraschall verbessert, da mehr Al und Si in die Gel-Phase für die Polykondensation freigegeben wurde.
Geräte-Empfehlung:
UP200S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Feng, D .; Tan, H .; van Deventer, J. S. J. (2004): Ultraschall verbessert geopolymerisation. Journal of Materials 39/2 Wissenschaft 2004 571-580

Graphen

Ultraschallverfahren:
Reine Graphenschichten können in großen Mengen hergestellt werden, wie durch die Arbeit von Stengl et al. (2011) bei der Herstellung von nicht-stöchiometrischen TiO2 Graphen Nanokomposit durch thermische Hydrolyse der Suspension mit Graphen und Titandioxid-Nanoschichten Peroxokomplex. Die reinen Graphen Nanoblätter wurden aus Naturgraphit unter Strom Beschallen mit einem Ultraschall-1000W Prozessor erzeugten UIP1000hd in einer Hochdruck-Ultraschall-Reaktorkammer bei 5 barü. Die Graphenschichten erhalten werden, durch eine hohe spezifische Oberfläche und einzigartige elektronische Eigenschaften aus. Die Forscher behaupten, dass die Qualität des hergestellten ultraschall Graphen ist viel höher als Graphen durch Hummer-Verfahren erhalten, wobei Graphit abblättert und oxidiert. Da die physikalischen Bedingungen in dem Ultraschallreaktor genau gesteuert werden können und durch die Annahme, dass die Konzentration von Graphen als Dotierungsmittel im Bereich von 1 variieren - 0,001%, ist die Herstellung von Graphen in einem kontinuierlichen System auf kommerziellen Maßstab möglich.
Geräte-Empfehlung:
UIP1000hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.
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Graphenoxide

Ultraschallverfahren:
Graphenoxids (GO) Schichten wurden auf der folgenden Route hergestellt: 25 mg des Graphens Oxidpulver wurden in 200 ml entionisiertem Wasser zugegeben. Durch Rühren erhalten sie eine inhomogene braune Suspension. Die erhaltenen Suspensionen wurden beschallt (30 min, 1,3 × 105j) und nach (bei 373 K) im Ultraschall behandelt Graphenoxids Trocknen hergestellt. Eine FTIR-Spektroskopie zeigte, dass die Ultraschallbehandlung nicht die funktionellen Gruppen von Graphenoxids verändern.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): The Effect of Thermal and Ultrasonic Treatment on the Formation of Graphene-oxide Nanosheets. Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. pp. 1097-1102.
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Hairy Polymernanopartikel durch Abbau von Poly (vinylalkohol)

Ultraschallverfahren:
Ein einfaches Ein-Schritt-Verfahren, basierend auf dem sonochemischen Abbau von wasserlöslichen Polymeren in wässriger Lösung in Gegenwart eines hydrophoben Monomers führt zu funktionellem hairy Polymerteilchen in einem Restfreien Serum. Alle Polymerisationen wurden in einem 250 ml doppelwandige Glasreaktor, ausgestattet mit Prallblechen, einen Temperatursensor, Magnetrührstab und Hielscher ausgeführt US200S Ultraschallprozessor (200 W, 24 kHz), ausgestattet mit einem S14 Titan Sonotrode (Durchmesser = 14 mm, Länge = 100 mm).
Eine Poly(vinylalkohol)-(PVOH)-Lösung wurde durch Lösen einer genauen Menge PVOH in Wasser über Nacht bei 50°C unter kräftigem Rühren hergestellt. Vor der Polymerisation wurde die PVOH-Lösung in den Reaktor eingebracht und die Temperatur auf die gewünschte Reaktionstemperatur eingestellt. Die PVOH-Lösung und das Monomer wurden separat für 1 Stunde mit Argon gespült. Die erforderliche Menge an Monomer wurde unter kräftigem Rühren tropfenweise in die PVOH-Lösung gegeben. Anschließend wurde die Argonspülung aus der Flüssigkeit entfernt und die Ultraschalluntersuchung mit dem UP200S mit einer Amplitude von 80% gestartet. Dabei ist zu beachten, dass die Verwendung von Argon zwei Zwecken dient: (1) die Entfernung von Sauerstoff und (2) sie ist erforderlich, um Ultraschallkavitationen zu erzeugen. Daher wäre ein kontinuierlicher Argonfluss prinzipiell vorteilhaft für die Polymerisation, aber es kam zu übermäßiger Schaumbildung; das hier befolgte Verfahren vermeidet dieses Problem und war ausreichend für eine effiziente Polymerisation. Die Proben wurden periodisch entnommen, um die Umwandlung durch Gravimetrie, Molekulargewichtsverteilung und/oder Partikelgrößenverteilung zu überwachen.
Geräte-Empfehlung:
US200S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Smeets, N. M. B .; E-Rramdani, M .; Van Hal, R. C. F .; Gomes Santana, S .; Quéléver, K .; Meuldijk, J .; Van Herk, JA. M .; Heuts, J. P. A. (2010): Ein einfacher Ein-Schritt sonochemischen Weg zu funktionellem hairy Polymernanopartikel. Weiche Materie, 6, 2010. 2392-2395.

HiPco-SWCNTs

Ultraschallverfahren:
Dispersion von HiPco-SWCNT mit UP400S: In einem 5 ml-Fläschchen 0,5 mg oxidierter HiPcoTM SWCNT (0,04 mmol Kohlenstoff) wurden in 2 ml deionisiertem Wasser von einem Ultraschallprozessor suspendiert UP400S eine schwarz gefärbte Suspension (0,25 mg / ml SWCNT) zu erhalten. Zu dieser Suspension werden 1,4 ul einer Lösung PDDA (20 wt./%, Molekulargewicht = 100.000-200.000) zugegeben, und die Mischung wurde wirbel 2 Minuten lang gemischt. Nach einer zusätzlichen der Beschallung in einem Wasserbad von 5 Minuten wurde die Nanoröhrchen-Suspension bei 5000 g für 10 Minuten zentrifugiert. Der Überstand wurde für AFM-Messungen genommen und anschließend mit siRNA funktionalisiert.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Jung, A. (2007): Funktionale Materialien auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

Hydroxyapatit biokeramischen

Ultraschallverfahren:
Für die Synthese von Nano-HAP wurde eine 40 mL-Lösung von 0,32M Ca(NO3)2 ⋅ 4H2O in ein kleines Becherglas gegeben. Der pH-Wert der Lösung wurde dann auf 9,0 mit ca. 2,5 mL Ammoniumhydroxid eingestellt. Die Lösung wurde dann mit dem Ultraschallgerät sonifiziert. UP50H (50 W, 30 kHz) mit Sonotrode MS7 (7 mm Horndurchmesser), die für 1 Stunde auf eine maximale Amplitude von 100% eingestellt ist. Am Ende der ersten Stunde wurde dann eine 60 mL-Lösung von 0,19 M[KH2PO4] langsam tropfenweise in die erste Lösung gegeben, während eine zweite Stunde der Ultraschall-Bestrahlung durchgeführt wurde. Während des Mischvorgangs wurde der pH-Wert überprüft und auf 9 gehalten, während das Ca/P-Verhältnis auf 1,67 gehalten wurde. Die Lösung wurde dann mittels Zentrifugation (~2000 g) gefiltert, woraufhin der resultierende weiße Niederschlag in eine Reihe von Proben zur Wärmebehandlung dosiert wurde. Es wurden zwei Probensätze hergestellt, wobei die erste aus zwölf Proben für die thermische Behandlung im Rohrofen und die zweite aus fünf Proben für die Mikrowellenbehandlung besteht.
Geräte-Empfehlung:
UP50H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Poinern, G. J. E .; Brundavanam, R .; Thi Le, X .; Djordjevic, S .; Prokic, M .; Fawcett, D. (2011): Thermal und Ultraschall-Einwirkung bei der Bildung von Nanometer-Maßstab Hydroxyapatit biokeramischen. International Journal of Nano 6, 2011. 2083-2095.

Anorganische Fullerenartigen WS2 Nanopartikel

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-Behandlung während der galvanischen Abscheidung von anorganischen fulleren (IF) -ähnlichen WS2 Nanopartikel in einer Nickelmatrix führt zu einer gleichmäßigeren und kompakte Beschichtung erreicht wird. Darüber hinaus hat die Anwendung von Ultraschall eine signifikante Wirkung auf den Gewichtsanteil der in der Metallablagerung Teilchen eingearbeitet. Somit wird die Gew.% IF-WS2 Teilchen, die in der Nickelmatrix erhöht sich von 4,5 Gew.% bis etwa 7 Gew.% (in Filmen unter Beschallung bei 30 W cm hergestellt (in Filmen unter mechanischem Rühren nur gezüchtet)-2 Ultraschall-Intensität).
Ni / IF-WS2 Nanokomposit-Beschichtungen wurden elektrolytisch aus einem Standard-Watts-Bad Nickel abgeschieden, auf die Industriequalität IF-WS2 (Anorganische Fullerene-WS2) Nanopartikel wurden hinzugefügt.
Für das Experiment IF-WS2 zur Nickel Watts Elektrolyte zugegeben und die Suspensionen wurden mindestens 24 h unter Verwendung eines Magnetrührers (300 Umdrehungen pro Minute) für die vor der gleichzeitigen Ablagerung Experimente bei Raumtemperatur intensiv gerührt. Unmittelbar vor dem Elektroabscheidungsverfahren wurden die Suspensionen auf eine 10 min vorgelegt. Ultraschall-Vorbehandlung Agglomeration zu vermeiden. Für Ultraschallbestrahlung, ein UP200S Sondentyp-Ultraschallgerät mit einer Sonotrode S14 (14 mm Spitzendurchmesser) wurde bei 55% Amplitude eingestellt.
Zylindrische Glaszellen mit einem Volumen von 200 ml wurden für die Co-Abscheidung Experimente verwendet. Die Beschichtungen wurden auf flachen kommerziellen unlegiertem Stahl (Grad St37) Kathoden von 3cm hinterlegt2. Die Anode war eine reine Nickelfolie (3cm2) An der Seite des Gefäßes positioniert ist, von Angesicht zu der Kathode zugewandt ist. Der Abstand zwischen Anode und Kathode betrug 4 cm. Die Substrate wurden entfettet, in kaltem destilliertem Wasser gespült, in einer 15% igen HCl-Lösung aktiviert (1 min.) Und erneut in destilliertem Wasser gespült. Electrocodeposition wurde A dm bei einer konstanten Stromdichte von 5,0 durchgeführt-2 während 1 Stunde mit einem Gleichstromnetzteil (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350). Um eine gleichmäßige Partikelkonzentration in der Schüttgutlösung aufrechtzuerhalten, wurden während des Galvanisierungsprozesses zwei Rührmethoden eingesetzt: die mechanische Rührtechnik durch ein Magnetrührwerk (ω = 300 U/min) am Boden der Zelle und die Ultraschalltechnik mit dem Ultraschallprüfgerät. UP200S. Die Ultraschallsonde (Sonotrode) wurde direkt von oben in die Lösung eingetaucht und genau zwischen Arbeits- und Gegenelektrode so positioniert, dass es keine Abschirmung gab. Die Intensität des auf das elektrochemische System gerichteten Ultraschalls wurde durch die Steuerung der Ultraschallamplitude variiert. In dieser Studie wurde die Schwingungsamplitude im kontinuierlichen Modus auf 25, 55 und 75% eingestellt, was einer Ultraschallintensität von 20, 30 und 40 W cm entspricht.-2 jeweils durch einen Prozessor verbunden mit einem Ultraschallleistungsmesser (Hielscher Ultrasonics) gemessen. Die Elektrolyttemperatur wurde bei 55◦C mit einem Thermostat gehalten. Die Temperatur wurde gemessen vor und nach jedem Experiment. Temperaturerhöhung durch Ultraschallenergie nicht 2-4◦C überschreiten. Nach der Elektrolyse wurden die Proben in Ethanol für 1 min mit Ultraschall gereinigt. locker adsorbieren Partikel von der Oberfläche zu entfernen.
Geräte-Empfehlung:
UP200S mit Ultraschallhorn / Sonotrode S14
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
García-Lecina, E .; García-Urrutia, I .; Dieza, J. A .; Fornell, B .; Pellicer, E .; Sortieren, J. (2013): Mitabscheidung von anorganischen fullerenähnlichen WS2-Nanopartikeln in einer galvanisch abgeschiedenen Nickelmatrix unter dem Einfluss der Ultraschallbewegung. Electrochimica Acta 114, 2013 859-867.

Latex-Synthese

Ultraschallverfahren:
Herstellung von P(St-BA)-Latex
P (St-BA) Poly (styrol-R-butylacrylat) P (St-BA) Latexteilchen wurden durch Emulsionspolymerisation in Gegenwart von oberflächenaktiven DBSA synthetisiert. 1 g DBSA wurde zuerst in 100 ml Wasser in einem Dreihalskolben gegeben und der pH-Wert der Lösung wurde auf 2,0 gelöst. Gemischte Monomere von 2,80 g St und 8,40 g BA mit dem Initiator AIBN (0,168 g) wurde in die DBSA-Lösung gegossen. Die O / W-Emulsion wurde mit einem durch Beschallung für 1 h, gefolgt durch magnetisches Rühren hergestellt UIP1000hd mit Sonotrode (Sonde / Sonotrode) für weitere 30 min in dem Eisbad ausgestattet. Schließlich wurde die Polymerisation bei 90degC in einem Ölbad für 2 h unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt.
Geräte-Empfehlung:
UIP1000hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Fabrication of flexible conductive films derived from poly(3,4-ethylenedioxythiophene)epoly(styrenesulfonic acid) (PEDOT:PSS) on the nonwoven fabrics substrate. Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143-148.
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Blei-Auslaugung (ultraschall-gestützte Auslaugung)

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Auslaugung von Blei aus kontaminierten Bodenproben:
Die Versuche zur Ultraschallauslaugung wurden mit dem Ultraschallgerät UP400S mit Titansonotrode S14 (Durchmesser 14mm) durchgeführt. Die ultraschallfrequenz beträgt 20kHz. Das Ultraschallhorn (Sonotrode) wurde kalorimetrisch auf die Ultraschallintensität von 51 ± 0,4 W cm-2 kalibriert. Alle Experimente zur Sono-Auslaugung wurden in einer temperierbaren doppelwandigen Glaszelle bei 25 ± 1°C durchgeführt. Drei Versuchsreihen wurden für das ultraschall-gestützte Laugungsverfahren untersucht (jeweils 1L Lösung): 6 mL 0,3 Mol L-2 Essigsäure-Lösung (pH 3,24), 3% (V/V) Salpetersäure (pH 0,17) und eine Pufferlösung aus Essigsäure/Acetat (pH 4,79) wurden durch das Mischen von 60mL 0,3 Mol L-1 Essigsäure mit 19 mL 0,5 Mol L-1 NaOH hergestellt. Nach der Ultraschall-Auslaugung wurden die Proben durch Filterpapier gefiltert, um die ausgelaugte Lösung aus den Bodenproben abzutrennen. Anschließend wurde das Blei mittels galvanischer Abschiebung (Elektrodeposition) der ausgelaugten Lösung und der Bodenprobe nach der Beschallung getrennt.
Es konnte gezeigt werden, dass Ultraschall eine effektive Methode der Auslaugung von Blei aus kontaminierten Bodenproben ist. Zudem eignet sich Ultraschall auch hervorragend dazu, um die Gesamtentnahme herauslösbaren Bleis aus Bodenproben zu verbessern, wodurch die Bodenproben weniger gefährliche Substanzen enthalten.
Geräte-Empfehlung:
UP400S mit Sonotrode H14
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Ultrasound Leaching and Electrochemical Treatment Combined for Lead Removal Soil. Journal of New Materials for Electrochemical Systems 10, 2007. 195-199.

Nanopartikel-Suspension Vorbereitung

Ultraschallverfahren:
Bare nTiO2 (5 nm durch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)) und NZnO (20nm durch TEM) und polymerbeschichteten nTiO2 (3-4nm durch TEM) und NZnO (3-9nm durch TEM) Pulver wurden verwendet, um die Nanopartikel-Suspensionen herzustellen. Die kristalline Form der NPs war für den Anatas nTiO2 und amorphe für NZnO.
00,1 g von Nanopartikel-Pulver wurde in ein 250 ml Becherglas ein paar Tropfen deionisiertes (DI) Wasser gewogen enthält. Die Nanopartikel wurden dann mit einem Spatel aus rostfreiem Stahl gemischt, und das Becherglas auf 200 ml mit entionisiertem Wasser gefüllt, gerührt und dann für 60 s mit Ultraschall behandelt. bei 90% Amplitude mit den Hielscher UP200S Ultraschallprozessor, um ein 0,5 g / L Stoffsuspension erhalten wird. Alle Stoffsuspensionen wurden für maximal zwei Tage bei 4 ° C gehalten.
Geräte-Empfehlung:
UP200S oder UP200St
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Petosa, A. R. (2013): Transport, Ablagerung und Aggregation von Metalloxid-Nanopartikeln in gesättigten granuläre porösem Medium: Rolle der Wasserchemie, Kollektorfläche und Partikelbeschichtung. Dissertation McGill University in Montreal, Quebec, Kanada 2013 111-153.
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Magnetit nano Teilchenausfällung

Ultraschallverfahren:
Das Magnetit (Fe3O4) Nanopartikel wird durch Cofällung einer wässrigen Lösung von Eisen (III) -chlorid-Hexahydrat und Eisen (II) sulfat-Heptahydrat mit einem molaren Verhältnis von Fe3 + / Fe2 + = 2: 1 hergestellt. Die Eisenlösung wird jeweils mit konzentriertem Ammoniumhydroxid und Natriumhydroxid ausgefällt. Fällungsreaktion wird unter Ultraschallbestrahlung durchgeführt wird, die Reaktanden durch die caviatational Zone im Ultraschalldurchflussreaktorkammer zugeführt wird. Um jegliche pH-Gradienten zu vermeiden, muss das Fällmittel über gepumpt werden. Die Teilchengrößenverteilung des Magnetits wurde unter Verwendung von Photonenkorrelationsspektroskopie gemessen Ultraschall induzierte Mischen verringert die mittlere Teilchengröße im Bereich von 12- 14 nm bis auf ca. 5-6 nm.
Geräte-Empfehlung:
UIP1000hd mit Durchflusszellenreaktor
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): Kontinuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen-(II,III) Oxid. ICVT, TU-Clausthal. Poster präsentiert auf der GVC Jahrestagung 2004.
Banert, T .; Brenner, G .; Peuker, U. A. (2006): Betriebsparameter eines kontinuierlichen Sono-chemischen Fällungsreaktor. Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.-27. April 2006.
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Nickelpulver

Ultraschallverfahren:
Herstellung einer Suspension von Ni-Pulver mit einem Polyelektrolyten bei einer basischen pH-Wert (die Auflösung zu verhindern und die Entwicklung von NiO angereicherter Spezies an der Oberfläche zu fördern), auf Acrylbasis Polyelektrolyten und Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH).
Geräte-Empfehlung:
UP200S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Mora, M .; Lennikov, V .; Amaveda, H .; Angurel, L. A .; de la Fuente, G. F .; Bona, M. T .; Mayoral, C .; Andres, J. M .; Sanchez-Herencia, J. (2009): Herstellung von Superconducting Beschichtungen auf Strukturkeramikfliesen. Angewandte Supraleitung 19/3 2009. 3041 bis 3044.

PbS - Synthese von Bleisulfid-Nanopartikeln

Ultraschallverfahren:
Bei Raumtemperatur wurden 0,151 g Bleiacetat (Pb (CH3COO) 2.3H2O) und 0,03 g TAA (CH3CSNH2) wurden zu 5 ml der ionischen Flüssigkeit gegeben, [EMIM] [EtSO4], und 15 ml bidestilliertem Wasser in einem 50 ml-Becherglas Ultraschall Bestrahlung mit einem auferlegten UP200S für 7 Min. beschallt. Die Ultraschallsonde / Sonotrode S1 wurde direkt in die Reaktion-Lösung eingetaucht. Es bildete sich eine dunkelbraune Suspension, die zentrifugiert wurde, um den Niederschlag auszufällen. Der Niederschlag wurde zweimal mit doppelt destilliertem Wasser und Ethanol gewaschen, um nicht-reagierte Reagenzien zu entfernen. Um die Auswirkung des Ultraschalls auf die Eigenschaften der Produkte zu untersuchen, wurde eine weitere Vergleichsprobe vorbereitet, bei der die Reaktionsparameter konstant gehalten wurden, mit der Ausnahme, dass die Vergleichsprobe für 24 Std. kontinuierlich gerührt wurde anstatt mit Ultraschall sonorisiert zu werden.
Ultraschall-unterstützte Synthese in wässriger ionischer Flüssigkeit bei Raumtemperatur wurde zur Herstellung von PbS Nanopartikel vorgeschlagen. Diese Raumtemperatur und umweltfreundliche grüne Methode ist schnell und Template-frei, was bemerkenswert Synthesezeit verkürzt und vermeidet die komplizierten Syntheseverfahren. Die so hergestellten Nanocluster zeigen eine enorme Blauverschiebung von 3,86 eV, die sehr geringe Größe zugeschrieben werden können, um von Teilchen und Quanten-Confinement-Effekt.
Geräte-Empfehlung:
UP200S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Facile and Room Temperature Preparation and Characterization of PbS Nanoparticles in Aqueous [EMIM][EtSO4] Ionic Liquid Using Ultrasonic Irradiation. Bulletin of Korean Chemical Society 29/ 1, 2008. 53-56.

gereinigte Nanoröhrchen

Ultraschallverfahren:
Die gereinigten Nanoröhrchen wurden dann in 1,2-Dichlorethan (DCE) durch Beschallung mit einem Hochleistungs-Ultraschall-Gerät ausgesetzt UP400S, 400W, 24 kHz) bei Pulsbetrieb (Zyklen), um eine schwarz gefärbte Suspension zu ergeben. Bündel von agglomerierten Nanoröhrchen wurden anschließend in einem Zentrifugationsschritt für 5 Minuten bei 5000 Umdrehungen pro Minute entfernt.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Witte, P. (2008): Amphiphile Fullerene für Biomedizinische und Optoelektronische Anwendungen. Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.

SAN / CNTs Verbund

Ultraschallverfahren:
Zur Dispergierung von CNTs in der SAN-Matrix wurde eine Hielscher UIS250V mit Sonotrode zur Sondentyp-Sondierung eingesetzt. Erste CNTs wurden in 50 ml destilliertem Wasser durch Sondierung für etwa 30 Minuten dispergiert. Um die Lösung zu stabilisieren, wurde SDS im Verhältnis von ~1% der Lösung hinzugefügt. Danach wurde die erhaltene wässrige Dispersion von CNTs mit der Polymersuspension kombiniert und für 30 Minuten mit dem mechanischen Rührwerk Heidolph RZR 2051 gemischt und anschließend wiederholt für 30 Minuten sonifiziert. Für die Analyse wurden SAN-Dispersionen mit unterschiedlichen CNT-Konzentrationen in Teflonformen gegossen und 3-4 Tage bei Raumtemperatur getrocknet.
Geräte-Empfehlung:
UIS250v
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Bitenieks, J .; Meri, R. M .; Zicans, J .; Maksimovs, R .; Vasile, C .; Musteata, V. E. (2012): Styrol-Acrylat / Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Nanokomposite: mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften. In: Proceedings der estnischen Akademie der Wissenschaften 61/3 2012. 172-177.

Siliciumcarbid (SiC) Nanopulver

Ultraschallverfahren:
Siliciumcarbid (SiC) Nanopulver wurde in tetra- hydrofurane Lösung des Anstrichs unter Verwendung eines Hielscher deagglomeriert und vertrieben UP200S Hochenergie-Ultraschallprozessor, bei einer akustischen Leistungsdichte von 80 W / cm-Betrieb2. Die SiC-Deagglomeration wurde zunächst in reinem Lösungsmittel mit etwas Waschmittel durchgeführt, anschließend wurden Teile der Farbe zugegeben. Der gesamte Prozess dauerte 30 Minuten und 60 Minuten bei Proben, die für die Tauchlackierung bzw. den Siebdruck vorbereitet wurden. Während der Ultraschalluntersuchung wurde eine ausreichende Kühlung des Gemisches vorgenommen, um ein Kochen des Lösungsmittels zu vermeiden. Nach der Ultraschallbestimmung wurde Tetrahydrofuran in einem Rotationsverdampfer verdampft und der Härter dem Gemisch zugegeben, um eine für den Druck geeignete Viskosität zu erhalten. Die SiC-Konzentration im resultierenden Verbund betrug 3% Gew.-% in Proben, die für die Tauchbeschichtung vorbereitet wurden. Für den Siebdruck wurden zwei Probenchargen mit einem SiC-Gehalt von 1 % vorbereitet. – 3% wt für vorläufige Verschleiß- und Reibungstests und 1,6 – 2,4% wt für die Feinabstimmung der Komposite auf Basis von Verschleiß- und Reibungstestergebnissen.
Geräte-Empfehlung:
UP200S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Celichowski G .; Psarski M .; Wiśniewski M. (2009): Elastische Fadenspanner mit einem nicht kontinuierlichen Antiverschleiß- Nanokomposit-Muster. Fasern & Textilien in Osteuropa 17/1 2009. 91-96.

SWNT einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen

Ultraschallverfahren:
Sonochemischen Synthese: 10 mg SWNT und 30 ml 2% MCB-Lösung 10 mg SWNT und 30 ml 2% MCB Lösung, UP400S Beschallen Intensität: 300 W / cm2, Beschallungsdauer: 5h
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Koshio, A .; Yudasaka, M .; Zhang, M .; Iijima, S. (2001): Ein einfacher Weg einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit organischen Materialien Verwendung von Ultrasoni zu chemisch reagieren. Nano Letters 1/7, 2001. 361-363.

hydrosulfidierte SWCNTs

Ultraschallverfahren:
25 mg thioliertem SWCNT (2,1 mmol Kohlenstoff) wurden in 50 ml entionisiertem Wasser unter Verwendung eines 400 W Ultraschallprozessor suspendiert (UP400S). Anschließend wurde die Suspension auf die frisch hergestellte Au (NP) Lösung gegeben, und das Gemisch wurde 1 h gerührt. Au (NP) -SWCNTs wurde durch Mikrofiltration (Cellulosenitrat) extrahiert und gründlich mit entionisiertem Wasser gewaschen. Das Filtrat war rot gefärbt, wie die kleine Au (NP) (mittlerer Durchmesser ≈ 13 nm) effektiv die Filtermembran (Porengrße 0,2 um) passieren konnten.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Jung, A. (2007): Funktionale Materialien auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO2 / Perlite Verbund

Ultraschallverfahren:
Die TiO2 / Perlit-Verbundmaterialien wurden preparedlows. Zunächst werden 5 ml Titanisopropoxid (TIPO), Aldrich 97%, wurde in 40 ml Ethanol, Carlo Erba, gelöst und 30 min gerührt. Dann wurden 5 g Perlit zugegeben und die Dispersion wurde für 60 min gerührt. Die Mischung wurde weiter homogenisiert, um die Ultraschallspitze Beschaller unter Verwendung UIP1000hd. Gesamtenergieeintrag von 1 Wh wurde Beschallungszeit für 2 min angewendet. Schließlich wurde die Aufschlämmung mit 100 ml Ethanol verdünnt Suspension zu empfangen und die erhaltene Flüssigkeit wurde als Vorläufer-Lösung (PS) nominiert. Die hergestellte PS war bereit, durch das Flammsprühpyrolyse System verarbeitet werden.
Geräte-Empfehlung:
UIP1000hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Giannouri, M. Kalampaliki, Th.; Todorova, N. Giannakopoulou, T. Boukos, N. Petrakis, D. Vaimakis, T. Trapalis, C. (2013): Ein-Schritt-Synthese von TiO2 / Perlite Composites durch Flammsprühpyrolyse und ihre Photocatalytic Verhalten. International Journal of Photoenergie 2013.
Ultraschall-Homogenisatoren sind leistungsfähige Mischwerkzeuge zu zerstreuen, desagglomerieren und Mühle Partikel Submikron- und Nanogröße

Ultraschalldisperser UP200S für Teilchen- und Pulververarbeitung

Ultraschall-gestützte Partikelbehandlung:

Dispergieren

Desagglomeration

Mahlen

Fällung

Synthese

Funktionalisierung

Polymerisation

    – Ultraschall-gestützte Auslaugung
    – Beschichtung
    – Kristallisation

Sono-Fragmentierung

Ultraschall-gestützte Sol-Gel-Chemie

Sono-Katalyse

Lösen

Ultraschall-Scavenging


Ultraschallgeräte für das Technikum und die Produktion erfüllen die gängige Industrienorm, z.B. UIP1500hd (Klicken um zu vergrößern!)

Ultraschallgerät UIP1500hd mit Durchflussreaktor

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Leistungsstarker Ultraschall, der in Flüssigkeiten gekoppelt ist, erzeugt intensive Kavitation. Die extremen Kavitationseffekte erzeugen feinpulvrige Schlämme mit Partikelgrößen im Submikron- und Nanobereich. Weiterhin wird die Partikeloberfläche aktiviert. Mikrostrahl- und Stoßwelleneinschläge sowie Kollisionen zwischen Partikeln haben erhebliche Auswirkungen auf die chemische Zusammensetzung und physikalische Morphologie von Feststoffen, die die chemische Reaktivität sowohl von organischen Polymeren als auch von anorganischen Feststoffen drastisch verbessern können.

„Die extremen Bedingungen im Inneren kollabierenden Blasen erzeugen hochreaktive Spezies, die für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, zum Beispiel der Einleitung der Polymerisation ohne Zusatz von Initiatoren. Als ein weiteres Beispiel erzeugt die sonochemische Zersetzung von flüchtigen organometallischen Vorstufen in hohen Siedepunkt Lösungsmitteln nanostrukturierten Materialien in verschiedenen Formen mit hohen katalytischen Aktivitäten. Nanostrukturierte Metalle, Legierungen, Carbide und Sulfide, Nanometer-Kolloide und nanostrukturierten Trägerkatalysatoren können alle durch diesen allgemeinen Weg hergestellt werden.“

[Suslick / Preis 1999: 323]

Literatur

  • Suslick, K. S .; Preis, G. J. (1999): Anwendungen von Ultraschall Materialchemie. Annu. Rev. Mater. Sci. 29, 1999. 295-326.

Wissenswertes

Ultraschallhomogenisatoren werden oft als Ultraschallgeber, Ultraschalldisperser, Sonolyzer, Ultraschall-Disruptor, Ultraschallmühle, Sono-Ruptor, Sonifier, Ultraschall-Dismembrator, Ultraschallemulgiersystem oder Ultraschallfinger bezeichnet. Die verschiedenen Bezeichnungen ergeben sich aus den vielfältigen Anwendungen, für die Hochleistungsultraschall eingesetzt wird.