Usaldusväärne nanoosakeste dispersioon tööstuslikeks rakendusteks

Suure võimsusega ultraheliuurus võib tõhusalt ja usaldusväärselt lagundada osakeste aglomeraate ja isegi laguneda primaarseid osakesi. Tänu oma suure jõudlusega dispersioonijõudlusele kasutatakse eelistatud meetodina sondi tüüpi ultrasonikaatoreid homogeensete nanoosakeste suspensioonide loomiseks.

Usaldusväärne nanoosakeste dispersioon ultraheliuuringu abil

Ultrasonic dispersion is highly efficient in dispersing and deagglomerating nanoparticles.Paljud tööstusharud nõuavad suspensioonide ettevalmistamist, mis on koormatud nanoosakesed. Nanoosakesed on tahked ained, mille osakeste suurus on alla 100nm. Tänu osakeste suurusele väljendavad nanoosakesed ainulaadseid omadusi, nagu erakordne tugevus, kõvadus, optilised omadused, torustik, UV-takistus, juhtivus, elektrilised ja elektromagnetilised (EM) omadused, söövitusvastane toime, kriimustuskindlus ja muud erakordsed omadused.
Kõrge intensiivsusega, madala sagedusega ultraheli loob intensiivse akustilise kavitatsiooni, mida iseloomustavad äärmuslikud tingimused, nagu nihkejõud, väga kõrge rõhu ja temperatuuri diferentsiaalid ning turbulentsid. Need kavitatsioonijõud kiirendavad osakeste vahelisi kokkupõrkeid põhjustavaid osakesi ja sellest tulenevalt osakeste purunemist. Sellest tulenevalt saadakse nanostruktuursed materjalid, millel on kitsas osakeste suuruskõver ja ühtlane jaotumine.
Ultraheli hajutamisseadmed sobivad igasuguste nanomaterjalide töötlemiseks vees ja orgaanilistes lahustites, millel on madal kuni väga kõrge viskoossus.

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonic dispersion is a highly efficient technology for detangling and deagglomerating nanoparticles. Therefore, ultrasonicators from Hielscher Ultrasonics are widely used in industry to produce larger-scale nanodispersions and nano-structured suspensions.

Ultraheli dispergeerijate tööstuslik paigaldamine (2x UIP1000hdT) nanoosakeste ja nanotorude töötlemiseks pidevas tekstisiseses režiimis.

Ultraheli dispersioon sobib

  • nanoosakesed
  • Ultrasonic dispersion and deagglomeration is a high-performance process to produce stable, nano-sized carbon black dispersions.

  • ülipeed osakesed
  • nanotorud
  • nanokristaalid
  • nanokomopsiitmaterjalid
  • nanokiud
  • kvanttäpid
  • nanoplaadid, nanolehed
  • nanoroodid, nanotraadid
  • 2D ja 3D nanostruktuurid

Süsinik-nanotorude ultraheli dispersioon

Ultraheli dispergeerijaid kasutatakse laialdaselt süsiniknanotorude (CNTs) hajutamiseks. Ultrahelitöötlus on usaldusväärne meetod üheseinaliste süsiniknanotorude (SWCNTs) ja mitmeseinaliste süsiniknanotorude (MWCNTs) detangle ja hajutamiseks. Näiteks väga juhtiva termoplastilise polümeeri tootmiseks on kõrge puhtusastmega (> 95%) Nanotsüal® 3100 (MWCNTs; välisläbimõõt 9,5 nm; puhtus 95 +%) ultraheliga hajutatud Hielscher UP200S-iga 30min. toatemperatuuril. Ultraheli hajutatud Nanocyl® 3100 MWCNTs kontsentratsioonis 1% w / w epoksüvaigus näitas paremat juhtivust umbes 1,5 × 10-2 S / m.

Nikli nanoosakeste ultraheli dispersioon

Nikli nanoosakesi saab edukalt toota ultraheli-assited hüdrasiini vähendamise sünteesi kaudu. Hüdrasiini redutseerimise sünteesitee võimaldab tp-l valmistada sfäärilise kujuga puhast metallilist nikkel-nanoosakest, vähendades nikkelkloriidi keemiliselt hüdrasiiniga. Adámi uurimisrühm näitas, et ultraheliuuring – kasutades Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – suutis säilitada keskmise primaarse kristalliidi suuruse (7–8 nm) sõltumata kasutatavast temperatuurist, samas kui intensiivsete ja lühemate ultrahelitöötlusperioodide kasutamine võib pindaktiivse aine puudumisel vähendada sekundaarsete agregeeritud osakeste solvdünaamilisi läbimõõte 710 nm-lt 190 nm-ni. Suurimat happesust ja katalüütilist aktiivsust mõõdeti kerge (30 W väljundvõimsuse) ja pideva ultraheliravi abil valmistatud nanoosakeste puhul. Nanoosakeste katalüütilist käitumist testiti Suzuki-Miyaura risthaakereaktsioonis viie tavapärasel viisil valmistatud proovi ja ultraheli viisil. Ultraheliga valmistatud katalüsaatorid toimisid tavaliselt paremini ja suurimat katalüütilist aktiivsust mõõdeti väikese võimsusega (30 W) pideva ultrahelitöötluse all valmistatud nanoosakestel.
Ultraheliravil oli oluline mõju nanoosakeste agregatsioonikalduvusele: hävitatud kavitatsioonitühjuste defragmentimise mõju jõulise massiülekandega võib ületada hävitatud kavitatsioonitühjuste atraktiivse elektrostaatilise jõulise massiülekandega, mis võib ületada osakeste vahelised atraktiivsed elektrostaatilised ja van der Waalsi jõud.
(vrd Adám et al. 2020)

The ultrasonic homogenization setup SonoStation consists of ultrasonic disperser, agitator, pump and tank. It is a complete turn-key setup for mixing applications.

SonoStation – Ultraheli dispersioonsüsteem, millel on segaja, paak ja pump. SonoStation on mugav valmis-sonicate seadistus keskmise suurusega ja suurematele mahtudele

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Wollastonite Nanoosakeste ultraheli süntees

Wollastoniit on kaltsiuminosilikaatmineraal, mille keemiline valem CaSiO3 Wollastonite on laialdaselt kasutusel tsemendi, klaasi, tellise ja plaatide tootmisel ehitustööstuses, kuna see voolab terase valamisel, samuti lisaainena katete ja värvide tootmisel. Näiteks wollastoniit pakub tugevdamist, kõvenemist, madalat õli neeldumist ja muid täiustusi. Wollastonite suurepäraste tugevdavate omaduste saamiseks on oluline nano-skaala deagglomeration ja ühtlane dispersioon.
Dordane ja Doroodmand (2021) näitasid oma uuringutes, et ultraheli dispersioon on väga oluline tegur, mis kipub wollastonite nanoosakeste suurust ja morfoloogiat oluliselt mõjutama. Et hinnata ultrahelitöötluse panust wollastoniit-nano-dispersioonile, sünteesis uurimisrühm wollastoniit nanoosakesi suure võimsusega ultraheliga ja ilma selleta. Ultrahelitöötluse uuringutes kasutasid teadlased ultraheli protsessor UP200H (Hielscher Ultrasonics) sagedusega 24 kHz 45,0 min. Ultraheli nano-dispersiooni tulemused on näidatud allpool olevas kõrge eraldusvõimega SEM-is. SEM-i pilt näitab selgelt, et wollastoniitproov enne ultraheliravi on aglomeeritud ja koondatud; pärast ultrahelitöötlust UP200H ultrasonikaatoriga on wollastoniitosakeste keskmine suurus umbes 10nm. Uuring näitab, et ultraheli dispersioon on usaldusväärne ja tõhus meetod wollastonite nanoosakeste sünteesimiseks. Keskmist nanoosakese suurust saab kontrollida ultraheli töötlemise parameetrite reguleerimisega.
(vrd Dordane ja Doroodmand, 2021)

Ultrasonically prepared nanoparticles of wollastonite.

Wollastonite nanoosakeste (A) SEM-kujutised enne ja (B) pärast ultraheliuuringut Ultraheli protsessor UP200H 45,0 min.
Uuring ja pilt: ©Dordane ja Doroodmand, 2021.

Ultraheli Nanofiller dispersioon

Ultrahelitöötlus on mitmekülgne meetod nanokiudude hajutamiseks ja deagglomeraadiks vedelikes ja lägades, nt polümeerides, epoksüvaikudes, kõvendites, termoplastides jne. Seetõttu kasutatakse ultrahelitöötlust laialdaselt väga tõhusa dispersioonimeetodina R&D ja tööstustoodang.
Zanghellini et al. (2021) uuris nanootsijate ultraheli dispersiooni tehnikat epoksüvaigus. Ta suutis näidata, et ultrahelitöötlus suutis hajutada nanootsijate väikesed ja kõrged kontsentratsioonid polümeermaatriksiks.
Võrreldes erinevaid koostisi, näitas 0,5 wt% oksüdeeritud CNT kõigi sonicated proovide parimaid tulemusi, mis näitasid enamiku aglomeraatide suuruse jaotust võrreldavas vahemikus kolme rulliga veskis toodetud prooviga, mis on hea sidumine kõvenejaga, perkolatsioonivõrgu moodustumine dispersiooni sees, mis viitab sette stabiilsusele ja seega nõuetekohasele pikaajalisele stabiilsusele. Suuremad täitekogused näitasid sarnaseid häid tulemusi, kuid ka selgemate sisevõrkude ja mõnevõrra suuremate aglomeraatide moodustumist. Isegi süsiniknanokiude (CNF) saab ultrahelitöötluse abil edukalt hajutada. Usa nanootsijate otsene dispersioon kõvendussüsteemides ilma täiendavate lahustiteta saavutati edukalt ja seega võib seda pidada kohaldatavaks meetodiks lihtsa ja sirgjoonelise dispersiooni puhul, millel on potentsiaal tööstuslikuks kasutamiseks. (vrd Zanghellini et al., 2021)

Ultrasonic dispersion is highly efficient in dispersing nanofillers into polymers and epoxy resins.

Erinevate nanootsijate võrdlus, mis on hajutatud kõvendis sondi tüüpi ultraheliuuringu abil: a) 0,5 wt% süsiniknanokiud (CNF); b) 0,5 massiprotsenti CNToxidi; c) 0,5 massiprotsenti süsiniknanotoru (CNT); d) 0,5 massiprotsenti CNT pooldispaisutatud.
Uuring ja pilt: ©Zanghellini et al., 2021

Nanoosakeste ultraheli dispersioon – Teaduslikult tõestatud paremuse jaoks

Uuringud näitavad paljudes keerulistes uuringutes, et ultraheli dispersioon on üks paremaid meetodeid nanoosakeste deagglomeraadiks ja jaotamiseks isegi suurel kontsentratsioonil vedelikes. Näiteks uuris Vikash (2020) nano-ränidioksiidi suurte koormuste hajutamist viskoossetes vedelikes, kasutades Hielscheri ultraheli dispergeerijat UP400S. Oma uuringus jõuab ta järeldusele, et "nanoosakeste stabiilset ja ühtlast dispersiooni on võimalik saavutada ultra-ultrahelitöötlusseadmeabil viskoossete vedelike suurel tahkel koormusel." [Vikash, 2020]

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Hielscher Ultrasonics dispergeerijaid kasutatakse edukalt:

  • hajutamine
  • Deagglomerating
  • Lagunemine / Freesimine
  • osakeste suuruse vähendamine
  • Nanoosakeste süntees ja sademed
  • Pinna funktsionaliseerimine
  • Osakeste modifitseerimine

Suure jõudlusega ultraheli protsessorid nanoosakeste hajutamiseks

Hielscher Ultrasonics ultraheli protsessi parameetrite täpne kontroll' intelligentne tarkvaraHielscher Ultrasonics on teie usaldusväärne tarnija usaldusväärsete suure jõudlusega ultraheli seadmete jaoks laborist ja piloodist kuni täistööstussüsteemideni. Hielscheri ultraheli’ seadmetel on keerukas riistvara, nutikas tarkvara ja silmapaistev kasutajasõbralikkus – projekteeritud ja toodetud Saksamaal. Hielscheri tugevaid ultraheli masinaid dispersiooniks, deagglomeratsiooniks, nanoosakeste sünteesiks ja funktsionaliseerimiseks saab kasutada 24/ 7 / 365 täiskoormusel. Sõltuvalt teie protsessist ja tootmisrajatisest saab meie ultrasonikaatoreid käitada partii- või pidevas tekstisiseses režiimis. Erinevad tarvikud, nagu sonotroodid (ultraheli sondid), võimendussarved, voolurakud ja reaktorid, on kergesti kättesaadavad.
Võtke meiega nüüd ühendust, et saada rohkem tehnilist teavet, teaduslikke uuringuid, protokolle ja tsitaati meie ultraheli nano-dispersioonisüsteemidele! Meie hästi koolitatud, kogenud töötajad arutavad teiega hea meelega teie nanorakendust!

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

partii Köide flow Rate Soovitatavad seadmed
1 kuni 500 ml 10 kuni 200 ml / min UP100H
10 kuni 2000 ml 20 kuni 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 kuni 20 l 0.2 kuni 4 l / min UIP2000hdT
10 kuni 100 l 2 kuni 10 l / min UIP4000hdT
e.k. 10 kuni 100 l / min UIP16000
e.k. suurem klastri UIP16000

Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allolevat vormi, et küsida lisateavet ultraheli protsessorite, rakenduste ja hinna kohta. Meil on hea meel arutada teie protsessi teiega ja pakkuda teile ultraheli süsteem, mis vastab teie vajadustele!









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.



Kirjandus/viited


Faktid Tasub teada

Mis on nanostruktuursed materjalid?

Nanostruktuur määratletakse siis, kui süsteemi vähemalt üks mõõde on väiksem kui 100nm. Teisisõnu on nanostruktuur struktuur, mida iseloomustab selle vahepealne suurus mikroskoopilise ja molekulaarse skaala vahel. Nanostruktuuride nõuetekohaseks kirjeldamiseks on vaja eristada nanoskaalal oleva objekti mahu mõõtmete arvu.
Allpool leiate mõned olulised terminid, mis kajastavad nanostruktuursete materjalide eriomadusi:
Nanoskaala: ligikaudu 1–100 nm suurusvahemik.
Nanomaterjal: materjal, millel on nanoskaala mõõtmes mis tahes sise- või välisstruktuur. Termineid nanoosakesed ja ülipeed osakesed (UFP) kasutatakse sageli sünonüümina, kuigi ülipeiste osakeste suurus võib ulatuda mikromeetri vahemikku.
Nanoobjekt: materjal, millel on üks või mitu perifeerset nanoskaala mõõdet. Nanoosake: nanoobjekt kolme välise nanoskaala mõõtmega
Nanokiud: kui nanomaterjalis on kaks sarnast välisnanoskaala mõõdet ja kolmas suurem mõõde, nimetatakse seda nanokiust.
Nanokomposiit: mitmefaasiline struktuur, millel on vähemalt üks nanoskaala mõõde.
Nanostruktuur: omavahel ühendatud koostisosade koostis nanoskaala piirkonnas.
Nanostruktuuriga materjalid: materjalid, mis sisaldavad sisemist või pinna nanostruktuuri.
(vrd Jeevanandam et al., 2018)


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid Lab et tööstuslik suurus.