نانوالماس های پراکنده شده در سوسپانسیون آبی با فراصوت
پراکندگی نانوالماس کارآمد و به سرعت با استفاده از پراکنده کننده های مافوق صوت تولید می شود. جداسازی و پراکندگی التراسونیک نانوالماس ها را می توان به طور قابل اعتماد در یک سیستم تعلیق آبی انجام داد. روش پراکندگی اولتراسونیک با استفاده از نمک برای اصلاح pH و در نتیجه آسان است, ارزان, و تکنیک بدون آلاینده, که می تواند به راحتی در مقیاس صنعتی استفاده می شود.
نانوالماس را می توان کارآمد و قابل اعتماد پراکنده با استفاده از اولتراسونیک Hielscher است.
راکتورهای جریان اولتراسونیک برای تولید صنعتی دوغاب نانوالماس آبی.
فرز التراسونیک و پراکندگی نانوالماس چگونه کار می کند؟
پراکندگی التراسونیک با استفاده از nanodiamonds خود را به عنوان رسانه فرز. کاویتاسیون صوتی تولید شده توسط امواج اولتراسوند با قدرت بالا جریان مایع با سرعت بالا ایجاد می کند. این جریان های مایع ذرات (به عنوان مثال، الماس) را در دوغاب شتاب می دهند به طوری که ذرات تا 280 کیلومتر بر ثانیه برخورد می کنند و به ذرات کوچک نانو خرد می شوند. این باعث می شود اولتراسونیک آسیاب و پراکندگی یک روش آسان، ارزان و بدون آلاینده است، که به طور قابل اعتماد نانوالماس را به ذرات نانو اندازه پایدار در محلول کلوئیدی آبی در محدوده وسیع pH deagglomerate deagglomerates می کند. از نمک (کلرید سدیم) برای تثبیت نانوالماس ها در دوغاب آبی استفاده می شود.
- پراکندگی بسیار کارآمد در اندازه نانو
- سریع
- غیر سمی، بدون حلال
- بدون حذف ناخالصی های دشوار
- صرفه جویی در انرژی و هزینه
- مقیاس پذیری خطی به هر اندازه تولید
- سازگار با محیط زیست
فرز نانوالماس التراسونیک Excels مهره آسیاب
اولتراسونیک نوع پروب آسیاب های بسیار کارآمد هستند و یک روش فرز تثبیت شده برای تولید در مقیاس بزرگ از تعلیق نانوالماس در مقیاس صنعتی هستند. از آنجا که آسیاب های اولتراسونیک استفاده از نانوالماس به عنوان رسانه فرز ، آلودگی از طریق رسانه های فرز ، به عنوان مثال از مهره های زیرکونیا ، کاملا جلوگیری می شود. بجای, نیروهای حفره ای مافوق صوت شتاب ذرات به طوری که نانوالماس به شدت با یکدیگر برخورد و شکستن به اندازه نانو یکنواخت. این برخورد بین ذره ای ناشی از اولتراسونیک یک روش بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای تولید نانوپراکندگی توزیع یکنواخت است.
پراکندگی اولتراسونیک و روش تجزیه و تحلیل با استفاده از مواد افزودنی محلول در آب، غیر سمی، و غیر آلوده مانند کلرید سدیم یا ساکارز برای تنظیم pH و تثبیت پراکندگی اولتراسونیک استفاده می کند. این ساختارهای کریستالی کلرید سدیم یا ساکارز علاوه بر این به عنوان رسانه فرز عمل می کنند و در نتیجه از روش فرز اولتراسونیک پشتیبانی می کنند. هنگامی که فرآیند فرز به پایان رسید، این افزودنی ها را می توان به راحتی با شستشوی ساده با آب از بین برد، که یک مزیت قابل توجه نسبت به مهره های سرامیکی فرآیندی است. آسیاب مهره های سنتی مانند آتریتورها از رسانه های فرز سرامیکی نامحلول (به عنوان مثال توپ، مهره یا مروارید) استفاده می کنند که بقایای سایده شده آنها پراکندگی نهایی را آلوده می کند. حذف آلودگی های ناشی از محیط های فرز شامل پردازش های پیچیده پس از آن است و زمان بر و همچنین پرهزینه است.
فن آوری پراکندگی اولتراسونیک به طور موثر تولید سوسپانسیون نانوالماس آبی با توزیع اندازه ذرات باریک.
(مطالعه و گرافیک: ©Turcheniuk و همکاران، 2016)
UP400St فراصوت پراکنده نانوالماس در محلول کلوئیدی آبی
کاهش اندازه ذرات نانوالماس با ultrasonicator UIP1000hdT. منحنی قرمز نمونه بدون فراصوت را نشان می دهد، منحنی های دیگر روند پراکندگی رو به پیشرفت را با افزایش ورودی انرژی اولتراسوند نشان می دهند.
پروتکل نمونه برای پراکندگی نانوالماس التراسونیک
تجزیه التراسونیک با کمک نمک از نانوالماس در آب:
مخلوطی از 10 گرم کلرید سدیم و 0.250 گرم پودر نانوالماس به طور خلاصه با دست با استفاده از ملات چینی و گلدان آسیاب شد و در یک ویال شیشه ای 20 میلی لیتری به همراه 5 میلی لیتر آب DI قرار داده شد. نمونه آماده شده با استفاده از یک اولتراسونیک نوع پروب به مدت 100 دقیقه در توان خروجی 60 درصد و چرخه کاری 50 درصد فراصوت شد. پس از فراصوت ، نمونه به طور مساوی بین دو لوله سانتریفیوژ پلاستیکی 50 میلی لیتری فالکون تقسیم شد و در آب مقطر تا حجم کل 100 میلی لیتر (2 × 50 میلی لیتر) پراکنده شد. سپس هر نمونه با استفاده از سانتریفیوژ اپندورف 5810-R در 4000 دور در دقیقه و 25 درجه سانتی گراد به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شد و مایع رویی شفاف دور ریخته شد. سپس رسوبات ND مرطوب در آب مقطر (حجم کل 100 میلی لیتر) پراکنده شدند و برای بار دوم در دمای 12000 دور در دقیقه و 25 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت سانتریفیوژ شدند. یک بار دیگر مایع رویی شفاف دور ریخته شد و رسوبات نانوالماس مرطوب دوباره پراکنده شدند، این بار در 5 میلی لیتر آب مقطر برای مشخصه سازی. روش استاندارد AgNO3 عدم وجود کامل کلر را نشان داد− در نمک کمک التراسونیک deag nanodiamonds gregated با آب مقطر دو بار شسته شده همانطور که در بالا توضیح داده شد. پس از تبخیر آب از نمونه ها، تشکیل "تراشه های" نانوالماس جامد سیاه با بازده 200- میلی گرم یا 80 درصد جرم اولیه نانوالماس مشاهده شد. (تصویر زیر را ببینید)
(رجوع کنید به Turcheniuk و همکاران، 2016)
نمونه خشک شده از نانوالماس های پراکنده اولتراسون.
(مطالعه و گرافیک: ©Turcheniuk و همکاران، 2016)
مافوق صوت با کارایی بالا برای پراکندگی نانوالماس
Hielscher Ultrasonics طراحی، تولید و توزیع فرز مافوق صوت با کارایی بالا و تجهیزات پراکنده برای کاربردهای سنگین مانند ساخت دوغاب نانوالماس، پرداخت رسانه ها و نانوکامپوزیت ها. مافوق صوت Hielscher در سراسر جهان برای پراکندگی نانو مواد به تعلیق کلوئیدی آبی، پلیمرها، رزین، پوشش ها، و دیگر مواد با کارایی بالا استفاده می شود.
پراکنده کننده های مافوق صوت Hielscher قابل اعتماد و کارآمد در پردازش ویسکوزیته های کم تا بالا هستند. بسته به مواد ورودی و اندازه ذرات نهایی هدف ، شدت اولتراسونیک را می توان دقیقا برای نتایج بهینه فرآیند تنظیم کرد.
به منظور پردازش خمیرهای چسبناک، نانو مواد و غلظت های جامد بالا، پراکنده کننده مافوق صوت باید قادر به تولید دامنه های بالا به طور مداوم باشد. Hielscher اولتراسونیک’ پردازنده های اولتراسونیک صنعتی می توانند دامنه های بسیار بالایی را در عملیات مداوم تحت بار کامل ارائه دهند. دامنه های تا 200 میکرومتر را می توان به راحتی در عملیات 24/7 اجرا کرد. گزینه ای برای کار با پراکنده کننده مافوق صوت در دامنه های بالا و تنظیم دامنه دقیق لازم است برای انطباق شرایط فرآیند مافوق صوت برای فرمولاسیون بهینه از نانو دوغاب بسیار پر شده، مخلوط های پلیمری تقویت شده نانو و نانوکامپوزیت ها.
علاوه بر دامنه اولتراسونیک، فشار یکی دیگر از پارامترهای فرآیند بسیار مهم است. تحت فشارهای بالا، شدت کاویتاسیون اولتراسونیک و نیروهای برشی آن تشدید می شود. راکتورهای مافوق صوت Hielscher را می توان تحت فشار قرار داد و در نتیجه به دست آوردن نتایج فراصوت تشدید.
نظارت بر فرآیند و ثبت داده ها برای استانداردسازی مداوم فرآیند و کیفیت محصول مهم است. سیم سنسورهای فشار و دما قابل اتصال به ژنراتور اولتراسونیک برای نظارت و کنترل فرآیند پراکندگی اولتراسونیک. تمام پارامترهای مهم پردازش مانند انرژی اولتراسونیک (خالص + کل)، دما، فشار و زمان به طور خودکار پروتکل شده و در یک کارت SD داخلی ذخیره می شوند. با دسترسی به داده های فرآیند به طور خودکار ضبط شده، شما می توانید فراصوت قبلی اجرا می شود تجدید نظر و ارزیابی نتایج فرآیند.
یکی دیگر از ویژگی های کاربر پسند، کنترل از راه دور مرورگر سیستم های اولتراسونیک دیجیتال ما است. از طریق کنترل مرورگر از راه دور می توانید پردازنده اولتراسونیک خود را از راه دور از هر کجا شروع، توقف، تنظیم و نظارت کنید.
تماس با ما در حال حاضر برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد هموژنایزرهای اولتراسونیک با کارایی بالا برای فرز و نانو پراکندگی!
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500 میلی لیتر | 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه | UP100H |
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
| 15 تا 150 لیتر | 3 تا 15 لیتر در دقیقه | UIP6000hdT |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
تماس با ما! / از ما بپرسید!
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکندگی، امولسیون و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی.
ادبیات / منابع
- 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 مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.