فن آوری اولتراسوند Hielscher

فرآیند التراسونیک بارش

ذرات، به عنوان مثل نانوذرات می توانند از پایین به بالا در مایعات به وسیله بارش تولید شوند. در این فرایند، یک مخلوط فوق اشباع شروع به تشکیل ذرات جامد از مواد بسیار غلیظ ی که رشد خواهد کرد و در نهایت رسوب می کند، می شود. برای کنترل اندازه ذرات/کریستال و مورفولوژی، کنترل بر عوامل مؤثر بر بارش ضروری است.

زمینه فرایند بارش

در سال های اخیر، نانوذرات اهمیت در بسیاری از زمینه، مانند پوشش، پلیمر، جوهر، مواد دارویی یا الکترونیک به دست آورد. یکی از عوامل مهم تاثیر گذار بر استفاده از مواد نانو هزینه نانومواد است. بنابراین، راه مقرون به صرفه برای تولید نانومواد در مقادیر انبوه مورد نیاز است. در حالی که فرایند، مانند امولسیون سازی و پردازش پودر هستند فرآیندهای بالا به پایین، بارش یک فرایند پایین به بالا برای سنتز نانو ذرات اندازه از مایعات است. میزان بارش شامل:

  • مخلوط کردن حداقل دو مایعات
  • فوق اشباع
  • هسته
  • رشد ذرات
  • تجمع (به طور معمول با غلظت جامد پایین و یا توسط عوامل تثبیت کننده اجتناب)

بارش مخلوط

مخلوط کردن یک مرحله ضروری در بارش است، همانطور که برای بیشتر فرایندهای بارش، سرعت واکنش شیمیایی بسیار زیاد است. معمولا واکنش های باران مورد استفاده قرار می گیرند، راکتورهای مخزن مخلوط (دسته ای یا مداوم)، میکسر های استاتیک یا روتور-استاتور. توزیع غیرمستقیم قدرت مخلوط و انرژی درون حجم فرایند، کیفیت نانوذرات سنتز را محدود می کند. این نواقص به افزایش حجم راکتور افزایش می یابد. تکنولوژی پیشرفته مخلوط کردن و کنترل خوب بر پارامترهای تاثیر گذار، باعث ذرات کوچکتر و همگن بودن ذرات بهتر می شود.

استفاده از جت های برخورد، میکسر میکرو کانال، و یا استفاده از یک راکتور تیلور کوئیت بهبود شدت اختلاط و همگن. این امر منجر به کوتاه تر اختلاط بار. با این حال این روش ها آن را به طور بالقوه برای توان کوچک بالا محدود شده است.

امواج فراصوت یک تکنولوژی مخلوط پیشرفته ارائه برشی بالاتر و تکان دهنده انرژی بدون محدودیت مقیاس بالا است. این نیز اجازه می دهد تا به کنترل پارامترهای حاکم، مانند ورودی برق، طراحی راکتور، زمان اقامت، ذرات، و یا غلظت واکنش دهنده به طور مستقل. حفره سازی مافوق صوت باعث اختلاط شدید خرد و پراکندگی قدرت بالا محلی.

مگنتیت نانوذرات بارش

راکتور بهینه شده سونو و مواد شیمیایی (Banert و همکاران، 2006)استفاده از امواج فراصوت به بارش در نشان داده شد ICVT (TU کلاوستال) توسط Banert و همکاران (2006) نانوذرات مگنتیت. Banert استفاده یک راکتور سونو شیمیایی بهینه سازی (تصویر سمت راست، خوراک 1: راه حل آهن، تغذیه 2: عامل بارش، برای مشاهده بزرگتر کلیک کنید!) برای تولید نانوذرات مگنتیت “توسط شرکت بارش از یک محلول آبی از آهن (III) هگزا کلرید و آهن (II) سولفات heptahydrate با نسبت مولی آهن3 +/ آهن2 + = 2: 1. به عنوان هیدرودینامیک پیش، مخلوط کردن و مخلوط کردن ماکرو مهم هستند و کمک به مخلوط کردن میکرو مافوق صوت، هندسه راکتور و موقعیت لوله های تغذیه از عوامل مهم حاکم نتیجه فرآیند هستند. در کار خود، Banert و همکاران طرح راکتور مختلف مقایسه شده است. طراحی بهبود یافته از محفظه راکتور می تواند انرژی خاص مورد نیاز توسط عامل از پنج را کاهش دهد.

راه حل آهن با هیدروکسید آمونیوم غلیظ و هیدروکسید سدیم به ترتیب رسوب. به منظور جلوگیری از هر گونه شیب pH و از رسوب به بیش پمپ شود. توزیع اندازه ذرات مگنتیت با استفاده از طیف سنجی همبستگی فوتون (PCS اندازه گیری شده است، مالورن NanoSizer ZS، مالورن شرکت)”

بدون امواج فراصوت، ذرات از یک متوسط ​​اندازه ذره 45nm توسط مخلوط کردن هیدرودینامیک تنهایی تولید شد. اختلاط التراسونیک اندازه ذرات حاصل شده را به 10nm و کمتر کاهش می یابد. تصویر زیر توزیع اندازه ذرات آهن را نشان می دهد3اميد4 ذرات ایجاد شده در واکنش بارش اولتراسونیک مداوم (Banert و همکاران، 2004)

توزیع اندازه ذرات در واکنش مداوم بارش مافوق صوت

گرافیک بعدی (Banert و همکاران، 2006) اندازه ذرات به عنوان تابعی از ورودی انرژی خاص نشان می دهد.

اندازه ذرات به عنوان تابعی از ورودی انرژی خاص

“نمودار را می توان به سه رژیم اصلی تقسیم شده است. در زیر در مورد 1000 کیلوژول / کیلوگرمنانو ذرات Fe3O4 مخلوط کردن توسط اثر هیدرودینامیکی کنترل می شود. اندازه ذرات به حدود 40-50 nm می باشد. در بالای 1000 کیلوجی روی کیلوگرم اثر اختلاط مافوق صوت قابل مشاهده می شود. اندازه ذرات زیر 10 nm کاهش می یابد. با افزایش بیشتر ورودی توان خاص اندازه ذرات به همان ترتیب از قدر باقی می ماند. فرایند اختلاط بارش به اندازه کافی سریع است تا اجازه هسته همگن را دهد.”

درخواست اطلاعات بیشتر!

لطفاجهت کسب اطلاعات بیشتراز فرم زیر استفاده کنید .









لطفا توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


ادبیات

Banert، T.، هورست، C.، Kunz در، U.، Peuker، U. A. (2004)، بارش مداوم در Ultraschalldurchflußreaktor مثال آهن (II، III) اکسید، ICVT، TU-کلاوستال، پوستر ارائه شده در نشست سالانه GVC از 2004.

Banert، T.، برنر، G.، Peuker، U. A. (2006)، پارامترهای عملیاتی از یک سونو راکتور شیمیایی بارش مداوم، مجموعه مقالات. 5. WCPT، اورلاندو، 23.-27. آوریل 2006.