Luotettava nanohiukkasten dispersio teollisiin sovelluksiin

Suuritehoinen ultrasonication voi tehokkaasti ja luotettavasti hajottaa hiukkastaajameeraatteja ja jopa hajottaa primäärihiukkasia. Korkean suorituskyvyn dispersiotehon vuoksi anturityyppisiä ultraääniaineita käytetään ensisijaisena menetelmänä homogeenisten nanohiukkassuspensien luomiseen.

Luotettava nanohiukkas dispersio ultrasonication

Ultrasonic dispersion is highly efficient in dispersing and deagglomerating nanoparticles.Monet teollisuudenalat vaativat suspensioita, jotka ovat ladattuja nanohiukkasia. Nanohiukkaset ovat kiinteitä aineita, joiden hiukkaskoko on alle 100 nm. Minuutin hiukkaskoon vuoksi nanohiukkanen ilmentää ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten poikkeuksellista lujuutta, kovuutta, optisia ominaisuuksia, kanavuutta, UV-kestävyyttä, johtavuutta, sähkö- ja sähkömagneettisia (EM) ominaisuuksia, syövyttävyyttä, naarmuuntumisenkestävyyttä ja muita poikkeuksellisia ominaisuuksia.
Korkea intensiteetti, matalataajuinen ultraääni luo voimakkaan akustisen kavitaatiota, jolle on ominaista äärimmäiset olosuhteet, kuten leikkausvoimat, erittäin korkeapaine- ja lämpötilaerot sekä turbulenssit. Nämä kavitaatiovoimat kiihdyttävät hiukkasia, jotka aiheuttavat hiukkasten välisiä törmäyksiä ja siten hiukkasten särkymistä. Näin saadaan nanorakenteisia materiaaleja, joilla on kapea hiukkaskokokäyrä ja tasainen jakautuminen.
Ultraäänispergointilaitteet soveltuvat minkä tahansa nanomateriaalin hoitoon vedessä ja orgaanisissa liuottimissa, joissa on vähän tai erittäin korkeat viskositeetit.

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


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.

Ultraäänispersikoittajien teollinen asennus (2x UIP1000hdT) nanohiukkasten ja nanoputkien käsittelyyn jatkuvassa in-line-tilassa.

Ultraääni dispersio sopii

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

  • ultrahiukkaset
  • nanoputkia
  • nanokiteet
  • nanokomposiittimateriaaleihin
  • nanokuituja
  • kvanttipisteisiin
  • nanoplateletit, nanolevyt
  • nanorodut, nanolankoja
  • 2D- ja 3D-nanorakenteet

Hiilinanoputkien ultraääni dispersio

Ultraäänispergointia käytetään laajalti hiilinanoputkien (CNT) hajottamiseen. Sonikaatio on luotettava menetelmä yksiseinäisten hiilinanoputkien (SWCNT) sekä moniseinäisten hiilinanoputkien (MWCNT) irrottamiseen ja hajottamiseen. Esimerkiksi erittäin johtavan lämpömuovipolymeerin tuottamiseksi korkea puhtaus (> 95%) Nanocyl® 3100 (MWCNTs; ulkohalkaisija 9,5 nm; puhtaus 95 +%) on ultraäänellä dispergoitu Hielscher UP200S: n kanssa 30 minuutin ajan huoneenlämmössä. Ultraäänellä hajonneen Nanocyl® 3100 MWCNT:n pitoisuus epoksivasan 1% w/w pitoisuudella osoitti ylivoimaista johtavuutta noin 1,5 × 10-2 S /m.

Nikkelinanohiukkasten ultraääni dispersio

Nikkelinanohiukkasia voidaan tuottaa onnistuneesti ultraäänellä herkistyneen hydratsiinin vähennyssynteesin avulla. Hydratsiinin vähennyssynteesin avulla tp voi valmistaa puhdasta metallista nikkelinanohiukkasta pallomaiseen muotoon pienentämällä kemiallisesti nikkelikloridia hydratsiinilla. Adámin tutkimusryhmä osoitti, että ultrasonication – käyttämällä Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – pystyi säilyttämään keskimääräisen primaarisen kiteisen koon (7–8 nm) sovelletusta lämpötilasta riippumatta, kun taas voimakkaiden ja lyhyemmiden sonikaatiojaksojen käyttö voisi pienentää sekundaaristen, aggregoitujen hiukkasten solvodynaamisia läpimittoja 710 nm:stä 190 nm:iin ilman pinta-abakteeria. Suurin happamuus ja katalyyttinen aktiivisuus mitattiin lievällä (30 W:n lähtöteholla) ja jatkuvalla ultraäänihoidolla valmistetuilla nanohiukkasilla. Nanohiukkasten katalyyttistä käyttäytymistä testattiin Suzuki-Miyauran ristikytkereaktiossa viidellä tavanomaisella ja ultraäänitavalla valmistetulla näytteellä. Ultraäänellä valmistetut katalyyttit suoriutuivat yleensä paremmin, ja suurin katalyyttinen aktiivisuus mitattiin nanohiukkasten avulla, jotka valmistettiin pienitehoisen (30 W) jatkuvan sonikoinnin avulla.
Ultraäänikäsittelyllä oli ratkaisevia vaikutuksia nanohiukkasten aggregaatiotaipumukseen: tuhoutuneen kavitaatiotyhjyyden eheytysvaikutuksella voimakkaalla massasiirrolla voitaisiin voittaa tuhoutuneen kavitaatiotyhjyyden houkutteleva sähköstaatti voimakkaalla massasiirrolla, joka voisi voittaa hiukkasten väliset houkuttelevat sähköstaattiset ja van der Waals -voimat.
(vrt. 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 (poika) – Ultraääni dispergointijärjestelmä, jossa on sekoitin, säiliö ja pumppu. SonoStation on mukava sonicate-asennus keskikokoisille ja suuremmille volyymeille

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Wollastonite Nanopartticlesin ultraäänisynteesi

Wollastoniitti on kalsiumin inosilikoitu mineraali, jonka kemiallinen kaava CaSiO3 Wollastonite on laajalti käytetty komponenttina sementin, lasin, tiilen ja laatan tuotannossa rakennusteollisuudessa, kuten teräksen valun muutos sekä lisäaine pinnoitteiden ja maalien valmistuksessa. Esimerkiksi wollastoniitti tarjoaa vahvistusta, kovettumisen, alhaisen öljyn imeytymisen ja muita parannuksia. Wollastoniitin erinomaisten vahvistamisominaisuuksien saamiseksi nanomittakaavan deagglomeraatio ja tasainen dispersio ovat välttämättömiä.
Dordane ja Doroodmand (2021) osoittivat tutkimuksissaan, että ultraäänispergaatio on erittäin tärkeä tekijä, joka taivuttaa merkittävästi wollastoniittinanohiukkasten kokoa ja morfologiaa. Arvioidakseen sonikaatiota wollastoniittin nanosijoituksessa tutkimusryhmä syntetisoi wollastoniittinanohiukkasia suuritehoisten ultraäänien kanssa ja ilman sitä. Tutkijat käyttivät sonikaatiokokeissaan ultraääniprosessori UP200H (Hielscher Ultrasonics) 24 kHz:n taajuudella 45,0 minuutin taajuudella. Ultraääninano-dispersion tulokset näkyvät alla olevassa korkean resoluution SEM: ssä. SEM-kuva osoittaa selvästi, että wollastoniittinäyte ennen ultraäänikäsittelyä on agglomeroitu ja koottu; UP200H-ultraäänipuhdistajan sonikoinnin jälkeen wollastoniittihiukkasten keskimääräinen koko on noin 10nm. Tutkimus osoittaa, että ultraääni-dispersio on luotettava ja tehokas tekniikka wollastoniittinanohiukkasten syntetisoimiseksi. Keskimääräistä nanohiukkaskokoa voidaan hallita säätämällä ultraäänikäsittelyparametreja.
(vrt. Dordane ja Doroodmand, 2021)

Ultrasonically prepared nanoparticles of wollastonite.

SEM-kuvat wollastoniittinanohiukkasia (A) ennen ultraääntä ja (B) ultraäänen jälkeen Ultraääniprosessori UP200H 45,0 minuuttia.
Tutkimus ja kuva: ©Dordane ja Doroodmand, 2021.

Ultraääni nanofiller dispersio

Sonikaatio on monipuolinen menetelmä nanokuitujen hajottamiseen ja deagglomerointiin nesteissä ja lietteissä, kuten polymeerissä, epoksilassissa, kovetteissa, termoplasteissa jne. Siksi sonifikaatiota käytetään laajalti erittäin tehokkaana dispersiomenetelmänä&D ja teollisuustuotanto.
Zanghellini et al. (2021) tutki epoksiharsan nanofillettien ultraäänispergointitekniikkaa. Hän pystyi osoittamaan, että sonikaatio pystyi hajottamaan pienet ja suuret nanofilleripitoisuudet polymeerimatriisiin.
Verrattuna erilaisiin valmisteisiin, 0,5 wt% hapetettu CNT osoitti kaikkien äänitettyjen näytteiden parhaat tulokset, paljastaen useimpien taajamien kokojakauman vertailukelpoisella alueella kolmen rullamyllyn tuottaman näytteen kanssa, hyvän sidoksen kovetteisiin, perkolaatioverkoston muodostumisen dispersion sisällä, mikä viittaa stabiilisuuteen sedimentaatiota vastaan ja siten asianmukaiseen pitkän aikavälin stabiilisuuteen. Suuremmat täyteainemäärät osoittivat samanlaisia hyviä tuloksia, mutta myös voimakkaampien sisäisten verkkojen muodostumista sekä jonkin verran suurempia agglomeraatteja. Jopa hiilinanokuituja (CNF) voitaisiin hajottaa onnistuneesti sonikoinnin avulla. Nanokuitujen suora dispersio Yhdysvalloissa kovetinjärjestelmissä ilman lisäsaottimuksia onnistui, ja näin ollen sitä voidaan pitää soveltuvana menetelmänä yksinkertaiselle ja suoraviivaiselle dispersiolle, jolla on potentiaalia teolliseen käyttöön. (vrt. Zanghellini et ai., 2021)

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

Karkaimet, jotka on dispergoitu karkaimettimen ultrasonication avulla: a) 0,5 wt% hiilinanokuitua (CNF); b) 0,5 wt% CNToxidia; c) 0,5 wt: n hiilinanoputki (CNT); d) 0,5 wt% CNT:tä puolispergoituneena.
Tutkimus ja kuva: ©Zanghellini et al., 2021

Nanohiukkasten ultraäänidispersio – Tieteellisesti todistettu paremmuudesta

Tutkimukset osoittavat lukuisissa kehittyneissä tutkimuksissa, että ultraäänispergoituminen on yksi paremmuudesta tekniikoista nanohiukkasten deagglomeroimiseksi ja jakamiseksi jopa suurella pitoisuudella nesteissä. Esimerkiksi Vikash (2020) tutki suuren nanosiilikuorman leviämistä viskoosisiin nesteisiin Hielscherin ultraäänisperijän up400S:n avulla. Tutkimuksessaan hän tulee siihen tulokseen, että "nanohiukkasten vakaa ja yhtenäinen leviäminen voidaan saavuttaa ultra-sonikaatiolaitteella suurella kiinteällä kuormituksella viskooseissa nesteissä". [Vikash, 2020]

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Hielscher Ultrasonicsin dispergointia käytetään menestyksekkäästi:

  • hajotus
  • hajauttamiseksi
  • Hajoaminen / jyrsintä
  • hiukkaskoko vähenee
  • Nanohiukkassynteesi ja sademäärä
  • Pinnan toiminta
  • Hiukkasten muuntelu

Korkean suorituskyvyn ultraääniprosessorit nanohiukkasten dispersioon

Hielscher Ultrasonicsin ultraääniprosessin parametrien tarkka hallinta' älykkäät ohjelmistotHielscher Ultrasonics on luotettava toimittaja luotettaville korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteille laboratoriosta ja pilotista täysteollinen järjestelmiin. Hielscher Ultrasonics’ laitteissa on hienostunut laitteisto, älykäs ohjelmisto ja erinomainen käyttäjäystävällisyys – suunniteltu ja valmistettu Saksassa. Hielscherin vankkoja ultraäänikoneita dispersioon, deagglomeraatioon, nanohiukkassynteesiin ja funktionalisaatioon voidaan käyttää 24/7/365 täydellä kuormalla. Prosessistasi ja tuotantolaitoksestasi riippuen ultraääniaintejamme voidaan käyttää erä- tai jatkuvassa in-line-tilassa. Erilaisia lisävarusteita, kuten sonotrodeja (ultraääniantujia), tehostesarvia, virtauskennoja ja reaktoreita, on helposti saatavilla.
Ota yhteyttä nyt saadaksesi lisää teknistä tietoa, tieteellisiä tutkimuksia, protokollia ja lainauksen ultraääninano-dispersiojärjestelmillemme! Hyvin koulutettu ja kokenut henkilökuntamme keskustelee mielellään nanosovelluksestasi kanssasi!

Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

erätilavuus Virtausnopeus Suositeltavat laitteet
1 - 500 ml 10 - 200 ml / min UP100H
10 - 2000 ml 20 - 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 - 20L 0.2 - 4 l / min UIP2000hdT
10 - 100 litraa 2 - 10 l / min UIP4000hdT
n.a 10 - 100 l / min UIP16000
n.a suuremmat klusterin UIP16000

Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisä tietoja

Käytä alla olevaa lomaketta pyytääksesi lisätietoja ultraääniprosessoreista, sovelluksista ja hinnasta. Olemme iloisia voidessamme keskustella prosessista kanssasi ja tarjota sinulle ultraäänijärjestelmä, joka täyttää vaatimuksesi!









Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.


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

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomygenisoijia sovellusten sekoittamiseen, dispersiointiin, emulgointiin ja uuttamiseen laboratoriossa, pilotissa ja teollisessa mittakaavassa.



Kirjallisuus / Referenssit


Tosiasiat, jotka kannattaa tietää

Mitä nanorakennetut materiaalit ovat?

Nanorakenne määritellään, kun vähintään yksi järjestelmän mitta on alle 100 nm. Toisin sanoen nanorakenne on rakenne, jolle on ominaista sen välikoko mikroskooppisen ja molekyyliasteikon välillä. Jotta nanorakenteet voidaan kuvata oikein, on tarpeen erottaa toisistaan nanomittakaavan tilavuuden mittojen määrä.
Alta löydät muutamia tärkeitä termejä, jotka heijastavat nanorakenteisten materiaalien erityispiirteitä:
Nanomittakaava: Kooltaan noin 1–100 nm.
Nanomateriaali: Materiaali, jonka nanomittakaavan mitassa on sisäisiä tai ulkoisia rakenteita. Termejä nanohiukkanen ja ultrapienihiukkanen (UFP) käytetään usein synonyyminä, vaikka ultrapientävien hiukkasten hiukkaskoko voi ulottua mikrometrivalikoimaan.
Nano-objekti: Materiaali, jolla on yksi tai useampi perifeerinen nanomittakaava. Nanohiukkanen: Nano-objekti, jolla on kolme ulkoista nanomittakaavan ulottuvuutta
Nanokuitu: Kun nanomateriaalissa on kaksi samanlaista ulkonanomittakaavan ulottuvuutta ja kolmas suurempi ulottuvuus, sitä kutsutaan nanokuituksi.
Nanokompensaatti: Monivaiheinen rakenne, jonka nanomittakaavassa on vähintään yksi vaihe.
Nanorakenne: Toisiinsa liitettyjen ainesosien koostumus nanomittakaavan alueella.
Nanorakenteinen materiaali: Materiaalit, jotka sisältävät sisäistä tai pintananorakennetta.
(vrt. Jeevanandam et ai., 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 valmistaa korkealaatuisia ultraäänihomygenisoijia laboratorio että teollisen koon mukaan.