Piidioksidin nanohiukkasten ultraääni deagglomeraatio

Piidioksidinanohiukkaset, kuten savustettu piidioksidi (esim. Jotta saadaan täysin toimiva nanosilica, jolla on halutut materiaaliominaisuudet, piidioksidin nanohiukkaset on deagglomeroitu ja jaettava yksisilppuutuna hiukkasena. Ultraäänideagglomeraatio on osoittautunut erittäin tehokkaaksi ja luotettavaksi tekniikaksi nanosilican jakamiseksi tasaisesti yksisäteytettynä hiukkasena suspensiossa.

Nanosilica – Ominaisuudet ja sovellukset

Silica powder with a beaker of water before ultrasonic dispersion.Silika (SiO2) ja erityisesti piidioksidinanohiukkaset ovat yleisiä lisäaineita monilla teollisuudenaloilla. Nanokokoiset piidioksidihiukkaset tarjoavat erittäin suuren pinta-alansa ja ilmentävät ainutlaatuisia hiukkasominaisuuksia, joita hyödynnetään monilla toimialoilla eri tarkoituksiin. Esimerkiksi nanokokoisen SiO:n ainutlaatuiset materiaaliominaisuudet2 käytetään vahvistamaan (nano)komposiitteja, betonia ja muita materiaaleja. Esimerkkejä ovat nanosilicapohjaiset pinnoitteet, jotka tarjoavat tulenkestäviä ominaisuuksia, tai nanosilicalla päällystetty lasi, joka saa siten heijastamattomia ominaisuuksia. Rakennus- ja rakennusteollisuudessa piidioksidihöyryä (mikrosilica) ja nanosilicaa käytetään erittäin pozzolanic-materiaalina, jota käytetään parantamaan betonin toimivuutta sekä mekaanisia ja kestävyysominaisuuksia. Kun verrataan piidioksidihöyryä ja nanosilicaa, nanorakenteinen SiO2 pozzolan on alkuvaiheessa aktiivisempi kuin piidioksidihöyry, koska nanosilica tarjoaa huomattavasti suuremman spesifistä pinta-alaa ja hienoutta. Suurempi pinta-ala tarjoaa enemmän kohteita reagoida betonin kanssa ja edistää erityisesti betonin mikrorakenteen parantamista toimimalla ytimenä. Kaasun läpäisevyyttä, joka on betonin kestävyyden indikaattori, parannetaan nanosiilioksidilla vahvistetussa betonissa verrattuna betoniin, joka sisältää perinteistä piidioksidihöyryä.
Biolääketieteessä ja biotieteessä SiO2 nanohiukkasia tutkitaan laajalti eri sovelluksissa, koska korkea pinta-ala, erinomainen biokosvettavuus ja nanosilican viritettävä huokoskoko tarjoavat laajan valikoiman uusia sovelluksia, kuten lääkkeiden toimitusta ja theranostiikkaa.

Ultrasonication is a highly efficient and reliable technique for the deagglomeration and dispersion of nano-silica.

Kaavio näyttää nanosiilin hiukkaskokojakauman ennen (vihreää käyrää) ja sen jälkeen (punainen käyrä) ultraäänisid dispersiota.

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


The UIP2000hdT is a powerful ultrasonic disperser used for the deagglomeration of nano-silica with high solid loads.

Nano-piidioksidilietteen lietteen – pienillä tai erittäin suurilla kiinteillä kuormilla – voidaan hajottaa luotettavasti ultraäänellä. Kuvassa näkyy UIP2000hdT eräasetuksissa.

Nano-piidioksidin ultraääni deagglomeraatio ja leviäminen

Ultraääni deagglomeroinnin ja dispersion toimintaperiaate perustuu ultraäänellä tuotetusta kavitaatiosta, joka tunnetaan tieteellisesti nimellä akustinen kavitaatio. Suuritehoisen, matalataajuisen ultraäänen käyttö nesteissä tai lietteissä voi aiheuttaa akustista kavitaatiota ja siten äärimmäisiä olosuhteita, jotka esiintyvät paikallisesti erittäin suurina painein ja lämpötiloina, ja mikrovirtausta nestemäisillä suihkuilla, jotka ovat jopa 280 m/s. Nämä ultraäänikavitaatioiden voimakkaat fyysiset ja mekaaniset vaikutukset aiheuttavat eroosiota hiukkasten pinnalla sekä hiukkasten välistä törmäystä. Nämä ultraääni / akustisen kavitoinnin voimakkaat voimat tekevät sonikaatiosta erittäin tehokkaan ja luotettavan menetelmän nanokokoisten hiukkasten, kuten nano-piidioksidin, nanoputkien ja muiden nanomateriaalien, deagglomerointiin ja leviämiseen.

Ultrasonic deagglomeration and dispersion of nano-silica results in uniformly distributed SiO2 nanoparticles

Ultraäänellä deagglomeroidun nanosiilin hiukkaskokojakauma (käyttämällä Hielscher UP400St -ultraäänilaitetta) vedessä a) 1 wt%, b) 2 wt%, c) 5 wt% ja d) 10 wt% Aerosil 200 eri aikavälein.
Tutkimus ja kaaviot: Vikash 2020.

Piidioksidin ultraäänikäsittely, jossa on korkeat kiinteät pitoisuudet ja viskoosiset nesteet

Nanohiukkasten hajottaminen pieninä pitoisuuksina on jo haastavaa, koska kemialliset sidosvoimat, kuten ioniset sidokset, kovalenttiset sidokset, vetyssussiteet ja van der Waals -vuorovaikutukset, on voitettava. Nanohiukkasten, kuten nanosiilihiukkasten, pitoisuuden kasvaessa myös nanohiukkasten välinen kemiallinen vuorovaikutus lisääntyy merkittävästi. Tämä tarkoittaa, että tehokas dispersiotekniikka on välttämätön hyvien, pitkäaikaisten vakaiden dispersiotulosten saamiseksi. Ultraääniespergointia käytetään luotettavana ja erittäin tehokkaana dispersiomenetelmänä, joka pystyy helposti käsittelemään lietteet, joissa on korkeat viskositeetit ja jopa tahnat, joilla on erittäin korkeat kiinteät pitoisuudet. Kyky käsitellä lietteet, joissa on suuria kiinteitä nanohiukkaskuormia, tekee ultrasonicationista nanomateriaalien suosimansa dispersioteknologian.
Hielscherin teolliset ultraäänikoneet voivat käsitellä lietettäsi tai tahnaasi jatkuvassa in-line-reaktorissa, kunhan sitä voidaan syöttää pumpun kautta.

Silika nanofluidien ultraäänituotanto

Modragon et al. (2012) valmisti piidioksidinanofluideja, jotka on valmistettu hajottamalla piidioksidinanohiukkasia tislattuun veteen anturityyppinen ultraäänilaite UP400S. Stabiilien piidioksidinanofluidien tuottamiseksi, joiden kiinteä sisältö on tietty (eli 20 %), joiden viskositeetti on alhainen ja jotka ovat nesteen käyttäytymisen kaltaisia, koostuvat korkeasta energiakäsittelystä ultraäänianturilla 5 minuutin ajan, perusaineella (pH-arvot yli 7) ja ilman suolan lisäystä. Ultraäänispergaatio johti nanofluideihin, joiden viskositeetti oli alhainen. Ultraäänellä valmistetut nanofluidit käyttäytyivät nesteen tavalla ja ne valmistettiin 20%: lla kiinteästä kuormituksesta hyvin lyhyessä ajassa sonikaatiolla saavutetun hyvän leviämisen ansiosta.
"Kaikista käytettävissä olevista dispersiomenetelmistä tehokkaimmaksi on vahvistettu dispersio ultraäänimittapäillä." (Modragon ym., 2012)
Petzold et al. (2009) tuli samaan johtopäätökseen Aerosil-jauheen deagglomeraatiosta ja havainnoi, että ultraäänianturi on tehokkain dispersiojärjestelmä erittäin keskittyneen energian vuoksi.

Ultraääni nano-dispersio ultraäänellä UP400ST

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Ultraäänet piidioksidin nanohiukkasten deagglomerointiin ja hajottamiseen

Kun nanosiikaa käytetään teollisissa sovelluksissa, tutkimuksessa tai materiaalitieteessä, kuiva piidioksidijauhe on sisällytettävä nestemäiseen vaiheeseen. Nanosiilioksidin dispersio edellyttää luotettavaa ja tehokasta dispergointitekniikkaa, joka käyttää riittävästi energiaa yhden piidioksidihiukkasen deagglomerointiin. Ultraääniaineet tunnetaan hyvin tehokkaina ja luotettavina dispergointiaineina, joten niitä käytetään deagglomerointiin ja erilaisten materiaalien, kuten piidioksidin, nanoputkien, grafeenin, mineraalien ja monien muiden materiaalien homogeeniseen jakautumiseen nestemäiseen vaiheeseen.

Hielscher Ultrasonics suunnittelee, valmistaa ja jakelee korkean suorituskyvyn ultraäänispergointiaineita mihin tahansa homogenointi- ja deagglomeraatiosovelluksiin. Nano dispersiot, tarkka sonikaatiokontraatio ja nanohiukkassuspension luotettava ultraäänikäsittely ovat välttämättömiä korkean suorituskyvyn tuotteiden saamiseksi.
Hielscher Ultrasonicsin prosessorit antavat sinulle täyden hallinnan kaikista tärkeistä prosessointiparametreista, kuten energiansyötöstä, ultraäänivoimasta, amplitudista, paineesta, lämpötilasta ja retentioajasta. Näin voit säätää parametrit optimoituihin olosuhteisiin, mikä johtaa myöhemmin korkealaatuiseen nano-dispersioniin, kuten nanosilica-lietteeseen.
Mikä tahansa tilavuus / kapasiteetti: Hielscher tarjoaa ultraäänilaitteita ja laajan valikoiman lisävarusteita. Tämä mahdollistaa ihanteellisen ultraäänijärjestelmän konfiguraation sovelluksellesi ja tuotantokapasiteetillesi. Hielscher tarjoaa prosessillesi sopivan ultraääniliuoksen pienistä injektiopulloista, jotka sisältävät muutaman millilitraa, suuriin tuhansien gallonojen virroihin tunnissa.
Kestävyys: Ultraäänijärjestelmämme ovat kestäviä ja luotettavia. Kaikki Hielscher ultrasonicators on rakennettu 24/7/365 käyttöä varten ja vaativat hyvin vähän huoltoa.
Käyttäjäystävällisyys: Ultraäänilaitteidemme hienostunut ohjelmisto mahdollistaa sonikaatioasetusten esivalinnan ja tallentamisen yksinkertaiseen ja luotettavaan sonikaatioon. Intuitiivinen valikko on helposti saatavilla digitaalisen värillisen kosketusnäytön kautta. Etäselaimen säätimen avulla voit käyttää ja valvoa minkä tahansa internetselaimen kautta. Automaattinen tietojen tallennus tallentaa sisäänrakennetun SD-kortin minkä tahansa sonikaatioajon prosessiparametrit.
Erinomainen energiatehokkuus: Verrattuna vaihtoehtoisiin dispersioteknologioihin, Hielscher-ultraääniastiat ovat erinomaisia erinomaisella energiatehokkuudella ja erinomaisilla tuloksilla hiukkaskokojakaumaan.

Ultrasonication excels the ultra-turrax in energy efficiency and particle size reduction of silica nanoparticles significantly.

Kaavio osoittaa piidioksidin ultraäänisidon merkittävän edun Hielscher UIP1000: lla verrattuna ultraturraxiin. Ultrasonication vaatii vähemmän energiaa ja saavuttaa huomattavasti pienemmät hiukkaset koko piidioksidi.

Miksi Hielscher Ultrasonics?

  • korkea hyötysuhde
  • Uusi tekniikka
  • luotettavuus & kestävyys
  • erä & linjassa
  • minkä tahansa aseman – pienistä injektiopulloista kuorma-autokuormiin tunnissa
  • Tieteellisesti todistettu
  • älykkäät ohjelmistot
  • älykkäät ominaisuudet (esim. dataprotokolla)
  • CIP (clean-in-place)

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




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.