Hielscher Ultrasonics
Keskustelemme mielellämme prosessistasi.
Soita meille: +49 3328 437-420
Lähetä meille sähköpostia: info@hielscher.com

Tasaisesti dispergoituneet CNT: t ultraäänellä

Hiilinanoputkien poikkeuksellisten toimintojen hyödyntämiseksi niiden on oltava homogeenisesti dispergoituja.
Ultraäänidispergointilaitteet ovat yleisin työkalu CNT: iden jakamiseksi vesipitoisiin ja liuotinpohjaisiin suspensioihin.
Ultraäänidispergointitekniikka luo riittävän korkean leikkausenergian CNT: iden täydellisen erottamisen saavuttamiseksi vahingoittamatta niitä.

Hiilinanoputkien ultraäänidispergointi

Tehokas sonikaatio koetintyyppisellä ultraäänilaitteella. (Klikkaa suuremmaksi!)Hiilinanoputkilla (CNT) on erittäin korkea kuvasuhde ja niillä on pieni tiheys sekä valtava pinta-ala (useita satoja m2 / g), mikä antaa niille ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten erittäin korkea vetolujuus, jäykkyys ja sitkeys sekä erittäin korkea sähkö- ja lämmönjohtavuus. Van der Waalsin voimien vuoksi, jotka vetävät yksittäisiä hiilinanoputkia (CNT) toisiinsa, CNT: t järjestäytyvät normaalisti nippuihin tai vyyhteihin. Nämä molekyylien väliset vetovoimat perustuvat vierekkäisten nanoputkien väliseen π-sidosten pinoamisilmiöön, joka tunnetaan nimellä π-pinoaminen. Jotta hiilinanoputkista saataisiin täysi hyöty, nämä agglomeraatit on erotettava toisistaan ja CNT:t on jaettava tasaisesti homogeeniseen dispersioon. Intensiivinen ultrasonication luo akustisen kavitaation nesteissä. Näin syntyvä paikallinen leikkausjännitys rikkoo CNT-aggregaatit ja hajottaa ne tasaisesti homogeeniseen suspensioon. Ultraäänidispergointitekniikka luo riittävän korkean leikkausenergian CNT: iden täydellisen erottamisen saavuttamiseksi vahingoittamatta niitä. Jopa herkille SWNT: ille sonikaatiota käytetään onnistuneesti niiden irrottamiseksi erikseen. Ultrasonication tarjoaa vain riittävän stressitason SWNT-aggregaattien erottamiseksi aiheuttamatta paljon murtumia yksittäisille nanoputkille (Huang, Terentjev 2012).

Ultraääni CNT-dispersion edut

  • Yksidispergoidut CNT:t
  • Homogeeninen jakautuminen
  • Suuri dispersiotehokkuus
  • Suuret CNT-kuormitukset
  • Ei CNT-hajoamista
  • Nopea käsittely
  • tarkka prosessinohjaus
Ultraäänellä syntetisoidut nanofluidit ovat tehokkaita jäähdytysnesteitä ja lämmönvaihtimen nesteitä. Lämpöä johtavat nanomateriaalit lisäävät lämmönsiirto- ja lämmönpoistokapasiteettia merkittävästi. Sonikaatio on vakiintunut termojohtavien nanohiukkasten synteesissä ja funktionalisoinnissa sekä vakaiden korkean suorituskyvyn nanofluidien tuotannossa jäähdytyssovelluksiin.

Hiilinanoputkien (CNT) ultraäänidispergointi polyetyleeniglykolissa (PEG)

Videon pikkukuva

UIP2000hdT - 2kW ultraäänilaite hiilinanoputkien dispersioille.

UIP2000hdT – 2kW tehokas ultraäänilaite CNT-dispersioille

Tietopyyntö







Korkean suorituskyvyn ultraäänijärjestelmät CNT-dispersioille

Hielscher Ultrasonics toimittaa tehokkaita ja luotettavia ultraäänilaitteita CNT: n tehokkaaseen dispersioon. Onko sinun valmistettava pieniä CNT-näytteitä analysointia varten ja R&D tai sinun on valmistettava suuria teollisia eriä irtotavarana dispersioita, Hielscherin tuotevalikoima tarjoaa ihanteellisen ultraäänijärjestelmän tarpeisiisi. Alkaen 50W ultraäänilaitteet laboratorioon enintään 16kW teolliset ultraääniyksiköt kaupalliseen valmistukseen, Hielscher Ultrasonics auttaa sinua.
Korkealaatuisten hiilinanoputkidispersioiden tuottamiseksi prosessiparametreja on valvottava hyvin. Amplitudi, lämpötila, paine ja retentioaika ovat kriittisimmät parametrit tasaiselle CNT-jakaumalle. Hielscherin ultraäänilaitteet mahdollistavat paitsi kunkin parametrin tarkan hallinnan, kaikki prosessiparametrit tallennetaan automaattisesti Hielscherin digitaalisten ultraäänijärjestelmien integroidulle SD-kortille. Kunkin sonikaatioprosessin protokolla auttaa varmistamaan toistettavat tulokset ja tasaisen laadun. Selaimen etäohjauksen avulla käyttäjä voi käyttää ja seurata ultraäänilaitetta olematta ultraäänijärjestelmän sijainnissa.
Koska yksiseinäiset hiilinanoputket (SWNT) ja moniseinäiset hiilinanoputket (MWNT) sekä valittu vesipitoinen tai liuotinväliaine vaativat erityisiä käsittelyintensiteettejä, ultraääniamplitudi on keskeinen tekijä lopputuotteen suhteen. Hielscherin ultraääni’ Teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin korkeita ja hyvin lieviä amplitudit. Määritä ihanteellinen amplitudi prosessivaatimuksillesi. Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti ajaa jatkuvasti 24/7-toiminnassa. Vielä suuremmille amplitudille on saatavana räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä.
Asiakkaamme ovat tyytyväisiä Hielscher Ultrasonicin järjestelmien erinomaiseen kestävyyteen ja luotettavuuteen. Asennus raskaisiin sovelluksiin, vaativiin ympäristöihin ja 24/7 käyttö takaavat tehokkaan ja taloudellisen käsittelyn. Ultraääniprosessin tehostaminen vähentää käsittelyaikaa ja saavuttaa parempia tuloksia eli parempaa laatua, suurempia saantoja, innovatiivisia tuotteita.
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Erän tilavuus Virtausnopeus Suositellut laitteet
0.5 - 1.5 ml n.a. VialTweeter
1 - 500 ml 10 - 200 ml / min UP100H
10 - 2000ml 20–400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 - 20L 0.2–4 l/min UIP2000hdT
10-100L 2 - 10L / min UIP4000hdT
n.a. 10-100L / min UIP16000
n.a. suurempi klusteri UIP16000

Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisää

Käytä alla olevaa lomaketta, jos haluat pyytää lisätietoja ultraäänihomogenisoinnista. Olemme iloisia voidessamme tarjota sinulle ultraäänijärjestelmän, joka täyttää vaatimuksesi.












Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita sonokemiallisiin sovelluksiin.

Suuritehoiset ultraääniprosessorit laboratoriosta pilotti- ja teolliseen mittakaavaan.

Hiilinanoputkien ultraäänidispersio: Hielscher-ultraäänilaite UP400S (400W) hajottaa ja irrottaa CNT: t nopeasti ja tehokkaasti yksittäisiksi nanoputkiksi.

Hiilinanoputkien dispergointi veteen UP400S: n avulla

Videon pikkukuva



Kirjallisuus / Viitteet

Faktoja, jotka kannattaa tietää

Mitä ovat hiilinanoputket

Hiilinanoputket (CNT) ovat osa yksiulotteisten hiilimateriaalien erityistä luokkaa, jolla on poikkeukselliset mekaaniset, sähköiset, termiset ja optiset ominaisuudet. Ne ovat tärkeä komponentti, jota käytetään kehittyneiden nanomateriaalien, kuten nanokomposiittien, vahvistettujen polymeerien jne., kehittämisessä ja tuotannossa, ja siksi niitä käytetään huipputeknologiassa. CNT: t paljastavat erittäin korkean vetolujuuden, erinomaiset lämmönsiirto-ominaisuudet, matalakaistaiset välit ja optimaalisen kemiallisen ja fysikaalisen stabiilin, mikä tekee nanoputkista lupaavan lisäaineen moninaisille materiaaleille.
CNTS jaetaan rakenteestaan riippuen yksiseinäisiin hiilinanoputkiin (SWNT), kaksiseinäisiin hiilinanoputkiin (DWCNT) ja moniseinäisiin hiilinanoputkiin (MWNT).
SWNT: t ovat onttoja, pitkiä sylinterimäisiä putkia, jotka on valmistettu yhden atomin paksuisesta hiiliseinästä. Hiilen atomilevy on järjestetty hunajakennohilaan. Usein niitä verrataan käsitteellisesti yksikerroksisen grafiitin tai grafeenin rullattuihin arkkeihin.
DWCNT: t koostuvat kahdesta yksiseinäisestä nanoputkesta, joista toinen on sisäkkäin.
MWNT:t ovat CNT-muoto, jossa useita yksiseinäisiä hiilinanoputkia on sisäkkäin toistensa sisällä. Koska niiden halkaisija vaihtelee välillä 3–30 nm ja koska ne voivat kasvaa useita senttimetrejä pitkiksi, niiden kuvasuhde voi vaihdella 10–10 miljoonan välillä. Hiilinanokuituihin verrattuna MWNT:llä on erilainen seinärakenne, pienempi ulkohalkaisija ja ontto sisäpuoli. Yleisesti käytettyjä teollisesti saatavilla olevia MWNT:itä ovat mm. Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 ja FutureCarbon CNT-MW.
CNT:iden synteesi: CNT:itä voidaan tuottaa plasmapohjaisella synteesimenetelmällä tai kaaripurkauksen haihdutusmenetelmällä, laserablaatiomenetelmällä, lämpösynteesiprosessilla, kemiallisella höyryfaasipinnoituksella (CVD) tai plasmatehostetulla kemiallisella höyryfaasipinnoituksella.
CNT: n funktionalisointi: Hiilinanoputkien ominaisuuksien parantamiseksi ja niiden tekemiseksi siten sopivammiksi tiettyyn sovellukseen CNT:t funktionalisoidaan usein esimerkiksi lisäämällä karboksyylihappo- (-COOH) tai hydroksyyliryhmiä (-OH).

CNT-dispergointilisäaineet

Muutamat liuottimet, kuten superhapot, ioniset nesteet ja N-sykloheksyyli-2-pyrrolidnoni, kykenevät valmistamaan suhteellisen suuria pitoisuuksia CNT-dispersioita, kun taas nanoputkien yleisimmät liuottimet, kuten N-metyyli-2-pyrrolidoni (NMP), dimetyyliformamidi (DMF) ja 1,2-dikrololobentseeni, voivat hajottaa nanoputkia vain hyvin pieninä pitoisuuksina (esim. tyypillisesti <0,02 paino-% yksiseinäisistä CNT:istä). Yleisimmät dispersioaineet ovat polyvinyylipyrrolidoni (PVP), natriumdodekyylibentseenisulfonaatti (SDBS), Triton 100 tai natriumdodekyylisulfonaatti (SDS).
Kresolit ovat ryhmä teollisuuskemikaaleja, jotka voivat käsitellä CNT:itä jopa kymmenien painoprosenttien pitoisuuksina, mikä johtaa jatkuvaan siirtymiseen laimeista dispersioista, paksuista tahnoista ja vapaasti seisovista geeleistä ennennäkemättömään leikkitaikinan kaltaiseen tilaan CNT-kuormituksen kasvaessa. Näillä tiloilla on polymeerimäisiä reologisia ja viskoelastisia ominaisuuksia, joita ei voida saavuttaa muilla yleisillä liuottimilla, mikä viittaa siihen, että nanoputket ovat todellakin hajotettuja ja hienojakoisia kresoleissa. Kresolit voidaan poistaa käsittelyn jälkeen kuumentamalla tai pesemällä muuttamatta CNT:n pintaa. [Chiou et al. 2018]

CNT-dispersioiden sovellukset

CNT: n etujen käyttämiseksi ne on dispergoitava nesteeseen, kuten polymeereihin, Tasaisesti dispergoituja CNT: itä käytetään johtavien muovien, nestekidenäyttöjen, orgaanisten valodiodien, kosketusnäyttöjen, joustavien näyttöjen, aurinkokennojen, johtavien musteiden, staattisten ohjausmateriaalien, mukaan lukien kalvot, vaahdot, kuidut ja kankaat, polymeeripinnoitteet ja liimat, korkean suorituskyvyn polymeerikomposiittien, joilla on poikkeuksellinen mekaaninen lujuus ja sitkeys, valmistukseen, polymeeri/CNT-komposiittikuidut sekä kevyet ja antistaattiset materiaalit.

Mitkä ovat hiilen muodot?
Hiiltä esiintyy useissa allotroopeissa, mukaan lukien:

  • Kiteiset muodot: Timantti, grafiitti, grafeeni, hiilinanoputket (CNT), fullereenit (esim. C60).
  • Amorfiset muodot: Puuhiili, noki, hiilimusta, lasimainen hiili, timantin kaltainen hiili (DLC), yksikerroksinen amorfinen hiili (MAC).
  • Hybridinanorakenteet: Nanotimantit, hiilisipulit, hiiliaerogeelit ja komposiitit, kuten nanohiili-metallihybridit.

Jokaisella muodolla on erilliset fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, jotka liittyvät materiaalitieteen, elektroniikan ja energian varastoinnin sovelluksiin.

Keskustelemme mielellämme prosessistasi.

Otetaan yhteyttä.