Nanodiamonds Sonication સાથે જલીય સસ્પેન્શનમાં વિખરાયેલા

Nanodiamond dispersions કાર્યક્ષમ છે અને અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સનો ઉપયોગ કરીને ઝડપથી ઉત્પન્ન થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડિએગ્રિગેશન અને નેનોડાયમંડ્સનું વિક્ષેપ જલીય સસ્પેન્શનમાં વિશ્વસનીય રીતે કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પરશન ટેકનિક પીએચ ફેરફાર માટે મીઠાનો ઉપયોગ કરે છે અને તેથી તે એક સરળ, સસ્તી અને દૂષિત-મુક્ત તકનીક છે, જેનો ઔદ્યોગિક ધોરણે સરળતાથી ઉપયોગ કરી શકાય છે.

Hielscher ultrasonicators નો ઉપયોગ કરીને Nanodiamonds કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય રીતે વિખેરી શકાય છે.

અલ્ટ્રાસોનિક મિલિંગ અને નેનોડિયામંડ્સનું વિક્ષેપ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?

અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ પોતે મિલિંગ મીડિયા તરીકે નેનોડાયમંડ્સનો ઉપયોગ કરે છે. હાઇ-પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ એકોસ્ટિક પોલાણ હાઇ-સ્પીડ લિક્વિડ સ્ટ્રીમિંગ બનાવે છે. આ પ્રવાહી પ્રવાહો સ્લરીમાં કણો (દા.ત., હીરા) ને વેગ આપે છે જેથી કણો 280km/s સુધીની ઝડપે અથડાય અને મિનિટ નેનો-કદના કણોમાં વિખેરાઈ જાય. આનાથી અલ્ટ્રાસોનિક મિલિંગ અને ડિસ્પર્સન એક સરળ, સસ્તી અને દૂષિત-મુક્ત તકનીક બનાવે છે, જે વિશાળ pH શ્રેણીમાં જલીય કોલોઇડલ દ્રાવણમાં સ્થિર નેનો-કદના કણોમાં નેનોડાયામંડને વિશ્વસનીય રીતે ડિગગ્લોમેરેટ કરે છે. મીઠું (સોડિયમ ક્લોરાઇડ) નેનોડાયમંડને જલીય સ્લરીમાં સ્થિર કરવા માટે વપરાય છે.

અલ્ટ્રાસોનિક નેનોડિયામંડ મિલિંગ એક્સેલ બીડ મિલ્સ

પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ અત્યંત અસરકારક મિલો છે અને ઔદ્યોગિક ધોરણે નેનોડાયમંડ સસ્પેન્શનના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે સ્થાપિત મિલિંગ તકનીક છે. અલ્ટ્રાસોનિક મિલો નેનોડાયમંડ્સનો મિલિંગ મીડિયા તરીકે ઉપયોગ કરતી હોવાથી, મિલિંગ મીડિયા દ્વારા દૂષણ, દા.ત. ઝિર્કોનિયા મણકામાંથી, સંપૂર્ણપણે ટાળવામાં આવે છે. તેના બદલે, અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનલ ફોર્સ કણોને વેગ આપે છે જેથી નેનોડિયામંડ્સ એકબીજા સાથે હિંસક રીતે અથડાય અને એકસમાન નેનો-કદમાં તૂટી જાય. આ અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રેરિત ઇન્ટરપાર્ટિકલ અથડામણ એ એકસરખી રીતે વિતરિત નેનોડિસ્પર્ઝનના ઉત્પાદન માટે અત્યંત કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય પદ્ધતિ છે.
અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપ અને ડીએગ્રિગેશન પદ્ધતિ પાણીમાં દ્રાવ્ય, બિન-ઝેરી અને બિન-દૂષિત ઉમેરણોનો ઉપયોગ કરે છે જેમ કે સોડિયમ ક્લોરાઇડ અથવા સુક્રોઝના pH નિયમન અને અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપના સ્થિરીકરણ માટે. સોડિયમ ક્લોરાઇડ અથવા સુક્રોઝની આ સ્ફટિક રચનાઓ મિલિંગ મીડિયા તરીકે પણ કાર્ય કરે છે જેથી અલ્ટ્રાસોનિક મિલિંગ પ્રક્રિયાને ટેકો મળે. જ્યારે પીસવાની પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય છે, ત્યારે આ ઉમેરણોને પાણીથી સરળ કોગળા દ્વારા સરળતાથી દૂર કરી શકાય છે, જે પ્રક્રિયા સિરામિક મણકા કરતાં નોંધપાત્ર ફાયદો છે. પરંપરાગત બીડ મિલિંગ જેમ કે એટ્રિટર્સ અદ્રાવ્ય સિરામિક મિલિંગ મીડિયા (દા.ત. દડા, માળા અથવા મોતી) નો ઉપયોગ કરે છે, જેના ઘર્ષણવાળા અવશેષો અંતિમ વિખેરીને દૂષિત કરે છે. મિલિંગ મીડિયા દ્વારા થતા દૂષણને દૂર કરવામાં જટિલ પ્રક્રિયા પછીની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે અને તે સમય માંગી લે તેવી તેમજ ખર્ચાળ પણ છે.

અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સિંગ ટેક્નોલોજી અસરકારક રીતે સાંકડી કણોના કદના વિતરણ સાથે જલીય નેનોડિયામંડ સસ્પેન્શનનું ઉત્પાદન કરે છે.
(અભ્યાસ અને ગ્રાફિક: ©Turcheniuk et al., 2016)

અલ્ટ્રાસોનિક નેનોડિયામંડ ડિસ્પરઝન માટે અનુકરણીય પ્રોટોકોલ

પાણીમાં નેનોડિયામંડ્સનું સોલ્ટ-સહાયિત અલ્ટ્રાસોનિક ડિએગ્રિગેશન:
10 ગ્રામ સોડિયમ ક્લોરાઇડ અને 0.250 ગ્રામ નેનોડાયમંડ પાઉડરનું મિશ્રણ પોર્સેલિન મોર્ટાર અને પેસ્ટલનો ઉપયોગ કરીને હાથથી થોડા સમય માટે ગ્રાઈન્ડ કરવામાં આવ્યું હતું અને 5 એમએલ ડીઆઈ પાણી સાથે 20 એમએલ કાચની શીશીમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. તૈયાર કરેલ નમૂનાને 60% આઉટપુટ પાવર અને 50% ડ્યુટી સાયકલ પર 100 મિનિટ માટે પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિકેટરનો ઉપયોગ કરીને સોનિકેટ કરવામાં આવ્યું હતું. સોનિકેશન પછી, નમૂનાને બે 50 એમએલ પ્લાસ્ટિક ફાલ્કન સેન્ટ્રીફ્યુજ ટ્યુબ વચ્ચે સમાનરૂપે વિભાજિત કરવામાં આવ્યું હતું અને 100 એમએલ કુલ વોલ્યુમ (2 × 50 એમએલ) સુધી નિસ્યંદિત પાણીમાં વિખેરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ દરેક નમૂનાને 4000 rpm અને 25°C પર એપેન્ડોર્ફ સેન્ટ્રીફ્યુજ 5810-R નો ઉપયોગ કરીને 10 મિનિટ માટે સેન્ટ્રીફ્યુજ કરવામાં આવ્યું હતું, અને સ્પષ્ટ સુપરનેટન્ટ કાઢી નાખવામાં આવ્યું હતું. પછી ભીના ND અવક્ષેપોને નિસ્યંદિત પાણી (100 એમએલ કુલ વોલ્યુમ) માં ફરીથી વિખેરવામાં આવ્યા હતા અને 1 કલાક માટે 12000 rpm અને 25 °C પર બીજી વખત સેન્ટ્રીફ્યુઝ કરવામાં આવ્યા હતા. ફરી એકવાર સ્પષ્ટ સુપરનેટન્ટ કાઢી નાખવામાં આવ્યું હતું અને ભીના નેનોડાયમંડ અવક્ષેપોને ફરીથી વિખેરવામાં આવ્યા હતા, આ વખતે લાક્ષણિકતા માટે 5 એમએલ નિસ્યંદિત પાણીમાં. પ્રમાણભૂત AgNO3 પરીક્ષામાં Cl ની સંપૂર્ણ ગેરહાજરી દર્શાવવામાં આવી હતી^- મીઠાની મદદથી અલ્ટ્રાસોનિકલી ડીએગ ગ્રીગેટેડ નેનોડાયમંડ ઉપર વર્ણવ્યા પ્રમાણે બે વાર નિસ્યંદિત પાણીથી ધોવામાં આવે છે. નમૂનાઓમાંથી પાણીના બાષ્પીભવન પછી, ∼200 મિલિગ્રામ અથવા પ્રારંભિક નેનોડિયામંડ સમૂહના 80% ની ઉપજ સાથે કાળા ઘન નેનોડિયામંડ "ચિપ્સ" ની રચના જોવા મળી હતી. (નીચે ચિત્ર જુઓ)
(cf. Turcheniuk et al., 2016)

સૂકા નમૂના અને અલ્ટ્રાસોનિકલી વિખેરાયેલા નેનોડિયામંડ્સ.
(અભ્યાસ અને ગ્રાફિક: ©Turcheniuk et al., 2016)

Nanodiamond dispersions માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ

Hielscher Ultrasonics હેવી-ડ્યુટી એપ્લીકેશનો જેમ કે નેનોડાયમંડ સ્લરી, પોલિશિંગ મીડિયા અને નેનોકોમ્પોઝીટ્સનું ઉત્પાદન કરવા માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક મિલિંગ અને વિખેરવાના સાધનોની ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને વિતરણ કરે છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સનો ઉપયોગ નેનો-મટીરિયલ્સને જલીય કોલોઇડલ સસ્પેન્શન, પોલિમર, રેઝિન, કોટિંગ્સ અને અન્ય ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સામગ્રીમાં વિખેરવા માટે વિશ્વભરમાં થાય છે.
Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સ નીચાથી ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતાની પ્રક્રિયામાં વિશ્વસનીય અને કાર્યક્ષમ છે. ઇનપુટ સામગ્રી અને લક્ષ્યાંકિત અંતિમ કણોના કદના આધારે, શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયા પરિણામો માટે અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતાને ચોક્કસપણે ગોઠવી શકાય છે.
ચીકણું પેસ્ટ, નેનો-સામગ્રી અને ઉચ્ચ ઘન સાંદ્રતા પર પ્રક્રિયા કરવા માટે, અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરનાર સતત ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર ઉત્પન્ન કરવા સક્ષમ હોવું જોઈએ. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક્સ’ ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ સંપૂર્ણ લોડ હેઠળ સતત કામગીરીમાં ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર પહોંચાડી શકે છે. 24/7 ઓપરેશનમાં 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર સરળતાથી ચલાવી શકાય છે. ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર પર અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરનારને ચલાવવાનો વિકલ્પ અને કંપનવિસ્તારને ચોક્કસ રીતે સમાયોજિત કરવા માટે અત્યંત ભરેલા નેનો-સ્લરી, નેનો-રિઇનફોર્સ્ડ પોલિમર મિશ્રણ અને નેનોકોમ્પોઝીટ્સના શ્રેષ્ઠ ફોર્મ્યુલેશન માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિઓને અનુકૂલિત કરવા માટે જરૂરી છે.
અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તાર ઉપરાંત, દબાણ અન્ય ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિમાણ છે. એલિવેટેડ દબાણ હેઠળ, અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ અને તેના શિઅર દળોની તીવ્રતા તીવ્ર બને છે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરને દબાણયુક્ત બનાવી શકાય છે જેનાથી તીવ્ર sonication પરિણામો પ્રાપ્ત થાય છે.
પ્રક્રિયાનું નિરીક્ષણ અને ડેટા રેકોર્ડિંગ સતત પ્રક્રિયા માનકીકરણ અને ઉત્પાદન ગુણવત્તા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. અલ્ટ્રાસોનિક જનરેટર પર પ્લગ કરી શકાય તેવા દબાણ અને તાપમાન સેન્સર વાયર અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરવાની પ્રક્રિયાને મોનિટર કરવા અને નિયંત્રિત કરવા માટે. અલ્ટ્રાસોનિક ઉર્જા (નેટ + કુલ), તાપમાન, દબાણ અને સમય જેવા તમામ મહત્વપૂર્ણ પ્રોસેસિંગ પરિમાણો આપોઆપ પ્રોટોકોલ કરવામાં આવે છે અને બિલ્ટ-ઇન SD-કાર્ડ પર સંગ્રહિત થાય છે. આપમેળે રેકોર્ડ થયેલ પ્રક્રિયા ડેટાને ઍક્સેસ કરીને, તમે અગાઉના સોનિકેશન રનને સુધારી શકો છો અને પ્રક્રિયાના પરિણામોનું મૂલ્યાંકન કરી શકો છો.
અન્ય વપરાશકર્તા મૈત્રીપૂર્ણ સુવિધા એ છે કે અમારી ડિજિટલ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમોનું બ્રાઉઝર રીમોટ કંટ્રોલ. રિમોટ બ્રાઉઝર કંટ્રોલ દ્વારા તમે કોઈપણ જગ્યાએથી તમારા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરને પ્રારંભ, રોકી, ગોઠવી અને મોનિટર કરી શકો છો.
મિલિંગ અને નેનો-વિક્ષેપ માટે અમારા ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ વિશે વધુ જાણવા માટે હવે અમારો સંપર્ક કરો!
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનાનેટર્સની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતા વિશે સંકેત આપે છે: