सिलिका नैनोकणों की अल्ट्रासोनिक Deagglomeration

सिलिका नैनोकणों जैसे फ्यूमड सिलिका (जैसे एरोसिल) विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले योजक हैं। वांछित सामग्री विशेषताओं के साथ पूरी तरह कार्यात्मक नैनोसिलिका प्राप्त करने के लिए, सिलिका नैनो-कणों को एकल-छितरी हुई कणों के रूप में विघटित और वितरित किया जाना चाहिए। अल्ट्रासोनिक deagglomeration एक निलंबन में एकल-छितरी हुई कणों के रूप में समान रूप से नैनोसिलिका वितरित करने के लिए एक अत्यधिक कुशल और विश्वसनीय तकनीक साबित हुई है।

नैनोसिलिका – लक्षण और अनुप्रयोग

सिलिका (SiO₂) और विशेष रूप से सिलिका नैनोकणों (एसआई-एनपी) कई उद्योगों में आम योजक हैं। नैनो आकार के सिलिका कण एक बहुत बड़े सतह क्षेत्र की पेशकश करते हैं और अद्वितीय कण विशेषताओं को व्यक्त करते हैं, जिनका उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए कई उद्योगों में किया जाता है। उदाहरण के लिए, नैनो आकार के SiO के अद्वितीय भौतिक गुण₂ (नैनो-) कंपोजिट, कंक्रीट और अन्य सामग्रियों को सुदृढ़ करने के लिए लागू किया जाता है। उदाहरण नैनोसिलिका-आधारित कोटिंग्स हैं जो नैनोसिलिका के साथ अग्निरोधक गुण या ग्लास लेपित प्रदान करते हैं जो इस प्रकार एंटीरिफ्लेक्टिव गुण प्राप्त करते हैं। भवन और निर्माण उद्योग में, सिलिका फ्यूम (माइक्रोसिलिका) और नैनोसिलिका का उपयोग अत्यधिक पॉज़ोलैनिक सामग्री के रूप में किया जाता है जिसका उपयोग व्यावहारिकता के साथ-साथ कंक्रीट के यांत्रिक और स्थायित्व गुणों को बढ़ाने के लिए किया जाता है। जब सिलिका फ्यूम और नैनोसिलिका की तुलना की जाती है, तो नैनो-संरचित SiO₂ पॉज़ोलन सिलिका फ्यूम की तुलना में प्रारंभिक चरण में अधिक सक्रिय है क्योंकि नैनोसिलिका काफी बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र और सुंदरता प्रदान करता है। बड़ा सतह क्षेत्र कंक्रीट के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए अधिक साइटें प्रदान करता है और विशेष रूप से एक नाभिक के रूप में कार्य करके एक बेहतर कंक्रीट माइक्रोस्ट्रक्चर में योगदान देता है। गैस पारगम्यता, कंक्रीट के स्थायित्व के लिए एक संकेतक, कंक्रीट में सुधार किया जाता है जो पारंपरिक सिलिका धुएं युक्त कंक्रीट की तुलना में नैनो-सिलिका के साथ प्रबलित होता है।
बायोमेडिसिन और जीवन विज्ञान में, SiO₂ नैनोकणों को विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए व्यापक रूप से जांच की जाती है क्योंकि उच्च सतह क्षेत्र, उत्कृष्ट जैव-अनुकूलता, और नैनोसिलिका का ट्यून करने योग्य ताकना आकार दवा वितरण और थेरानोस्टिक्स सहित उपन्यास अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है।

चार्ट (हरा वक्र) से पहले और बाद में (लाल वक्र) अल्ट्रासोनिक फैलाव से पहले नैनो-सिलिका के कण आकार वितरण को दर्शाता है।

अल्ट्रासोनिक Deagglomeration और नैनो सिलिका का फैलाव

अल्ट्रासोनिक deagglomeration और फैलाव का कार्य सिद्धांत अल्ट्रासोनिक रूप से उत्पन्न cavitation के प्रभावों पर आधारित है, वैज्ञानिक रूप से ध्वनिक cavitation के रूप में जाना जाता है। तरल पदार्थ या घोल में उच्च-शक्ति, कम-आवृत्ति अल्ट्रासाउंड के आवेदन से ध्वनिक गुहिकायन हो सकता है और इस तरह चरम स्थितियां हो सकती हैं, जो स्थानीय रूप से बहुत अधिक दबाव और तापमान के रूप में होती हैं, और 280m/s तक के तरल जेट के साथ माइक्रोस्ट्रीमिंग होती हैं। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के ये तीव्र भौतिक और यांत्रिक प्रभाव कण सतह पर क्षरण के साथ-साथ अंतर-कण टकराव के माध्यम से कणों के टूटने का कारण बनते हैं। ध्वनिक कैविटेशन की ये तीव्र ताकतें नैनो-सिलिका, नैनोट्यूब और अन्य नैनो सामग्री के रूप में नैनो-आकार के कणों के विघटन और फैलाव के लिए सोनिकेशन को एक अत्यधिक कुशल और विश्वसनीय तरीका बनाती हैं।

अल्ट्रासोनिक रूप से deagglomerated नैनो-सिलिका के कण आकार वितरण (Hielscher UP400St अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करना(a) 1 wt%, (b) 2 wt%, (c) 5 wt%, और (d) 10 wt% एरोसिल 200 के पानी में अलग-अलग समय अंतराल पर।
अध्ययन और रेखांकन: विकास 2020।

उच्च ठोस सांद्रता के साथ सिलिका की अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण और चिपचिपा तरल पदार्थ में

कम सांद्रता पर नैनोकणों को फैलाना पहले से ही एक चुनौतीपूर्ण है क्योंकि रासायनिक बंधन बलों जैसे आयनिक बांड, सहसंयोजक बंधन, हाइड्रोजन बांड और वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन को दूर किया जाना चाहिए। नैनोकणों की बढ़ती एकाग्रता के साथ, उदाहरण के लिए, नैनो-सिलिका कणों, नैनोकणों के बीच रासायनिक बातचीत में भी काफी वृद्धि हुई है। इसका मतलब है कि अच्छे, दीर्घकालिक स्थिर फैलाव परिणाम प्राप्त करने के लिए एक शक्तिशाली फैलाव तकनीक आवश्यक है। अल्ट्रासोनिक फैलाव विश्वसनीय और अत्यधिक प्रभावोत्पादक फैलाव विधि के रूप में उपयोग किया जाता है, जो आसानी से उच्च चिपचिपाहट के साथ घोल को संसाधित करने में सक्षम होते हैं और यहां तक कि बहुत अधिक ठोस सांद्रता के साथ पेस्ट भी करते हैं। नैनो-कणों के उच्च ठोस भार के साथ घोल को संसाधित करने की क्षमता अल्ट्रासोनिकेशन को नैनो-सामग्री के लिए पसंदीदा फैलाने वाली तकनीक में बदल देती है।
Hielscher औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर आपके घोल या पेस्ट को निरंतर इन-लाइन रिएक्टर में संसाधित कर सकते हैं जब तक कि इसे पंप के माध्यम से खिलाया जा सकता है।

सिलिका नैनोफ्लुइड्स का अल्ट्रासोनिक उत्पादन

मोड्रैगन एट अल (2012) ने आसुत जल में सिलिका नैनोकणों को फैलाकर तैयार सिलिका नैनोफ्लुइड तैयार किया जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर UP400S. एक निश्चित ठोस सामग्री (यानी, 20%) के साथ स्थिर सिलिका नैनोफ्लुइड का उत्पादन करने के लिए, कम चिपचिपाहट और तरल व्यवहार की तरह, 5 मिनट के लिए अल्ट्रासाउंड जांच के साथ एक उच्च ऊर्जा उपचार में शामिल हैं, बुनियादी मीडिया (पीएच मान 7 से अधिक) और कोई नमक जोड़ नहीं। अल्ट्रासोनिक फैलाव के परिणामस्वरूप कम चिपचिपाहट के साथ नैनोफ्लुइड हुए। अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार नैनोफ्लुइड तरल की तरह व्यवहार करते थे और बहुत कम समय के भीतर 20% ठोस लोडिंग के साथ तैयार किए गए थे, सोनिकेशन के साथ प्राप्त अच्छे फैलाव के लिए धन्यवाद।
"उपलब्ध सभी फैलाव विधियों में से, अल्ट्रासोनिक जांच के साथ फैलाव को सबसे प्रभावी के रूप में पुष्टि की गई है। (मोड्रैगन एट अल।
पेटज़ोल्ड एट अल (2009) एरोसिल पाउडर के डीग्लोमरेशन के लिए एक ही निष्कर्ष पर आया, जिसमें पाया गया कि अत्यधिक केंद्रित ऊर्जा लागू होने के कारण अल्ट्रासोनिक जांच सबसे प्रभावी फैलाव प्रणाली है।

डीग्लोमरेशन और सिलिका नैनोकणों के फैलाव के लिए अल्ट्रासोनिकेटर

जब नैनो-सिलिका का उपयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों, अनुसंधान या भौतिक विज्ञान में किया जाता है, तो शुष्क सिलिका पाउडर को एक तरल चरण में शामिल किया जाना चाहिए। नैनो-सिलिका फैलाव के लिए एक विश्वसनीय और प्रभावी फैलाव तकनीक की आवश्यकता होती है, जो एकल सिलिका कणों को डीग्लोमरेट करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा लागू करती है। अल्ट्रासोनिकेटर को शक्तिशाली और विश्वसनीय फैलाने वालों के रूप में अच्छी तरह से जाना जाता है, इसलिए सिलिका, नैनोट्यूब, ग्राफीन, खनिज और कई अन्य सामग्रियों जैसे विभिन्न सामग्रियों को एक तरल चरण में सजातीय रूप से डीग्लोमरेट और वितरित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

Hielscher Ultrasonics डिजाइन, निर्माण और homogenization और deagglomeration अनुप्रयोगों के किसी भी प्रकार के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक dispersers वितरित करता है। जब नैनो-फैलाव के उत्पादन की बात आती है, तो उच्च प्रदर्शन वाले उत्पादों को प्राप्त करने के लिए सटीक सोनीशन नियंत्रण और नैनोपार्टिकल निलंबन का एक विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक उपचार आवश्यक है।
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उत्कृष्ट ऊर्जा दक्षता: वैकल्पिक फैलाव प्रौद्योगिकियों की तुलना में, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर उत्कृष्ट ऊर्जा दक्षता और कण आकार वितरण में बेहतर परिणाम के साथ उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं।

चार्ट अल्ट्रा-टर्रैक्स की तुलना में Hielscher UIP1000 के साथ सिलिका के अल्ट्रासोनिक फैलाव का महत्वपूर्ण लाभ दिखाता है। अल्ट्रासोनिकेशन के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है और सिलिका के काफी छोटे कणों के आकार को प्राप्त करता है।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है: