Ultrasonication द्वारा समान रूप से dispersed CNTs
कार्बन नैनोट्यूब (CNTs) की असाधारण कार्यक्षमताओं का दोहन करने के लिए, वे सजातीय रूप से फैलाया जाना चाहिए।
अल्ट्रासोनिक dispersers जलीय और विलायक आधारित निलंबन में CNTs वितरित करने के लिए सबसे आम उपकरण हैं।
अल्ट्रासोनिक dispersing प्रौद्योगिकी उन्हें नुकसान पहुँचाए बिना CNTs की एक पूरी जुदाई को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त उच्च कतरनी ऊर्जा बनाता है।
कार्बन नैनोट्यूब अल्ट्रासोनिक dispersing
कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) में एक बहुत ही उच्च पहलू अनुपात होता है और एक कम घनत्व के साथ-साथ एक विशाल सतह क्षेत्र (कई सौ m2/g) का प्रदर्शन होता है, जो उन्हें बहुत उच्च तन्य शक्ति, कठोरता, और क्रूरता और एक बहुत ही उच्च विद्युत और थर्मल चालकता जैसे अद्वितीय गुण देता है। वैन डेर वालेल्स बलों के कारण, जो एकल कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) को एक दूसरे के लिए आकर्षित करते हैं, सीएनटी बंडलों या स्केलिन में सामान्य रूप से व्यवस्था करते हैं। आकर्षण के ये इंटरमॉलिक्यूलर बल आसन्न नैनोट्यूब के बीच एक बंधन स्टैकिंग घटना पर आधारित हैं जिसे स्टैकिंग के रूप में जाना जाता है। कार्बन नैनोट्यूब से पूरा लाभ प्राप्त करने के लिए, इन समूहों को अलग किया जाना चाहिए और सीएनटी को समान रूप से सजातीय फैलाव में वितरित किया जाना चाहिए । तीव्र अल्ट्रासोनिकेशन तरल पदार्थों में ध्वनिक कैविटेशन बनाता है। इस तरह उत्पन्न स्थानीय कतरनी तनाव सीएनटी समुचित को तोड़ता है और उन्हें समान रूप से सजातीय निलंबन में फैलाता है। अल्ट्रासोनिक फैलाव प्रौद्योगिकी उन्हें नुकसान पहुंचाए बिना सीएनटी के पूर्ण अलगाव को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त रूप से उच्च कतरनी ऊर्जा बनाती है। यहां तक कि संवेदनशील SWNTs के लिए सोनिकेशन सफलतापूर्वक उन्हें व्यक्तिगत रूप से अलग करने के लिए लागू किया जाता है। अल्ट्रासोनिकेशन सिर्फ व्यक्तिगत नैनोट्यूब (हुआंग, Terentjev २०१२) के लिए बहुत फ्रैक्चर के कारण बिना SWNT समुचित अलग करने के लिए एक पर्याप्त तनाव स्तर बचाता है ।
- एकल-परिक्षाित CNTs
- होमोजीनी वितरण
- उच्च फैलाव दक्षता
- उच्च सीएनटी लोडिंग
- कोई सीएनटी गिरावट
- द्रुत संसाधन
- सटीक प्रक्रिया नियंत्रण
UIP2000hdT – CNT dispersions के लिए 2kW शक्तिशाली ultrasonicator
सीएनटी प्रसार के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक सिस्टम
Hielscher Ultrasonics CNTs के कुशल फैलाव के लिए शक्तिशाली और विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक उपकरणों की आपूर्ति। आप विश्लेषण और आर के लिए छोटे सीएनटी नमूने तैयार करने की जरूरत है या नहीं&डी या आप थोक dispersions के बड़े औद्योगिक बहुत सारे का निर्माण करने के लिए है, Hielscher उत्पाद रेंज अपनी आवश्यकताओं के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक प्रणाली प्रदान करता है। से 50W ultrasonicators करने के लिए प्रयोगशाला के लिए 16kW औद्योगिक अल्ट्रासोनिक इकाइयों वाणिज्यिक विनिर्माण के लिए, Hielscher Ultrasonics आप को कवर किया गया है।
उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन नैनोट्यूब फैलाव का उत्पादन करने के लिए, प्रक्रिया मापदंडों को अच्छी तरह से नियंत्रित किया जाना चाहिए । आयाम, तापमान, दबाव और प्रतिधारण समय एक भी सीएनटी वितरण के लिए सबसे महत्वपूर्ण मापदंड हैं। हिल्स्चर के अल्ट्रासोनिकेटर न केवल प्रत्येक पैरामीटर के सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति देते हैं, सभी प्रक्रिया पैरामीटर स्वचालित रूप से हिल्सचर के डिजिटल अल्ट्रासोनिक सिस्टम के एकीकृत एसडी कार्ड पर दर्ज किए जाते हैं। प्रत्येक सोनिकेशन प्रक्रिया का प्रोटोकॉल प्रजनन योग्य परिणाम और लगातार गुणवत्ता सुनिश्चित करने में मदद करता है। रिमोट ब्राउजर कंट्रोल के जरिए यूजर अल्ट्रासोनिक सिस्टम के लोकेशन पर बिना अल्ट्रासोनिक डिवाइस को ऑपरेट और मॉनिटर कर सकता है ।
एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब (SWNTs) और बहु दीवारों कार्बन नैनोट्यूब (MWNTs) के साथ ही चयनित जलीय या विलायक माध्यम विशिष्ट प्रसंस्करण तीव्रता की आवश्यकता होती है के बाद से, अल्ट्रासोनिक आयाम एक महत्वपूर्ण कारक है जब यह अंतिम उत्पाद के लिए आता है। Hielscher अल्ट्रासोनिक्स’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च के रूप में के रूप में अच्छी तरह से बहुत हल्के आयाम वितरित कर सकते हैं। अपनी प्रक्रिया आवश्यकताओं के लिए आदर्श आयाम स्थापित करें. यहां तक कि 200 डिग्री तक के आयाम आसानी से लगातार 24/ यहां तक कि उच्च आयाम के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरण ों की मजबूती भारी शुल्क पर और मांग वातावरण में 24 /
हमारे ग्राहकों बकाया मजबूती और Hielscher अल्ट्रासोनिक सिस्टम की विश्वसनीयता से संतुष्ट हैं। भारी शुल्क अनुप्रयोगों के क्षेत्रों में स्थापना, वातावरण की मांग और 24 / अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया तीव्रता प्रसंस्करण समय कम कर देता है और बेहतर परिणाम प्राप्त करता है, यानी उच्च गुणवत्ता, उच्च पैदावार, अभिनव उत्पादों।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह की दर | अनुशंसित उपकरणों |
|---|---|---|
| 0.5 से 1.5 एमएल | एन.ए. | VialTweeter |
| 1 से 500 एमएल | 10 से 200 मील / मिनट | UP100H |
| 10 से 2000 मील | 20 से 400 एमएल / मिनट | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20 एल | 0.2 से 4 एल / मिनट | UIP2000hdT |
| 10 से 100 एल | 2 से 10 एल / मिनट | UIP4000hdT |
| एन.ए. | 10 से 100 एल / मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | के समूह UIP16000 |
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साहित्य/संदर्भ
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
जानने के योग्य तथ्य
कार्बन नैनोट्यूब
कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) एक आयामी कार्बन सामग्री के एक विशेष वर्ग का हिस्सा हैं, असाधारण यांत्रिक, बिजली, थर्मल, और ऑप्टिकल गुणों का प्रदर्शन. वे एक प्रमुख घटक के विकास और उन्नत नैनो सामग्री जैसे नैनो-कम्पोजिट, प्रबलित पॉलिमर आदि के उत्पादन में इस्तेमाल कर रहे हैं और इसलिए राज्य के अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों में उपयोग किया जाता है। CNTs एक बहुत ही उच्च तन्य शक्ति, बेहतर थर्मल हस्तांतरण गुण, कम बैंड अंतराल और इष्टतम रासायनिक और शारीरिक स्थिरता है, जो नैनोट्यूब कई गुना सामग्री के लिए एक आशाजनक योज्य बनाता है बेनकाब.
उनकी संरचना के आधार पर, CNTS एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब (SWNTs), डबल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब (DWCNTs), और बहु दीवारों कार्बन नैनोट्यूब (MWNTs) में प्रतिष्ठित हैं।
SWNTs खोखले, लंबे बेलनाकार ट्यूब एक परमाणु मोटी कार्बन दीवार से बना रहे हैं. कार्बन की परमाणु शीट को मधुकोश जालक में व्यवस्थित किया जाता है। अक्सर, वे एकल परत ग्रेफाइट या ग्राफीन के लुढ़का हुआ चादरें की तुलना में वैचारिक रूप से कर रहे हैं।
DWCNTs दो एकल दीवारों नैनोट्यूब के होते हैं, एक दूसरे के भीतर नेस्टेड के साथ.
MWNTs एक CNT रूप है, जहां कई एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब एक दूसरे के अंदर नेस्टेड हैं. चूंकि उनका व्यास 3-30 एनएम के बीच होता है और चूंकि वे कई सेमी लंबे हो सकते हैं, इसलिए उनका पक्ष अनुपात 10 से दस लाख के बीच भिन्न हो सकता है। कार्बन नैनोफाइबर की तुलना में, MWNTs एक अलग दीवार संरचना, एक छोटे बाहरी व्यास, और एक खोखले इंटीरियर है। आम तौर पर इस्तेमाल किया औद्योगिक MWNTs के टाइप टाइप कर रहे हैं उदा Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphiforce® C100, और FutureCarbon CNT-MW.
सीएनटी का संश्लेषण: CNTs प्लाज्मा आधारित संश्लेषण विधि या चाप निर्वहन वाष्पीकरण विधि, लेजर ablation विधि, थर्मल संश्लेषण प्रक्रिया, रासायनिक वाष्प निक्षेपण (सीवीडी) या प्लाज्मा बढ़ाया रासायनिक वाष्प जमा द्वारा उत्पादित किया जा सकता है।
सीएनटी का कार्यात्मककरण: कार्बन नैनोट्यूब की विशेषताओं में सुधार लाने और उन्हें इस तरह एक विशिष्ट आवेदन करने के लिए और अधिक उपयुक्त बनाने के लिए, CNTs अक्सर कार्यात्मक हैं, उदा. carboxylic एसिड (-COOH) या hydroxyl (-OH) समूहों को जोड़कर.
सीएनटी dispersing Additives
सुपर एसिड, आयनिक तरल पदार्थ, और एन-साइक्लोहेक्साइल-2-पाइरोलिडोन जैसे कुछ सॉल्वैंट्स सीएनटी के अपेक्षाकृत उच्च एकाग्रता फैलाव को तैयार करने में सक्षम हैं, जबकि नैनोट्यूब के लिए सबसे आम सॉल्वैंट्स, जैसे एन-मिथाइल-2-पाइरोलिडोन (एनएमपी), डाइमेथिलफॉर्ममाइड (डीएमएफ), और 1,2-डिक्रोलोबेंजीन, नैनोट्यूब को केवल बहुत कम सांद्रता (उदाहरण के लिए, आमतौर पर फैला सकते हैं <0.02 wt% एकल दीवारों सीएनटी) । सबसे आम फैलाव एजेंट पॉलीविनाइलपाइरीरोल्ड (पीवीपी), सोडियम डोडेसिल बेंजीन सल्फोनेट (एसडीबीएस), ट्राइटन 100, या सोडियम डोडेसिल सल्फोनेट (एसडीएस) हैं।
क्रेसोल औद्योगिक रसायनों का एक समूह है जो दसियों वजन प्रतिशत तक सांद्रता पर सीएनटी की प्रक्रिया कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कमजोर फैलाव, मोटी पेस्ट और मुक्त खड़े जैल से एक अभूतपूर्व प्लेमन जैसी स्थिति में निरंतर संक्रमण होता है, जैसा कि सीएनटी लोडिंग बढ़ जाती है। ये राज्य बहुलक जैसे राओलॉजिकल और चिपचिपा गुणों का प्रदर्शन करते हैं, जो अन्य आम सॉल्वैंट्स के साथ प्राप्य नहीं हैं, यह सुझाव देते हैं कि नैनोट्यूब वास्तव में क्रेसोल में अलग और पतले बिखरे हुए हैं। सीएनटी की सतह में फेरबदल किए बिना हीटिंग या धोने के प्रसंस्करण के बाद क्रेसोल को हटाया जा सकता है। [ चिउ एट अल 2018]
सीएनटी प्रसार के आवेदन
CNTs के लाभों का उपयोग करने के लिए, वे इस तरह के एक पॉलिमर के रूप में एक तरल में बिखरे हुए होना चाहिए, यहां तक कि बिखरे CNTs प्रवाहकीय प्लास्टिक के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है, तरल क्रिस्टल प्रदर्शित करता है, कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड, टच स्क्रीन, लचीला प्रदर्शित करता है, सौर कोशिकाओं , प्रवाहकीय स्याही, स्थिर नियंत्रण सामग्री, फिल्मों सहित, फोम, फाइबर, और कपड़े, बहुलक कोटिंग्स और चिपकने वाले, असाधारण यांत्रिक शक्ति और क्रूरता के साथ उच्च प्रदर्शन बहुलक कंपोजिट, बहुलक / हल्के और एंटीस्थैटिक सामग्री.