Hielscher ultrahang technológia

Az egyfalú szén nanocsövek egyenként történő eloszlatása

Az egyfalú szén nanocsövek (SWNT-k vagy SWCNT-k) egyedülálló tulajdonságokkal rendelkeznek, de kifejezni őket, egyenként kell eloszlatni őket. Az egyfalú szén nanocsövek kivételes tulajdonságainak teljes körű kihasználása érdekében a csöveket a legtávolabbra kell rázni. Az SWNT-k, mivel más nanorészecskék is nagyon nagy vonzerő erőket mutatnak, ezért egy megbízható és hatékony módszerre van szükség a megbízható deagglomerációhoz és diszperzióhoz. Míg a közös keverési technikák nem biztosítják az SWNT-k károsodásának megakadályozásához szükséges intenzitást, a nagy teljesítményű ultrahangok bizonyítják az SWCNT-ek detangálását és eloszlatását. Az ultrahanggal generált kavitációs nyíróerők elég erősek ahhoz, hogy leküzdjék a kötési erőket, miközben az ultrahang intenzitása pontosan beállítható az SWCNT károsodásának elkerülése érdekében.

Probléma:

Az egyfalakkal ellátott szén nanocsövek (SWCNT-k) különböznek a többfalú szén nanocsövekektől (MWNT / MWCNT) elektromos tulajdonságaik alapján. Az SWCNT-ek sávszéli hézagai nullától 2 eV-ig terjedhetnek, és elektromos vezetőképességük fémes vagy félvezető viselkedést mutat. Mivel az egyfalú szén nanocsövek erősen kohéziósak, az SWCNT-k feldolgozásának egyik legnagyobb akadálya a csövek szerves oldószerekben vagy vízben rejlő insolubilitása. Az SWCNT teljes potenciáljának kihasználásához a csövek egyszerű, megbízható és méretezhető deagglomerációs folyamata szükséges. Különösen a CNT oldalsó falak vagy nyitott végek funkcionalizálása az SWCNT-ek és a szerves oldószer közötti megfelelő felület létrehozásához csak az SWCNT részleges hámlását eredményezi. Ezért az SWCNT-k többnyire disszipáltak kötegekként, nem pedig egyedi deagglomerált kötelekként. Ha a diszperziós állapot túl szigorú, az SWCNT-eket lerövidítik 80 és 200 nm közötti hosszúságúra. A gyakorlati alkalmazások többségénél, azaz a félvezető vagy megerősítő SWCNT-k esetében ez a hossz túl kicsi.

Megoldás:

Az ultrahangos ion nagyon hatékony módszer a szén nanocsövek diszpergálására és deagglomerálására, mivel a nagy intenzitású ultrahang ultrahangos hullámai kavitációt generálnak folyadékokban. A folyékony közegben elterjedt hanghullámok váltakozó nagynyomású (kompressziós) és alacsony nyomású (ritkítási) ciklusokat eredményeznek, frekvencia függvényében. Az alacsony nyomású ciklus alatt a nagy intenzitású ultrahangos hullámok kis vákuum buborékokat vagy üregeket hoznak létre a folyadékban. Amikor a buborékok olyan térfogatot érnek el, amelyen már nem képesek elnyelni az energiát, akkor hevesen összeomlik a nagynyomású ciklus alatt. Ezt a jelenséget kavitációnak nevezik. Az implózis során lokálisan magas hőmérsékleteket (kb. 5000K) és nyomást (kb. 2000m) érnek el. A kavitációs buborék implozíciója akár 280 m / s sebességű folyékony fúvókákat eredményez. Ezek a folyékony sugárforrások a következőkből származnak: Ultrahangos kavitáció, leküzdeni a kötési erőket a szén nanocsövek között, és így a nanocsövek deagglomerálódnak. Egy enyhe, szabályozott ultrahangos kezelés alkalmas módszer a nagy hosszúságú diszpergált SWCNT-ek felületaktív anyaggal stabilizált szuszpenzióinak létrehozására. Az SWCNT-k ellenőrzött termeléséhez a Hielscher ultrahangos processzorai lehetővé teszik az ultrahangos paraméterek széles választékát. Az ultrahangos amplitúdó, folyadéknyomás és folyadékkompozíció változhat az adott anyaghoz és eljáráshoz képest. Ez változatos lehetõségeket kínál a beállításokhoz, például

  • sonotrode amplitúdók akár 170 mikron
  • legfeljebb 10 bar folyadéknyomás
  • folyadékáramlási sebesség akár 15 l / perc (a folyamattól függően)
  • folyadék hőmérséklet 80 ° C-ig (egyéb hőmérséklet kérésre)
  • anyag viszkozitása legfeljebb 100.000cp

 

Továbbá, az ultrahangosítás polimerrel támogatott tisztítási eljárásnak köszönhetően hatékonyan eltávolíthatja a szennyeződéseket a kifejlődött SWCNT-kből. Nehéz az SWCNT kémiai módosítását molekuláris szinten tanulmányozni, mert nehéz nyerni a tiszta SWNT-ket. A fejlődő SWCNT-k sok szennyeződést tartalmaznak, például fémrészecskéket és amorf szénmintákat. Az SWCNT ultrahangosítása a poli (metil-metakrilát) PMMA monoklór-benzol (MCB) oldatában, majd szűréssel hatékony módja az SWCNT tisztítására. Ez a polimerrel támogatott tisztítási eljárás lehetővé teszi a szennyeződések eltávolítását a kifejlett SWCNT-kből. Az ultrahangos amplitúdó pontos ellenőrzése lehetővé teszi az SWCNT-k károsodásának elkerülését vagy korlátozását.

Szén nanocsövek diszpergálása

 

Hielscher ultrahangos készülékei ideálisak

A nanocsövek ultrahangos diszpergálása (UP400S)

Tények az SWNT-kről– átmérője kb. 1 nm, egy cső milliószor hosszabb– szélsőséges erő & merevség– nagyon nagy állóképesség– nagyon magas elektronikai és hővezető képesség– fémes vagy félvezető viselkedés

Az elektromos ultrahang gyakran az egyetlen megbízható eszköz a nanocsövek detektálására és diszpergálására

A CNT-k diszpergálása Hielscher laboratóriumi eszközével UP50H

Ultrahangos berendezés

A Hielscher nagy teljesítményt nyújt ultrahangos processzorok minden hangerő ultrahangozásához. Az 50 watttól 16 000 wattig terjedő ultrahangos készülékek, amelyek klaszterekben állíthatók be, lehetővé teszik a megfelelő ultrahangos érzékelést mindegyik alkalmazáshoz, a laborban, valamint az iparban. A nanocsövek kifinomult diszperziója érdekében folyamatos szonikálás javasolt. Hielscher áramlási cellái felhasználásával lehetővé válik, hogy a CNT-ket magas viszkozitású folyadékokká, például polimerekké, nagy viszkozitású olvadékokká és termoplasztik-kká alakítsák.

Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a nanocsövek diszpergálásáról és módosításáról nagy teljesítményű ultrahanggal!

A nagyteljesítményű ultrahang-készülékek hatékony ipari feldolgozási technika az oldáshoz, homogenizáláshoz, diszpergáláshoz, deagglomerációhoz és extraháláshoz.

Ipari ultrahangos processzor UIP16000 (16kW) nagy mennyiségű áramhoz

Kapcsolat / Ajánlatkérés További információk

Beszélj nekünk a feldolgozási követelményeket. Mi ajánljuk a legmegfelelőbb a telepítést és a feldolgozási paraméterek a projekt.





Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.




Tudni érdemes

Az ultrahangos készülékeket gyakran szonda ultrahangos ultrahangos homogenizálónak, ultrahangos homogenizálónak, ultrahangos homogenizálónak, ultrahangos mosógépnek, ultrahangos csiszolónak, szamár-ruptornak, ultrahangos diszpergálónak, ultrahang diszpergálónak vagy oldószernek nevezik. A különböző kifejezések az egyes alkalmazásokból származnak, amelyeket az ultrahangos kezeléssel lehet teljesíteni.