Hielscher Ultrasonics
Örömmel megvitatjuk a folyamatot.
Hívjon minket: +49 3328 437-420
Írjon nekünk: info@hielscher.com

Ultrahangos csapadékfolyamat

A részecskék, pl. nanorészecskék alulról felfelé keletkezhetnek folyadékokban kicsapódás útján. Ebben a folyamatban egy túltelített keverék szilárd részecskéket képez az erősen koncentrált anyagból, amely növekszik és végül kicsapódik. A részecske/kristály méretének és morfológiájának szabályozásához elengedhetetlen a csapadékot befolyásoló tényezők ellenőrzése.

A csapadékfolyamat háttere

Az elmúlt években a nanorészecskék számos területen jelentőségre tettek szert, például a bevonatokban, polimerekben, tintákban, gyógyszerekben vagy elektronikában. A nanoanyagok felhasználását befolyásoló egyik fontos tényező a nanoanyagok költsége. Ezért költséghatékony módszerekre van szükség a nanoanyagok ömlesztett mennyiségben történő előállításához. Míg a folyamatok, mint például Emulgeálás és a darabolás feldolgozása Felülről lefelé irányuló folyamatok, a csapadék alulról felfelé irányuló folyamat nanoméretű részecskék folyadékokból történő szintézisére. A csapadék a következőket foglalja magában:

  • Legalább két folyadék keverése
  • túltelítettség
  • gócképződés
  • Részecske növekedés
  • Agglomeráció (Általában kerülik alacsony szilárdanyag-koncentrációval vagy stabilizálószerekkel)

Csapadék keverés

A keverés lényeges lépés a csapadékban, mivel a legtöbb csapadékfolyamat esetében a kémiai reakció sebessége nagyon magas. A kicsapódási reakciókhoz általában kevert tartályreaktorokat (szakaszos vagy folyamatos), statikus vagy rotor-állórész keverőket használnak. A keverési teljesítmény és energia inhomogén eloszlása a folyamat térfogatán belül korlátozza a szintetizált nanorészecskék minőségét. Ez a hátrány a reaktor térfogatának növekedésével nő. A fejlett keverési technológia és a befolyásoló paraméterek megfelelő ellenőrzése kisebb részecskéket és jobb részecskehomogenitást eredményez.

Az ütköző fúvókák, mikrocsatornás keverők vagy a Taylor-Couette reaktor használata javítja a keverési intenzitást és homogenitást. Ez rövidebb keverési időt eredményez. Ezek a módszerek azonban korlátozzák a bővítés lehetőségét.

A Hielscher UP400St szondás szonikátor modell 20 kHz-es frekvencián működik és 400 wattos, erőteljes ultrahangot szolgáltat nedves kémiai szintézisekhez és részecskeszintézishez.

Nanorészecskék alulról felfelé történő szintézise a UP400St szonikátor

Az ultrahangos kezelés egy fejlett keverési technológia, amely nagyobb nyírási és keverési energiát biztosít méretarányos korlátozások nélkül. Lehetővé teszi az irányító paraméterek ellenőrzését is, mint például a teljesítményfelvétel, a reaktor kialakítása, a tartózkodási idő, a részecske vagy a reaktáns koncentrációja függetlenül. Az ultrahangos kavitáció intenzív mikrokeverést indukál, és helyileg eloszlatja a nagy teljesítményt.

Magnetit nanorészecske kicsapás

Optimalizált szonokémiai reaktor (Banert et al., 2006)Az ultrahangos kezelést csapadékra az ICVT-ben (TU Clausthal) mutatták be Banert és munkatársai (2006) magnetit nanorészecskékhez. Banert optimalizált szonokémiai reaktort használt (jobb oldali kép, 1. takarmány: vasoldat, 2. takarmány: kicsapódószer, Kattintson a nagyobb nézetért!) a magnetit nanorészecskék előállításához “vas(III)-klorid-hexahidrát és vas(II)-szulfát-heptahidrát Fe mólarányú vizes oldatának együttes kicsapatásával3+/Fe2+ = 2:1. Mivel a hidrodinamikai előkeverés és a makrokeverés fontos, és hozzájárul az ultrahangos mikrokeveréshez, a reaktor geometriája és az adagolócsövek helyzete fontos tényezők, amelyek befolyásolják a folyamat eredményét. Munkájuk során Banert és mtsai. összehasonlította a különböző reaktorterveket. A reaktorkamra jobb kialakítása ötszörösére csökkentheti a szükséges fajlagos energiát.

A vasoldatot tömény ammónium-hidroxiddal, illetve nátrium-hidroxiddal csapjuk ki. A pH-gradiens elkerülése érdekében a kicsapószert feleslegben kell pumpálni. A magnetit szemcseméret-eloszlását foton korrelációs spektroszkópiával (PCS, Malvern NanoSizer ZS, Malvern Inc.).”

UP2000hdT szonda típusú szonda típusú szonda áramlási cellával a szilícium-dioxid nanorészecskék és a maghéj nanorészecskék inline funkcionalizálásához.

Sonicator UIP2000hdT nanorészecskék és maghéj nanorészecskék ipari szintéziséhez.

Ultrahangos kezelés nélkül az átlagos részecskeméretű részecskék 45nm csak a hidrodinamikai keveréssel készültek. Az ultrahangos keverés csökkentette a kapott részecskeméretet 10nm-re és kevesebbre. Az alábbi ábra a Fe szemcseméret-eloszlását mutatja3O4 folyamatos ultrahangos kicsapódási reakcióban keletkező részecskék (Banert és mások, 2004).

részecskeméret-eloszlás folyamatos ultrahangos kicsapási reakcióban

A következő ábra (Banert és mások, 2006) a részecskeméretet mutatja a fajlagos energiabevitel függvényében.

részecskeméret a fajlagos energiabevitel függvényében

“A diagram három fő rendszerre osztható. Kb. 1000 kJ/kg alattFe3O4 A keverést a hidrodinamikai hatás szabályozza. A részecskeméret körülbelül 40-50 nm. 1000 kJ/kg felett láthatóvá válik az ultrahangos keverés hatása. A részecskeméret 10 nm alá csökken. A fajlagos teljesítményfelvétel további növelésével a részecskeméret ugyanabban a nagyságrendben marad. A csapadékkeverési folyamat elég gyors ahhoz, hogy homogén magképződést tegyen lehetővé.”

További információ kérése

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, ha további információkat szeretne kérni az alulról felfelé történő részecskeszintézishez használt ultrahangos processzorokról, alkalmazási jegyzetekről és árakról. Szívesen megbeszéljük Önnel a kicsapási folyamatot, és felajánlunk Önnek egy, az Ön igényeinek megfelelő szonikátort!









Kérjük, vegye figyelembe a Adatvédelem.





Irodalom / Hivatkozások

Többfázisú kavitator MPC48Betét a jobb emulgeálási és kristályosítási folyamatokhoz szonikálással

MultiPhaseCavitator: Az MPC48 ultrahangos áramlási cellabetét javítja a kicsapási és kristályosítási folyamatokat


Nagy teljesítményű ultrahangos! A Hielscher termékcsalád lefedi a teljes spektrumot a kompakt laboratóriumi ultrahangos készülékeken keresztül a teljes ipari ultrahangos rendszerekig.

Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.

Örömmel megvitatjuk a folyamatot.

Vegyük fel a kapcsolatot.