Հուսալի նանոմասնիկների ցրում արդյունաբերական ծրագրերի համար
Բարձր հզորության ուլտրաձայնայնացումը կարող է արդյունավետ և հուսալիորեն քայքայել մասնիկների ագլոմերատները և նույնիսկ տարրալուծել առաջնային մասնիկները: Highրման բարձր արդյունավետության շնորհիվ զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքերը օգտագործվում են որպես նախընտրելի մեթոդ `միատարր նանոմասնիկների կասեցումներ ստեղծելու համար:
Հուսալի նանոմասնիկների ցրում ուլտրաձայնային հետազոտությամբ
Շատ արդյունաբերություններ պահանջում են կախոցների պատրաստում, որոնք բեռնված նանոմասնիկներ են: Նանոմասնիկները պինդ նյութեր են, որոնց մասնիկների չափը 100 նմ -ից պակաս է: Փոքր մասնիկների չափի պատճառով նանոմասնիկն արտահայտում է յուրահատուկ հատկություններ, ինչպիսիք են `բացառիկ ուժը, կարծրությունը, օպտիկական հատկությունները, ճկունությունը, ուլտրամանուշակագույն դիմադրությունը, հաղորդունակությունը, էլեկտրական և էլեկտրամագնիսական (EM) հատկությունները, հակակոռոզիոնությունը, քերծվածքային դիմադրությունը և այլ արտասովոր բնութագրեր:
Բարձր ինտենսիվության և ցածր հաճախության ուլտրաձայնը ստեղծում է ինտենսիվ ակուստիկ խոռոչ, որը բնութագրվում է ծայրահեղ պայմաններով, ինչպիսիք են կտրման ուժերը, ճնշման և ջերմաստիճանի շատ բարձր դիֆերենցիալները և ցնցումները: Այս կավիտացիոն ուժերը արագացնում են մասնիկները ՝ առաջացնելով միջմասնակային բախումներ և, հետևաբար, մասնիկների քայքայում: Հետևաբար, ստացվում են նանոկառուցվածքային նյութեր ՝ մասնիկների նեղ կորի և միատեսակ բաշխվածության հետ:
Ուլտրաձայնային ցրման սարքավորումները հարմար են ջրի և օրգանական լուծիչների ցանկացած տեսակի նանոնյութերի բուժման համար `ցածրից շատ բարձր մածուցիկությամբ:
Ուլտրաձայնային ցրիչների արդյունաբերական տեղադրում (2x UIP1000hdT) շարունակական անընդմեջ ռեժիմով նանոմասնիկների և նանոխողովակների մշակման համար:
- նանոմասնիկներ
- չափազանց մանր մասնիկներ
- nanotubes
- նանոկյուրեղներ
- նանոկոմպոզիտներում
- նանոֆիբրեր
- քվանտային կետեր
- նանոմպլաստիկներ, նանաթերթեր
- նանոռոդներ, նանահաղորդալարեր
- 2D և 3D նանոկառուցվածքներ
Ածխածնային խողովակների ուլտրաձայնային ցրում
Ուլտրաձայնային ցրիչները լայնորեն օգտագործվում են ածխածնային նանոխողովակները (CNT) ցրելու նպատակով: Sonication- ը հուսալի մեթոդ է `մեկ պատով պատված ածխածնային նանոխողովակները (SWCNT), ինչպես նաև բազմապատ պատված ածխածնային նանոխողովակները (MWCNT): Օրինակ, բարձր հաղորդունակ ջերմապլաստիկ պոլիմեր արտադրելու համար բարձր մաքրությամբ (> 95%) Nanocyl® 3100 (MWCNTs; արտաքին տրամագիծը ՝ 9,5 նմ; մաքրություն ՝ 95 +%) ուլտրաձայնային կերպով ցրվել են Hielscher UP200S- ով 30 րոպե տևողությամբ: սենյակային ջերմաստիճանում: Ուլտրաձայնային եղանակով ցրված Nanocyl® 3100 MWCNTs էպոքսիդային խեժում 1% w/w կոնցենտրացիայով ցուցադրվեց մոտավորապես գերազանցող հաղորդունակություն: 1.5 × 10-2 Ս /մ:
Նիկելի նանոմասնիկների ուլտրաձայնային ցրում
Նիկելի նանոմասնիկները կարող են հաջողությամբ արտադրվել ուլտրաձայնային օգնությամբ հիդրազինի նվազեցման սինթեզի միջոցով: Հիդրազինի նվազեցման սինթեզի ուղին հնարավորություն է տալիս tp պատրաստել գնդիկաձև մաքուր մետաղական նիկելի նանոմասնիկ ՝ նիկելի քլորիդի քիմիական նվազեցմամբ հիդրազինով: Adám- ի հետազոտական խումբը ցույց տվեց, որ ուլտրաձայնային հետազոտությունը – օգտագործելով ՝ Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – կարողացել է պահպանել միջին առաջնային բյուրեղային չափը (7-8 նմ) ՝ անկախ կիրառվող ջերմաստիճանից, մինչդեռ ինտենսիվ և կարճ սոնիկացիայի ժամանակաշրջանների օգտագործումը կարող է նվազեցնել երկրորդային, ագրեգացված մասնիկների սոլվոդինամիկ տրամագիծը 710 նմ -ից մինչև 190 նմ: ցանկացած մակերեսային ակտիվ նյութից: Ամենաբարձր թթվայնությունը և կատալիտիկ ակտիվությունը չափվել են մեղմ (30 Վտ ելքային հզորություն) և շարունակական ուլտրաձայնային բուժման միջոցով պատրաստված նանոմասնիկների համար: Նանոմասնիկների կատալիտիկ վարքագիծը փորձարկվել է Suzuki-Miyaura- ի խաչաձեւ միացման ռեակցիայի ժամանակ, ինչպես հինգ, այնպես էլ ուլտրաձայնային եղանակներով պատրաստված նմուշների վրա: Ուլտրաձայնային պատրաստված կատալիզատորները սովորաբար ավելի լավ էին գործում, իսկ ամենաբարձր կատալիտիկ ակտիվությունը չափվում էր ցածր էներգիայի (30 Վտ) շարունակական սոնիկացիայի ներքո պատրաստված նանոմասնիկների վրա:
Ուլտրաձայնային բուժումը վճռորոշ ազդեցություն ունեցավ նանոմասնիկների ագրեգացման միտման վրա. Քայքայված խոռոչի բացերի դեֆրագմենտացիոն ազդեցությունը զանգվածային զանգվածային փոխանցմամբ կարող է հաղթահարել ավերված կավիտացիոն բացերի գրավիչ էլեկտրաստատիկը `զանգվածային էներգիայի փոխանցմամբ, որը կարող է հաղթահարել գրավիչ էլեկտրաստատիկ և վան դերերը: Վաալսի ուժերը մասնիկների միջև:
(հմմտ. Adám et al. 2020)
SonoStation- ը – Ուլտրաձայնային ցրման համակարգ, որը պարունակում է խառնիչ, բաք և պոմպ: SonoStation- ը հարմարավետ պատրաստ ձայնային տեղադրում է միջին չափի և ավելի մեծ ծավալների համար
Wollastonite Nanoparticles- ի ուլտրաձայնային սինթեզ
Wollastonite- ը կալցիումի ինոսիլիկատային հանքանյութ է CaSiO3 քիմիական բանաձևով: Wollastonite- ը լայնորեն օգտագործվում է որպես շինարարական արդյունաբերության մեջ ցեմենտի, ապակու, աղյուսի և կղմինդրի արտադրության բաղադրիչ, ինչպես նաև պողպատի ձուլման հոսք, ինչպես նաև հավելում արտադրության մեջ: ծածկույթներ և ներկեր: Օրինակ, wollastonite- ն ապահովում է ամրացում, կարծրացում, յուղի ցածր կլանում և այլ բարելավումներ: Վոլաստոնիտի գերազանց ամրապնդող հատկություններ ձեռք բերելու համար էական նշանակություն ունեն նանո-մասշտաբի դեգրագլոմերացիան և միատեսակ ցրումը:
Դորդանը և Դորուդմանը (2021) իրենց ուսումնասիրություններում ցույց տվեցին, որ ուլտրաձայնային ցրումը շատ կարևոր գործոն է, որը զգալիորեն ազդում է վոլաստոնիտի նանոմասնիկների չափի և ձևաբանության վրա: Վոլոլաստոնիտ նանո-ցրման վրա սոնիկացիայի ներդրումը գնահատելու համար հետազոտական խումբը սինթեզեց վոլաստոնիտի նանոմասնիկներ բարձր ուժային ուլտրաձայնային հետազոտությունների կիրառմամբ և առանց դրանց: Իրենց ձայնային փորձարկումների համար հետազոտողները օգտագործել են ուլտրաձայնային պրոցեսոր UP200H (Hielscher Ultrasonics) 24 կՀց հաճախականությամբ `45.0 րոպե: Ուլտրաձայնային նանո-ցրման արդյունքները ներկայացված են ստորև բերված բարձր լուծման SEM- ում: SEM պատկերը հստակ ցույց է տալիս, որ wollastonite- ի նմուշը մինչև ուլտրաձայնային բուժումը ագլոմերացված և ագրեգացված է. UP200H ուլտրաձայնային սարքի միջոցով սոնիկացումից հետո wollastonite մասնիկների միջին չափը մոտավորապես. 10 նմ Ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնային ցրումը վոլաստոնիտի նանոմասնիկների սինթեզման հուսալի և արդյունավետ տեխնիկա է: Միջին նանոմասնիկների չափը կարելի է վերահսկել `կարգավորելով ուլտրաձայնային մշակման պարամետրերը:
(տես ՝ Դորդան և Դորուդմանդ, 2021)
Wollastonite nanoparticles (A) - ի ուլտրաձայնային հետազոտությունից առաջ և (B) պատկերներ Ուլտրաձայնային Processor UP200H 45.0 րոպե
Ուսումնասիրություն և նկար ՝ © Dordane and Doroodmand, 2021:
Ուլտրաձայնային Nanofiller ցրումը
Sonication- ը հեղուկների և մածուկների մեջ նանոլրացուցիչներ ցրելու և դագլոմերատացնելու բազմակողմանի մեթոդ է, օրինակ `պոլիմերներ, էպոքսիդային խեժեր, կարծրացուցիչներ, ջերմապլաստիկա և այլն: Հետևաբար, sonification- ը լայնորեն կիրառվում է որպես R- ում ցրման բարձր արդյունավետ մեթոդ:&D և արդյունաբերական արտադրություն:
Angանգելինի և այլք: (2021 թ.) Ուսումնասիրեց էպոքսիդային խեժի մեջ նանոլցիչների ուլտրաձայնային ցրման տեխնիկան: Նա կարող էր ցույց տալ, որ սոնիկացիան կարող է ցրել փոքր և մեծ կոնցենտրացիաներ նանոլցիչների մեջ պոլիմերային մատրիցայի մեջ:
Համեմատելով տարբեր ձևակերպումներ, 0.5% wt% օքսիդացված CNT- ն ցույց տվեց բոլոր արդյունահանված նմուշների լավագույն արդյունքները `բացահայտելով ագլոմերատների մեծ մասի չափաբաժինները` համեմատելի միջակայքում երեք գլանային արտադրված նմուշների հետ, լավ ամրացնող կարծրացուցիչի հետ, ներթափանցման ներսում ցրման ցանցը, որն ուղղված է նստվածքների դեմ կայունությանը և, հետևաբար, պատշաճ երկարաժամկետ կայունությանը: Լցանյութի ավելի մեծ քանակությունը ցույց տվեց նմանատիպ լավ արդյունքներ, բայց նաև ավելի ընդգծված ներքին ցանցերի, ինչպես նաև որոշ չափով ավելի մեծ ագլոմերատների ձևավորում: Նույնիսկ ածխածնային նանրաթելերը (CNF) կարող են հաջողությամբ ցրվել սոնիկացիայի միջոցով: Հաջողությամբ ձեռք բերվեց ԱՄՆ-ի նանոլցիչների ուղղակի ցրումը կարծրացուցիչ համակարգերում ՝ առանց լրացուցիչ լուծիչների, և, հետևաբար, այն կարող է դիտվել որպես արդյունաբերական օգտագործման պոտենցիալով պարզ և ուղղակի ցրման կիրառելի մեթոդ: (հմմտ. angանգելինի և այլոք, 2021)
Հետազոտական տիպի ուլտրաձայնայնացման միջոցով կարծրացուցիչի մեջ ցրված տարբեր նանոֆիլլերների համեմատություն. բ) 0.5 վտ% CNToxid; գ) 0.5% wt% ածխածնային նանոթուղի (CNT); դ) 0.5 wt% CNT կիսաքայքայված:
Ուսումնասիրություն և նկար ՝ © Zanghellini et al., 2021
Նանոմասնիկների ուլտրաձայնային ցրումը – Գիտականորեն ապացուցված է գերազանցության համար
Հետազոտությունները ցույց են տալիս բազմաթիվ բարդ ուսումնասիրություններ, որ ուլտրաձայնային ցրումը նագոմլերատների դեագլոմերատազերծման և նույնիսկ հեղուկների բարձր կոնցենտրացիայի բաշխման բարձրակարգ տեխնիկաներից մեկն է: Օրինակ, Վիկաշը (2020) ուսումնասիրեց մածուցիկ հեղուկներում նանո-սիլիցիումի մեծ բեռների ցրումը ՝ օգտագործելով Hielscher ուլտրաձայնային ցրիչ UP400S- ը: Իր ուսումնասիրության ընթացքում նա գալիս է այն եզրակացության, որ «նանոմասնիկների կայուն և միատեսակ ցրումը կարելի է ձեռք բերել մածուցիկ հեղուկների բարձր պինդ բեռնվածության դեպքում ուլտրաձայնային սարքի միջոցով»: [Վիկաշ, 2020]
- Ցրված
- deagglomerating
- Քայքայում / ֆրեզերացում
- մասնիկը չափ կրճատումը
- Նանոմասնիկների սինթեզ և տեղումներ
- Մակերևույթի ֆունկցիոնալացում
- Մասնիկների փոփոխություն
Բարձրորակ ուլտրաձայնային պրոցեսորներ `նանոմասնիկների ցրման համար
Hielscher Ultrasonics- ը ձեր վստահելի մատակարարն է `բարձրորակ ուլտրաձայնային հուսալի սարքավորումների համար` լաբորատորիայից և օդաչուից մինչև լիարժեք արդյունաբերական համակարգեր: Hielscher ուլտրաձայնային’ սարքերն ունեն բարդ սարքավորում, խելացի ծրագրային ապահովում և օգտագործողի բարեհամբույր բարեկեցություն – նախագծված և արտադրված է Գերմանիայում: Hielscher- ի հզոր ուլտրաձայնային մեքենաները ցրման, դեգրագլոմերացիայի, նանոմասնիկների սինթեզի և ֆունկցիոնալացման համար կարող են գործարկվել 24/7/365 լրիվ ծանրաբեռնվածությամբ: Կախված ձեր գործընթացից և ձեր արտադրական հաստատությունից, մեր ուլտրաձայնային սարքերը կարող են գործարկվել խմբաքանակով կամ շարունակական առցանց ռեժիմով: Տարբեր պարագաներ, ինչպիսիք են sonotrodes (ուլտրաձայնային զոնդեր), ուժեղացուցիչ եղջյուրներ, հոսքի բջիջներ և ռեակտորներ, մատչելի են:
Կապվեք մեզ հետ հիմա ՝ ավելի շատ տեխնիկական տեղեկատվություն, գիտական ուսումնասիրություններ, արձանագրություններ և մեջբերում մեր ուլտրաձայնային նանո-ցրման համակարգերի համար: Մեր լավ պատրաստված, երկար փորձ ունեցող անձնակազմը ուրախ կլինի ձեզ հետ քննարկել ձեր նանո-դիմումը:
Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:
| խմբաքանակի Volume | Ծախսի Rate | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից մինչեւ 200 մլ / վրկ | UP100H |
| 10-ից մինչեւ 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / վրկ | Uf200 ः տ,, UP400St |
| 01-ից մինչեւ 20 լ | 02-ից 4 լ / րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| na | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| na | ավելի մեծ | Կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!
Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային համասեռացուցիչներ `լաբորատոր, պիլոտային և արդյունաբերական մասշտաբով ծրագրերը խառնելու, ցրելու, էմուլգացման և արդյունահանման համար:
Գրականություն / Հղումներ
- Adám, Adele Anna; Szabados, M.; Varga, G.; Papp, Á.; Musza, K.; Kónya, Z.; Kukovecz, Á.; Sipos, P.; Pálinkó, I. (2020): Ultrasound-Assisted Hydrazine Reduction Method for the Preparation of Nickel Nanoparticles, Physicochemical Characterization and Catalytic Application in Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reaction. Nanomaterials 10(4), 2020.
- Siti Hajar Othman, Suraya Abdul Rashid, Tinia Idaty Mohd Ghazi, Norhafizah Abdullah (2012): Dispersion and Stabilization of Photocatalytic TiO2 Nanoparticles in Aqueous Suspension for Coatings Applications. Journal of Nanomaterials, Vol. 2012.
- Vikash, Vimal Kumar (2020): Ultrasonic-assisted de-agglomeration and power draw characterization of silica nanoparticles. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 65, 2020.
- Zanghellini,B.; Knaack,P.; Schörpf, S.; Semlitsch, K.-H.; Lichtenegger, H.C.; Praher, B.; Omastova, M.; Rennhofer, H. (2021): Solvent-Free Ultrasonic Dispersion of Nanofillers in Epoxy Matrix. Polymers 2021, 13, 308.
- Jeevanandam J., Barhoum A., Chan Y.S., Dufresne A., Danquah M.K. (2918): Review on nanoparticles and nanostructured materials: history, sources, toxicity and regulations. Beilstein Journal of Nanotechnology Vol. 9, 2018. 1050-1074.
- Guadagno, Liberata; Raimondo, Marialuigia; Lafdi, Khalid; Fierro, Annalisa; Rosolia, Salvatore; and Nobile, Maria Rossella (2014): Influence of Nanofiller Morphology on the Viscoelastic Properties of CNF/Epoxy Resins. Chemical and Materials Engineering Faculty Publications 9, 2014.
Փաստեր Worth Իմանալով
Ի՞նչ են նանոկառուցվածքային նյութերը:
Նանոկառուցվածքը սահմանվում է, երբ համակարգի առնվազն մեկ չափումը 100 նմ -ից փոքր է: Այլ կերպ ասած, նանոկառուցվածքը մի կառույց է, որը բնութագրվում է իր միջանկյալ չափերով ՝ մանրադիտակային և մոլեկուլային մասշտաբների միջև: Տարբերվող նանոկառուցվածքները ճիշտ նկարագրելու համար անհրաժեշտ է տարբերակել նանոմասալատի վրա գտնվող օբյեկտի ծավալի չափերի քանակը:
Ստորև կարող եք գտնել մի քանի կարևոր պայմաններ, որոնք արտացոլում են նանոկառուցվածքային նյութերի հատուկ բնութագրերը.
Nanoscale: Մոտավորապես 1 -ից 100 նմ չափի տիրույթ:
Նանոտանյութ. Նանոմասշտաբի ցանկացած ներքին կամ արտաքին կառուցվածք ունեցող նյութ: Նանոմասնիկ և չափազանց մանր մասնիկ (UFP) տերմինները հաճախ օգտագործվում են հոմանիշ կերպով, չնայած որ չափազանց մանր մասնիկները կարող են ունենալ մասնիկների չափ, որը հասնում է միկրոմետր տիրույթի:
Նանո-օբյեկտ. Նյութ, որն ունի մեկ կամ մի քանի ծայրամասային նանոմասշտաբի չափսեր: Նանոմասնիկ. Նանո օբյեկտ ՝ արտաքին արտաքին նանոմասշտաբով
Nanofiber: Երբ երկու նման արտաքին չափման nanoscale չափերը եւ երրորդ ավելի մեծ հարթություն առկա են nanomaterial, դա կոչվում է որպես nanofiber.
Նանոկոմպոզիտ. Բազմաֆազ կառուցվածք `նանոմասշտաբի առնվազն մեկ փուլով:
Նանոկառուցվածք. Նանոմասշտաբի տարածաշրջանում փոխկապակցված բաղադրիչ մասերի կազմը:
Նանոկառուցվածքային նյութեր. Ներքին կամ մակերեսային նանոկառուցվածք պարունակող նյութեր:
(հմմտ. Jeevanandam et al., 2018)
Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային հոմոգենացնողներից ` Լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափը