ZnO նանոկառուցվածքներ, որոնք աճում են ուլտրաձայնային սինթեզի միջոցով
Ուլտրաձայնային նանոմասնիկների սինթեզը մեծ ուշադրություն է գրավել մեղմ ռեակցիայի պայմաններում վերահսկվող չափերով, մորֆոլոգիայի և բյուրեղականությամբ նանոնյութեր արտադրելու ունակության շնորհիվ: Տեխնիկան օգտագործում է ակուստիկ կավիտացիան՝ առաջացնելու տեղայնացված բարձր ջերմաստիճաններ և ճնշումներ՝ նպաստելով նանոմասնիկների ընդլայնված միջուկացմանը և աճին: Սովորական սինթեզի մեթոդների համեմատ, ուլտրաձայնային սինթեզն առաջարկում է այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են արագ արձագանքման արագությունը, մասշտաբայնությունը և կառուցվածքային հատկությունները ճշգրտելու ունակությունը` փոփոխելով ռեակցիայի պարամետրերը:
Մենք օգտագործում ենք ZnO նանոկառուցվածքների սինթեզը որպես օրինակելի դեպք՝ ընդգծելու փոփոխված կառուցվածքներով ուլտրաձայնային նանոմասնիկների սինթեզի առավելությունները: Morales-Flores et al. (2013) ուսումնասիրում է սոնոքիմիական սինթեզի դերը ZnO նանոկառուցվածքների մորֆոլոգիայի վերահսկման գործում: Օգտագործելով Hielscher զոնդի տիպի UP400St (400 Վտ, 24 կՀց) sonicator-ը, հետազոտողները ցույց տվեցին, թե ինչպես են ռեակցիայի պայմանների տատանումները, մասնավորապես pH-ն ազդում ZnO նանոկառուցվածքների վերջնական մորֆոլոգիայի, կառուցվածքային հատկությունների և ֆոտոլյումինեսցենտային վարքի վրա:
Ուլտրաձայնային սարք UP400St նանոմասնիկների սոնոքիմիական սինթեզի համար
փորձարարական կարգավորում – ZnO նանոմասնիկների սինթեզ՝ օգտագործելով Sonication
Ցինկի ացետատի ջրային լուծույթները (0,068 Մ) ենթարկվել են ուլտրաձայնային ճառագայթման 40 Վտ ցրված հզորությամբ արգոնի հոսքի տակ: Ռեակցիայի pH-ը ճշգրտվել է 7-ից 10-ի միջև՝ օգտագործելով ամոնիումի հիդրօքսիդ (NH4OH)՝ զգալիորեն ազդելով սինթեզված ZnO կառուցվածքների մորֆոլոգիայի վրա: Սոնոքիմիական գործընթացը առաջացրել է ակուստիկ կավիտացիա՝ առաջացնելով տեղայնացված բարձր ջերմաստիճան և բարձր ճնշման պայմաններ, որոնք նպաստում են ZnO-ի միջուկացմանը և աճին:
pH-ի ազդեցությունը մորֆոլոգիայի և կառուցվածքային հատկությունների վրա
Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակը (SEM) բացահայտեց տարբեր մորֆոլոգիաներ տարբեր pH մակարդակներում.
- pH 7.0: Ձողանման ZnO նանոկառուցվածքների առաջացում (86 նմ լայնություն, 1182 նմ երկարություն) խառը ZnO/Zn(OH)2 փուլով։
- pH 7,5–8,0: Անցում դեպի երեսապատված ձողեր և գավաթների վերջավոր ձողեր (~250–430 նմ երկարություն, 135–280 նմ լայնություն):
- pH 9.0: Spindle-ձև ZnO նանոկառուցվածքներ (~256 նմ երկարություն, 95 նմ լայնություն) բարձր միկրոլարվածությամբ:
- pH 10.0: Միատեսակ երեսապատված նանոբարեր (~ 407 նմ երկարություն, 278 նմ լայնություն) նվազեցված արատների խտությամբ:
Ուլտրաձայնային եղանակով սինթեզված ZnO նանոկառուցվածքների SEM միկրոգրաֆներ, որոնք աճում են (ա) pH 7, (բ) pH 7,5, (գ) pH 8, դ) pH 9,
և (ե) ռեակցիայի խառնուրդի pH 10:
(Ուսումնասիրություն և պատկերներ. ©Flores-Morales et al., 2013)
X-ray diffraction (XRD) confirmed the presence of hexagonal wurtzite ZnO for pH > 7, with enhanced crystallinity and grain growth at higher pH values.
Օպտիկական հատկություններ և թերությունների վերահսկում
Սենյակի ջերմաստիճանի ֆոտոլյումինեսցենցիայի (PL) վերլուծությունը ընդգծեց արտանետումների երկու հիմնական գոտի.
- Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում (~ 380 նմ).
- Տեսանելի արտանետում (~580 նմ). կապված կառուցվածքային թերությունների հետ, ինչպիսիք են թթվածնի թափուր աշխատատեղերը և ինտերստիցիալ թերությունները:
Հատկանշական է, որ pH-ի ավելացումը հանգեցրեց արատների հետ կապված արտանետումների ավելի բարձր ինտենսիվության մինչև pH 9, ինչը վերագրվում էր մակերեսի ավելացմանը և ցանցի անկատարությանը: Այնուամենայնիվ, pH 10-ի դեպքում արատների արտանետումների ինտենսիվությունը նվազել է մակերևույթի և վանդակաճաղերի կրճատված թերությունների պատճառով:
“Տարբեր մորֆոլոգիայի ZnO նանոկառուցվածքները կարող են ստեղծվել ջրային լուծույթում ցինկի ացետատի ուլտրաձայնային հիդրոլիզի միջոցով՝ վերահսկելով դրա հիդրոլիզի արագությունը pH-ի ճշգրտման միջոցով: Մինչդեռ 7 կամ ավելի ցածր լուծույթը արտադրում է անմաքուր ZnO նանոկառուցվածքներ՝ խառնված Zn(OH)2 փուլով, ռեակցիայի խառնուրդի ավելի բարձր pH արժեքները մաքուր վեցանկյուն փուլում արտադրում են ZnO նանոկառուցվածքներ: Վերահսկող լուծույթի pH-ը 7,5-ից 10-ի միջև, կարող է արտադրվել տարբեր մորֆոլոգիայի ֆազային մաքուր ZnO նանոկառուցվածքներ և կարող է վերահսկվել դրանց կառուցվածքային և մակերեսային թերությունների կոնցենտրացիան: Ցուցադրվել է ցածր հզորության ուլտրաձայնի օգտագործումը ZnO նանոկառուցվածքների քիմիական սինթեզի արդյունավետ կերպով:”
Ֆլորես-Մորալես և այլք, 2013 թ
Այս ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս UP400St-ի օգտագործմամբ ուլտրաձայնային ճառագայթման խորը ազդեցությունը ZnO նանոկառուցվածքի սինթեզի վրա: Կարգավորելով pH-ը` հետազոտողները հաջողությամբ մոդուլավորեցին մորֆոլոգիան, բյուրեղությունը և արատների խտությունը: Գտածոները ընդգծում են սոնոքիմիական մեթոդների ներուժը հարմարեցված նանոմասնիկների սինթեզի համար՝ առաջարկելով ուղիներ օպտոէլեկտրոնիկայի և կատալիզի կիրառման համար:
Ստացեք լավագույն Sonicator-ը ձեր նանոմասնիկների սինթեզի համար
Hielscher զոնդի տիպի sonicators-ը հայտնի են իրենց հզորությամբ, հուսալիությամբ, ճշգրտությամբ և օգտագործողի համար հարմարությամբ, ինչը նրանց դարձնում է իդեալական ընտրություն նանոմասնիկների սինթեզի համար: Ժամանակակից տեխնոլոգիաների և հզոր ճարտարագիտության շնորհիվ այս ուլտրաձայնային պրոցեսորներն առաջարկում են անզուգական վերահսկողություն սոնոքիմիական ռեակցիաների նկատմամբ՝ ապահովելով վերարտադրելիություն և արդյունավետություն: UP400St-ը, օրինակ, ապահովում է էներգիայի ճշգրիտ մուտքագրում և հարմարեցված կարգավորումներ՝ թույլ տալով հետազոտողներին հարմարեցնել սինթեզի պայմանները նանոմասնիկների օպտիմալ մորֆոլոգիայի և բյուրեղության համար: Անկախ նրանից, թե լաբորատոր մասշտաբի հետազոտությունների համար, թե արդյունաբերական կիրառման համար, Hielscher sonicators-ը երաշխավորում է բարձր արդյունավետություն և օգտագործման հեշտություն՝ ամրապնդելով նրանց համբավը որպես սոնոքիմիական սինթեզի լավագույն ընտրություն:
Օգտվեք նանոմասնիկների սինթեզի համար ուլտրաձայնային հզորությունից:
- բարձր արդյունավետություն
- գերժամանակակից տեխնոլոգիա
- հուսալիություն & ամրություն
- կարգավորելի, ճշգրիտ գործընթացի վերահսկում
- խմբաքանակ & ներդիր
- ցանկացած ծավալի համար – լաբորատորիայից մինչև արտադրական մասշտաբ
- խելացի ծրագրակազմ
- խելացի գործառույթներ (օրինակ՝ ծրագրավորվող, տվյալների արձանագրություն, հեռակառավարում)
- հեշտ և անվտանգ գործելու համար
- ցածր սպասարկում
- CIP (մաքուր տեղում)
Դիզայն, արտադրություն և խորհրդատվություն – Որակյալ Արտադրված է Գերմանիայում
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց բարձր որակի և դիզայնի չափանիշներով: Հզորությունը և հեշտ շահագործումը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի սահուն ինտեգրումը արդյունաբերական օբյեկտներում: Կոպիտ պայմանները և պահանջկոտ միջավայրերը հեշտությամբ կառավարվում են Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի կողմից:
Hielscher Ultrasonics-ը ISO սերտիֆիկացված ընկերություն է և հատուկ շեշտադրում է կատարում բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերի վրա, որոնք բնութագրվում են ժամանակակից տեխնոլոգիաներով և օգտագործողների համար հարմարավետությամբ: Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են ԵԽ-ին և համապատասխանում են UL, CSA և RoH-ների պահանջներին:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0.5-ից 1.5մլ | ԱԺ | VialTweeter |
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| 15-ից 150 լ | 3-ից 15 լ / րոպե | UIP6000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000hdT |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000hdT |
Caution: Video "duration" is missing
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր UIP1000hdT, 1000 վտ հզորությամբ հզոր ձայնային սարք Նանոմասնիկների սինթեզի համար, ինչպիսիք են ZnO նանոմասնիկները կանաչ քիմիայի միջոցով
Հաճախակի տրվող հարցեր
Ինչի՞ համար են օգտագործվում ZnO նանոմասնիկները:
ZnO նանոմասնիկները լայնորեն օգտագործվում են կենսաբժշկական կիրառություններում, ֆոտոկատալիզի, սենսորների, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, հակաբակտերիալ ծածկույթների և օպտոէլեկտրոնիկայի մեջ՝ շնորհիվ իրենց յուրահատուկ օպտիկական, էլեկտրական և հակամանրէային հատկությունների:
Որո՞նք են ZnO նանոմասնիկների սինթեզի մեթոդները:
ZnO նանոմասնիկների սինթեզի ընդհանուր մեթոդները ներառում են sol-gel, precipitation, hydrothermal, solvothermal և green սինթեզը: Յուրաքանչյուր մեթոդ ազդում է մասնիկների չափի, մորֆոլոգիայի և բյուրեղության վրա՝ ազդելով դրանց կատարման վրա տարբեր կիրառություններում:
Որո՞նք են ZnO նանոմասնիկների սինթեզի և կիրառման հատկությունները:
ZnO նանոմասնիկները ցուցադրում են բարձր մակերես, ուժեղ ուլտրամանուշակագույն կլանում, պիեզոէլեկտրականություն և ֆոտոկատալիտիկ ակտիվություն: Դրանց սինթեզը ազդում է այնպիսի հատկությունների վրա, ինչպիսիք են չափերի բաշխումը, փուլային մաքրությունը և մակերեսային թերությունները, որոնք կարևոր են շրջակա միջավայրի վերականգնման, դեղերի առաքման և էներգիայի պահպանման համար:
Ո՞ր մեթոդն է լավագույնը նանոմասնիկների սինթեզի համար:
Նանոմասնիկների սինթեզի լավագույն մեթոդը կախված է ցանկալի հատկություններից և կիրառությունից: Սոնոքիմիական սինթեզը, որն օգտագործում է ուլտրաձայնային ճառագայթումը, շատ արդյունավետ է ZnO նանոմասնիկներ արտադրելու համար՝ վերահսկվող չափերով, բարձր մաքրությամբ և ընդլայնված մակերեսով: Այն նպաստում է արագ միջուկացմանը, կանխում է ագլոմերացիան և կարող է զուգակցվել հիդրոթերմային կամ սոլ-գել մեթոդների հետ՝ բարելավելու բյուրեղությունը և ցրումը: Այս մոտեցումը հատկապես ձեռնտու է կենսաբժշկական, կատալիտիկ և սենսորային կիրառությունների համար՝ շնորհիվ էներգաարդյունավետության և միատեսակ նանոկառուցվածքներ արտադրելու ունակության:
Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնային sol-gel ռեակցիաների մասին:
Ո՞րն է ZnO նանոմասնիկների քիմիական կայունությունը:
ZnO նանոմասնիկները ցույց են տալիս չափավոր քիմիական կայունություն, սակայն կարող են տարրալուծվել թթվային միջավայրում և ֆոտոքայքայվել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների երկարատև ազդեցության ներքո: Մակերեւութային փոփոխությունները և դոպինգը կարող են բարելավել դրանց կայունությունը հատուկ կիրառություններում:
Գրականություն / Հղումներ
- N. Morales-Flores, R. Galeazzi, E. Rosendo, T. Díaz, S. Velumani, U. Pal (2013): Morphology control and optical properties of ZnO nanostructures grown by ultrasonic synthesis. Advances in Nano Research, Vol. 1, No. 1; 2013. 59-70.
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.
- László Vanyorek, Dávid Kiss, Ádám Prekob, Béla Fiser, Attila Potyka, Géza Németh, László Kuzsela, Dirk Drees, Attila Trohák, Béla Viskolcz (2019): Application of nitrogen doped bamboo-like carbon nanotube for development of electrically conductive lubricants. Journal of Materials Research and Technology, Volume 8, Issue 3, 2019. 3244-3250.
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.