초음파 처리와 함께 수성 현탁액에 분산 된 나노 다이아몬드

나노 다이아몬드 분산액은 초음파 분산기를 사용하여 효율적이고 신속하게 생산됩니다. 나노 다이아몬드의 초음파 분리 및 분산은 수성 현탁액에서 안정적으로 수행 될 수 있습니다. 초음파 분산 기술은 pH 수정을 위해 소금을 사용하므로 산업 규모에서 쉽게 사용할 수있는 쉽고 저렴하며 오염 물질이없는 기술입니다.

나노 다이아몬드는 Hielscher 초음파 를 사용하여 효율적이고 안정적으로 분산 될 수 있습니다.

나노 다이아몬드의 초음파 밀링 및 분산은 어떻게 작동합니까?

초음파 분산은 나노 다이아몬드 자체를 밀링 매체로 사용합니다. 고출력 초음파에 의해 생성 된 음향 캐비테이션은 고속 액체 스트리밍을 생성합니다. 이러한 액체 스트림은 슬러리의 입자 (예 : 다이아몬드)를 가속화하여 입자가 최대 280km / s와 충돌하여 나노 크기의 미세한 입자로 부서집니다. 이것은 초음파 밀링 및 분산을 쉽고 저렴하며 오염 물질이없는 기술로 만들어 나노 다이아몬드를 넓은 pH 범위의 콜로이드 수용액에서 안정적인 나노 크기의 입자로 안정적으로 분해합니다. 염 (염화나트륨)은 수성 슬러리에서 나노 다이아몬드를 안정화시키는 데 사용됩니다.

초음파 나노 다이아몬드 밀링 엑셀 비드 밀

프로브 형 초음파 는 매우 효과적인 밀이며 산업 규모에서 나노 다이아몬드 현탁액의 대규모 생산을위한 확립 된 밀링 기술입니다. 초음파 밀은 나노 다이아몬드를 밀링 매체로 사용하기 때문에 지르코니아 비드와 같은 밀링 매체를 통한 오염을 완전히 피할 수 있습니다. 대신, 초음파 캐비테이션 힘은 입자를 가속하여 나노 다이아몬드가 서로 격렬하게 충돌하고 균일 한 나노 크기로 분해됩니다. 이 초음파 유도 입자 간 충돌은 균일하게 분포 된 나노 분산의 생산을위한 매우 효율적이고 신뢰할 수있는 방법입니다.
초음파 분산 및 분해 방법은 초음파 분산의 pH 조절 및 안정화를 위해 염화나트륨 또는 자당과 같은 수용성, 무독성 및 비 오염 첨가제를 사용합니다. 염화나트륨 또는 자당의 이러한 결정 구조는 밀링 매체로서 추가로 작용하여 초음파 밀링 절차를 지원합니다. 밀링 공정이 완료되면 이러한 첨가제는 물로 간단히 헹구어 쉽게 제거할 수 있으며, 이는 세라믹 비드 공정에 비해 현저한 이점입니다. 어트리뷰터와 같은 기존의 비드 밀링은 불용성 세라믹 밀링 매체(예: 볼, 비드 또는 진주)를 사용하며, 이 매체의 마모된 잔류물은 최종 분산액을 오염시킵니다. 밀링 매체로 인한 오염 제거에는 복잡한 후처리가 필요하며 시간과 비용이 많이 듭니다.

초음파 분산 기술은 좁은 입자 크기 분포를 가진 수성 나노 다이아몬드 현탁액을 효과적으로 생산합니다.
(연구 및 그래픽: ©Turcheniuk et al., 2016)

초음파 나노 다이아몬드 분산을위한 예시적인 프로토콜

물에서 나노 다이아몬드의 소금 보조 초음파 분해:
염화나트륨 10g과 나노 다이아몬드 분말 0.250g의 혼합물을 도자기 모르타르와 유봉을 사용하여 손으로 간단히 분쇄하고 5mL의 DI 물과 함께 20mL 유리 바이알에 넣었습니다. 준비된 샘플은 60% 출력 전력 및 50% 듀티 사이클에서 100분 동안 프로브형 초음파 를 사용하여 초음파 처리되었습니다. 초음파 처리 후, 샘플을 2 개의 50 mL 플라스틱 Falcon 원심 분리 튜브 사이에서 균등하게 분할하고 증류수에 100 mL 총 부피 (2 × 50 mL)까지 분산시켰다. 그런 다음 각 샘플을 Eppendorf 원심분리기 5810-R을 사용하여 4000rpm 및 25°C에서 10분 동안 원심분리하고 투명한 상청액을 폐기했습니다. 습윤 ND 침전물을 증류수(총 부피 100mL)에 재분산시키고 12000rpm 및 25°C에서 1시간 동안 두 번째로 원심분리하였다. 다시 한번 투명한 상청액을 버리고 습윤 나노다이아몬드 침전물을 재분산시키고, 이번에는 특성화를 위해 증류수 5mL에 재분산시켰다. 표준 AgNO3 분석은 Cl의 완전한 부재를 보여주었습니다.^- 염분 보조 초음파에서 그레그레이팅된 나노다이아몬드는 위에서 설명한 대로 증류수로 두 번 세척되었습니다. 샘플에서 물을 증발시킨 후, 흑색 고체 나노 다이아몬드 "칩"의 형성이 초기 나노 다이아몬드 질량의 ∼200 mg 또는 80 %의 수율로 관찰되었다. (아래 그림 참조)
(투르체니우크 외, 2016 참조)

초음파 분산 나노 다이아몬드의 건조 된 샘플.
(연구 및 그래픽: ©Turcheniuk et al., 2016)

나노 다이아몬드 분산을위한 고성능 초음파

Hielscher 초음파는 나노 다이아몬드 슬러리, 연마 매체 및 나노 복합체의 제조와 같은 중장비 응용 분야를위한 고성능 초음파 밀링 및 분산 장비를 설계, 제조 및 배포합니다. Hielscher 초음파 는 수성 콜로이드 현탁액, 폴리머, 수지, 코팅 및 기타 고성능 재료에 나노 물질을 분산시키기 위해 전 세계적으로 사용됩니다.
Hielscher 초음파 분산기는 낮은 점도에서 높은 점도를 처리하는 데 신뢰할 수 있고 효율적입니다. 입력 물질 및 목표 최종 입자 크기에 따라 최적의 공정 결과를 위해 초음파 강도를 정밀하게 조정할 수 있습니다.
점성 페이스트, 나노 물질 및 높은 고체 농도를 처리하기 위해 초음파 분산기는 지속적으로 높은 진폭을 생성 할 수 있어야합니다. 힐셔 초음파’ 산업용 초음파 프로세서는 전체 부하에서 연속 작동에서 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동에서 쉽게 실행할 수 있습니다. 높은 진폭에서 초음파 분산기를 작동하고 진폭을 정확하게 조정하는 옵션은 고도로 채워진 나노 슬러리, 나노 강화 폴리머 혼합물 및 나노 복합체의 최적 제형을 위해 초음파 공정 조건을 적응시키는 데 필요합니다.
초음파 진폭 외에도 압력은 또 다른 매우 중요한 공정 매개 변수입니다. 높은 압력하에서 초음파 캐비테이션과 전단력의 강도가 강화됩니다. Hielscher의 초음파 반응기는 가압되어 강화된 초음파 처리 결과를 얻을 수 있습니다.
공정 모니터링 및 데이터 기록은 지속적인 공정 표준화 및 제품 품질에 중요합니다. 플러그형 압력 및 온도 센서는 초음파 분산 공정을 모니터링하고 제어하기 위해 초음파 발생기에 연결됩니다. 초음파 에너지 (순 + 총), 온도, 압력 및 시간과 같은 모든 중요한 처리 매개 변수는 자동으로 프로토콜화되어 내장 된 SD 카드에 저장됩니다. 자동으로 기록된 공정 데이터에 액세스하여 이전 초음파 처리 실행을 수정하고 공정 결과를 평가할 수 있습니다.
또 다른 사용자 친화적 인 기능은 디지털 초음파 시스템의 브라우저 원격 제어입니다. 원격 브라우저 제어를 통해 어디서나 원격으로 초음파 프로세서를 시작, 중지, 조정 및 모니터링할 수 있습니다.
밀링 및 나노 분산을위한 고성능 초음파 균질 기에 대해 자세히 알아 보려면 지금 문의하십시오!
아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.