실리카 나노 입자의 초음파 분해

fumed 실리카(예: Aerosil)와 같은 실리카 나노입자는 다양한 산업에서 널리 사용되는 첨가제이다. 원하는 물질 특성을 가진 완전 기능 나노실리카를 얻기 위해서는 실리카 나노 입자를 탈화하고 단일 분산 입자로 분배되어야 합니다. 초음파 디글로메네이션은 나노실리카를 서스펜션에 단일 분산 입자로 균일하게 분배하는 매우 효율적이고 신뢰할 수 있는 기술로 입증되었습니다.

나노실리카 – 특성 및 응용 분야

Silica powder with a beaker of water before ultrasonic dispersion.실리카 (SiO2) 및 특히 실리카 나노 입자 (Si-NPs)는 많은 산업에서 일반적인 첨가제입니다. 나노 크기의 실리카 입자는 매우 넓은 표면적을 제공하고 다양한 목적으로 많은 산업에서 활용되는 독특한 입자 특성을 표현합니다. 예를 들어, 나노 크기의 SiO의 고유한 재료 특성2 (나노)복합재, 콘크리트 및 기타 재료를 보강하기 위해 적용됩니다. 예로는 나노실리카 기반 코팅이 있어 내화성 특성이나 나노실리카로 코팅된 유리를 제공하여 반사 방지 특성을 얻는다. 건축 및 건설 산업에서 실리카 연기 (마이크로 실리카)와 나노 실리카는 콘크리트의 기계적 및 내구성 특성뿐만 아니라 작업성을 향상시키는 데 사용되는 고효능 재료로 사용됩니다. 실리카 연기와 나노실리카를 비교하면 나노 구조의 SiO2 나노실리카가 훨씬 더 큰 특정 표면적과 미세함을 제공하기 때문에 포졸란은 실리카 연기보다 초기 단계에서 더 활발합니다. 더 큰 표면적콘크리트와 반응하는 더 많은 부위를 제공하며 핵으로 작용하여 개선된 콘크리트 미세 구조에 특히 기여합니다. 콘크리트의 내구성을 나타내는 가스 투과성은 기존의 실리카 연기를 함유한 콘크리트에 비해 나노 실리카로 보강된 콘크리트로 개선됩니다.
생물의학 및 생명 과학, SiO2 나노 입자는 높은 표면적, 우수한 생체 적합성 및 나노 실리카의 튜닝 가능한 모공 크기가 약물 전달 및 테라노스틱을 포함한 광범위한 새로운 응용 분야를 제공하므로 다양한 응용 분야에 대해 널리 조사된다.

Ultrasonication is a highly efficient and reliable technique for the deagglomeration and dispersion of nano-silica.

차트는 초음파 분산 전(녹색 곡선) 및 후(적색 곡선)의 입자 크기 분포를 보여줍니다.

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The UIP2000hdT is a powerful ultrasonic disperser used for the deagglomeration of nano-silica with high solid loads.

나노 실리카 슬러리 – 낮은 고체 하중 – 초음파를 사용하여 안정적으로 분산 될 수 있습니다. 사진은 UIP2000hdT 일괄 처리 설정에서.

나노 실리카의 초음파 디글로메네이션 및 분산

초음파 분해 및 분산의 작동 원리는 음향 캐비테이션으로 과학적으로 알려진 초음파 생성 캐비테이션의 효과에 기초합니다. 액체 또는 슬러리에 고전력, 저주파 초음파를 적용하면 음향 캐비테이션을 유발하여 매우 높은 압력과 온도로 로컬로 발생하는 극한의 조건과 최대 280m /s의 액체 제트로 마이크로 스트리밍할 수 있습니다. 초음파 캐비테이션의 이러한 강렬한 물리적 및 기계적 효과는 입자 표면의 침식뿐만 아니라 입자 간 충돌을 통해 입자의 산산조각을 일으킵니다. 초음파/음향 캐비테이션의 이러한 강렬한 힘은 나노 실리카, 나노튜브 및 기타 나노 물질로 나노 크기의 입자 auch의 디글로메션 및 분산을 위한 매우 효율적이고 신뢰할 수 있는 방법인 초음파 처리를 가능하게 합니다.

Ultrasonic deagglomeration and dispersion of nano-silica results in uniformly distributed SiO2 nanoparticles

초음파 분해 나노 실리카의 입자 크기 분포 (Hielscher UP400St 초음파 처리기 사용) (a) 1 wt%, (b) 2 wt%, (c) 5 wt%, 및 (d) 10 wt% Aerosil 200의 물에서 다른 시간 간격으로.
연구 및 그래프: Vikash 2020.

고체 농도와 점성 액체실리카의 초음파 처리

이온 결합, 공유 결합, 수소 결합 및 반 데르 발스 상호 작용과 같은 화학 결합력을 극복해야 하기 때문에 낮은 농도에서 나노 입자를 분산시키는 것은 이미 어려운 일입니다. 나노입자의 농도가 증가함에 따라, 예를 들어 나노 실리카 입자, 나노입자 간의 화학적 상호작용도 현저히 증가한다. 이는 좋은 장기 안정 분산 결과를 얻기 위해서는 강력한 분산 기술이 필수적이라는 것을 의미합니다. 초음파 분산기는 신뢰성있고 매우 효과적인 분산 방법으로 사용되며, 이는 높은 점도와 매우 높은 고체 농도의 페이스트를 가진 슬러리를 쉽게 처리할 수 있습니다. 나노 입자의 높은 고체 부하와 슬러리를 처리하는 기능은 나노 재료에 대한 바람직한 분산 기술로 초음파를 켭니다.
Hielscher 산업용 초음파 는 펌프를 통해 공급할 수 있는 한 지속적인 인라인 반응기에서 슬러리 또는 페이스트를 처리할 수 있습니다.

실리카 나노유체의 초음파 생산

모드래곤 외(2012)는 실리카 나노입자를 증류수로 분산시켜 제조한 실리카 나노유체를 제조하여 프로브 형 초음파 장치 UP400S. 특정 고체 함량(즉, 20%)을 가진 안정적인 실리카 나노유체를 생산하기 위해 점도가 낮고 액체 동작과 같이 5분 동안 초음파 프로브를 사용하여 고에너지 처리, 기본 매체(7보다 높은 pH 값) 및 염첨가가 없는 것으로 구성된다. 초음파 분산은 점도가 낮은 나노 유체를 초래했습니다. 초음파 처리 된 나노 유체는 액체처럼 행동하고 초음파 처리로 달성 된 좋은 분산 덕분에 매우 짧은 시간 내에 고체 적재의 20 %로 준비되었습니다.
"사용 가능한 모든 분산 방법 중 초음파 프로브와의 분산이 가장 효과적인 것으로 확인되었습니다." (모드래곤 외, 2012)
Petzold 외(2009)는 에어로실 분말의 디글로이션에 대해 동일한 결론을 내렸고, 초음파 프로브는 고도로 집중된 에너지로 인해 가장 효과적인 분산 시스템임을 발견했다.

초음파 초음파 UP400ST를 가진 초음파 나노 분산

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실리카 나노 입자의 분해 및 분산을 위한 초음파 처리기

나노 실리카가 산업 응용, 연구 또는 재료 과학에 사용될 때, 드라이 실리카 분말은 액체 상에 통합되어야합니다. 나노 실리카 분산은 단일 실리카 입자를 분해하기에 충분한 에너지를 적용하는 신뢰할 수 있고 효과적인 분산 기술이 필요합니다. 초음파 는 강력하고 신뢰할 수있는 분산기로 잘 알려져 있으므로 실리카, 나노 튜브, 그래핀, 미네랄 및 기타 많은 물질과 같은 다양한 물질을 액체 단계로 균일하게 분해하고 분배하는 데 사용됩니다.

Hielscher 초음파는 모든 종류의 균질화 및 디글로메션 응용 을 위해 고성능 초음파 분산기를 설계, 제조 및 배포합니다. 나노 분산물의 생산에 관해서, 정밀 초음파 제어 및 나노 입자 현탁액의 신뢰할 수있는 초음파 처리는 고성능 제품을 얻기 위해 필수적이다.
Hielscher 초음파 프로세서는 에너지 입력, 초음파 강도, 진폭, 압력, 온도 및 보존 시간과 같은 모든 중요한 처리 매개 변수를 완전히 제어 할 수 있습니다. 따라서, 최적화된 조건으로 파라미터를 조절할 수 있으며, 이는 나노실리카 슬러리와 같은 고품질 나노 분산으로 이어진다.
모든 볼륨 / 용량 : Hielscher는 초음파 및 광범위한 액세서리 포트폴리오를 제공합니다. 이를 통해 응용 프로그램 및 생산 능력에 이상적인 초음파 시스템을 구성할 수 있습니다. 몇 밀리리터를 함유한 작은 바이알에서 시간당 수천 갤런의 고용량 스트림에 이르기까지 Hielscher는 공정에 적합한 초음파 솔루션을 제공합니다.
견고성: 우리의 초음파 시스템은 견고하고 신뢰할 수 있습니다. 모든 Hielscher 초음파 는 24/7/365 작동을 위해 제작되었으며 유지 보수가 거의 필요하지 않습니다.
사용자 친화성: 우리의 초음파 장치의 정교한 소프트웨어는 간단하고 신뢰할 수있는 초음파 처리를위한 초음파 설정의 사전 선택 및 저장을 할 수 있습니다. 직관적인 메뉴는 디지털 컬러 터치 디스플레이를 통해 쉽게 접근할 수 있습니다. 원격 브라우저 제어를 사용하면 모든 인터넷 브라우저를 통해 작동하고 모니터링할 수 있습니다. 자동 데이터 레코딩은 내장된 SD 카드에서 실행되는 모든 초음파 처리 매개 변수를 저장합니다.
우수한 에너지 효율: 대체 분산 기술과 비교할 때 Hielscher 초음파 는 뛰어난 에너지 효율과 입자 크기 분포의 우수한 결과로 탁월합니다.

Ultrasonication excels the ultra-turrax in energy efficiency and particle size reduction of silica nanoparticles significantly.

이 차트는 울트라 투라엑스와 비교할 때 Hielscher UIP1000과 실리카의 초음파 분산의 중요한 이점을 보여줍니다. 초음파는 적은 에너지를 필요로하고 실리카의 크게 작은 입자 크기를 달성한다.

Hielscher Ultrasonics가 필요한 이유는 무엇입니까?

  • 고효율
  • 최첨단 기술
  • 신뢰할 수 있음 & 견고성
  • 일괄 & 인라인
  • 모든 볼륨에 대해 – 작은 바이알에서 시간당 트럭 하중까지
  • 과학적으로 입증된
  • 지능형 소프트웨어
  • 스마트 기능(예: 데이터 프로토콜)
  • CIP(클린인 플레이스)

아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.

일괄 볼륨 유량 권장 장치
1 ~ 500mL 10 ~ 200mL / min UP100H
10 ~ 2000mL 20 ~ 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 ~ 20L 0.2 ~ 4L / min UIP2000hdT
10 ~ 100L 2 ~ 10L / min UIP4000hdT
N.A. 10 ~ 100L / min UIP16000
N.A. 더 큰 의 클러스터 UIP16000

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초음파 프로세서, 응용 프로그램 및 가격에 대한 추가 정보를 요청하려면 아래 양식을 사용하십시오. 우리는 당신과 당신의 프로세스를 토론하고 당신에게 당신의 요구 사항을 충족하는 초음파 시스템을 제공 하게되어 기쁩니다!









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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모의 응용 프로그램, 분산, 에멀화 및 추출을 위한 고성능 초음파 균질화를 제조합니다.

문학 / 참고 문헌




High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher 초음파는 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다. 산업 규모.