Ultraskaņas Izkliešana oglekļa nanocaurules (CNT)
Oglekļa nanocaurulītes ir spēcīgas un elastīgas, bet ļoti saliedējošas. Tos ir grūti izkliedēt šķidrumos, piemēram, ūdenī, etanolā, eļļā, polimēros vai epoksīda sveķos. Ultraskaņa ir efektīva metode diskrēta iegūšanai – viena izkliedēta – oglekļa nanocaurulītes.
Oglekļa nanocaurulītes (CNT) tiek izmantotas līmēs, pārklājumos un polimēros, kā arī kā elektriski vadošas pildvielas plastmasās, lai izkliedētu statiskos lādiņus elektroiekārtās un elektrostatiski krāsojamos automobiļu virsbūves paneļos. Izmantojot nanocaurulītes, polimērus var padarīt izturīgākus pret temperatūru, skarbām ķīmiskām vielām, kodīgu vidi, ārkārtēju spiedienu un nodilumu. Ir divas oglekļa nanocaurulītes kategorijas: viensienu nanocaurulītes (SWNT) un daudzsienu nanocaurulītes (MWNT).
Rūpnieciskais ultraskaņas homogenizators UIP1500hdT oglekļa nanocaurulītes (CNT) un citu nanomateriālu izkliedēšanai.
Oglekļa nanocaurulītes parasti ir pieejamas kā sauss materiāls, piemēram, no uzņēmumiem, piemēram, no uzņēmumiem, piemēram, SE Research vai CNT co., Ltd. Ir nepieciešams vienkāršs, uzticams un mērogojams deagglomerācijas process, lai nanocaurules varētu izmantot maksimāli iespējamā veidā. Šķidrumiem līdz 100 000 CP Ultraskaņa ir ļoti efektīva tehnoloģija nanocauruļu izkliedējšanai ūdenī, eļļā vai polimērus zemā vai augstā koncentrācijā. Šķidrās strūklas plūsmas, kas rodas no ultraskaņas kavitācija, pārvarēt līmēšanas spēkus starp nanocaurulēm un atdalīt caurulītes. Sakarā ar ultraskaņas radīts bīdes spēki un mikro satricinājumi ultraskaņas var palīdzēt virsmas pārklājumu un ķīmisko reakciju nanocauruļu ar citiem materiāliem, too.
Parasti rupju nanocaurules dispersiju vispirms sajauc ar standarta maisītāju un pēc tam homogenizē ultraskaņas plūsmas šūnu reaktorā. Zemāk redzamajā videoklipā parādīts laboratorijas izmēģinājums (partijas ultraskaņas apstrāde, izmantojot UP400S), izkliedējot ūdenī daudzdaļīgas oglekļa nanocaurulītes ar zemu koncentrāciju. Oglekļa ķīmiskā rakstura dēļ nanocauruļu izkliedējošā uzvedība ūdenī ir diezgan sarežģīta. Kā parādīts videoklipā, var viegli pierādīt, ka ultrasonication spēj efektīvi izkliedēt nanocaurules.
Dažādu nanofilmu salīdzinājums, kas izkliedēts cietinājā, izmantojot zondes tipa ultrasonication): a) 0,5 wt% oglekļa nanošķiedra (CNF); b) 0,5 wt% CNToxid; c) 0,5 wt% oglekļa nanocauruļu (CNT); d) 0,5 wt% CNT daļēji izkliedēts.
Pētījums un attēls: ©Zanghellini et al., 2021
Atsevišķu SWNTs izkliede augsta garuma
Galvenā problēma, apstrādājot un manipulējot ar SWNTs ir raksturīga nešķīdība caurules kopējos organiskos šķīdinātājus un ūdeni. Funkcionalizācija nanotube sānu sienas vai atvērt galiem, lai izveidotu atbilstošu saskarni starp SWNTs un šķīdinātājs galvenokārt noved pie daļējas pīlings no SWNT troses, tikai.
Tā rezultātā, SWNTs parasti izkliedēti kā saišķi, nevis pilnībā izolētus atsevišķus objektus. Ja dispersijas laikā ir nodarbināti pārāk skarbi apstākļi, tad SWNTs tiek saīsināts līdz garumam starp 80 un 200nm. Lai gan tas noder noteiktiem testiem, šis garums ir pārāk mazs lielākajai daļai praktisko pielietojumu, piemēram, pus+ vai pastiprinoši SWNTs. kontrolēta, viegla ultraskaņas apstrāde (piemēram, ar UP200Ht ar 40mm sonotrode) ir iedarbīga procedūra garo individuālo SWNTs ūdens dispersiju sagatavošanai. vieglas ultrasonikācijas sekvences minimizēt saīsināšanu un ļauj maksimāli saglabāt strukturālās un elektroniskās īpašības.
SWNT attīrīšana ar polimēru-palīdz Ultrasonication
Ir grūti pētīt ķīmisko modifikāciju SWNTs molekulārajā līmenī, jo ir grūti iegūt tīra SWNTs. kā audzētas SWNTs satur daudz piemaisījumu, piemēram, metāla daļiņas un amorfs karbonāti. Ultrasonikācija no SWNTs monohlorbenzola (MCB) poliamīda (metilmetakrilāta) PMMA šķīdumā, kam seko filtrācija, ir efektīvs veids, kā attīrīt SWNTs. Šis polimēra-Assisted attīrīšanas metode ļauj noņemt piemaisījumus no kā audzētas SWNTs efektīvi. (Yudasaka et al.) Precīza ultrasonikācijas amplitūdas kontrole ļauj ierobežot zaudējumus SWNTs.
Hielscher plašs ultraskaņas ierīču klāsts un piederumi efektīvai nanocauruļu izkliedēšanai.
- Kompaktās laboratorijas ierīces līdz 400 vatu ultraskaņas jauda izkliešanai mazākos sējumos līdz 2 litriem
- UIP500hdT, UIP1000hdT un UIP1500hdT ir ultraskaņas procesori, kas var apstrādāt lielākus apjomus.
- Ultraskaņas sistēmas 2kW (UIP2000hdT) un 4kW (UIP4000hdT) var izmantot oglekļa nanocaurules ražošanas mēroga izkliedēšanai. Gada UIP10000 (10 kilovati) un UIP16000 (16 kilovati) var izmantot vairāku atsevišķu vienību klasteros liela mēroga oglekļa nanocaurulītes apstrādei.”
Sazinies ar mums! / Uzdot mums!
Literatūra
- Koshio, A., Yudasaka, M., Zhang, M., Iijima, S. (2001): A Simple Way to Chemically React Single-Wall Crabon Nanotubes with Organic Materials Using Ultrasonication; in Nano Letters, Vol. 1, No. 7, 2001, p. 361-363.
- Yudasaka, M., Zhang, M., Jabs, C. et al. (2000): Effect of an organic polymer in purification and cutting of single-wall carbon nanotubes. Appl Phys A 71, 449–451 (2000).
- Paredes, J. I., Burghard, M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length, in: Langmuir, Vol. 20, No. 12, 2004, 5149-5152, American Chemical Society.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Laboratorija lai rūpnieciskais izmērs.