Hielscher Хэт авианы технологи

Сол-гел процесст сохрох нөлөө байдаг

Оршил

Нарийн хэмжээтэй нано хэмжээтэй, бөмбөрцөг хэлбэрийн бөөмс, нимгэн хальсан бүрхүүл, утас, сүвэрхэг, өтгөн материал, мөн маш сүвэрхэг аэрозолиуд, xerogels нь өндөр гүйцэтгэлтэй материал үйлдвэрлэх, үйлдвэрлэхэд маш их нэмэлтүүд юм. Жишээ нь: шаазан, өндөр сүвэрхэг, хөнгөн атлетик, органик бус органик эрлийз гэх мэт дэвшилтэт материалууд нь sol-gel аргаар дамжуулан коллоид суспенз эсвэл шингэн дэхь полимерүүдээс нэгтгэгдэж болно. Энэ материал нь өвөрмөц онцлог шинж чанартайг харуулж байна. Иймээс sol-gel процесс нь нанохимийн нэг хэсэг юм.
Дараахь байдлаар, хэт авианы аргаар ууссан гель чиглэлийн дагуу нано хэмжээтэй материалыг нэгтгэн дүгнэнэ.

Sol-Gel процесс

Sol-гел болон холбогдох боловсруулалтууд нь дараах алхмуудыг агуулна.

  1. гөлгөрж нунтаглах, нунтаглах, нунтаглах, нунтаглах, нунтаглах, нунтаглах, нунтаглах, нунтаглах, эсвэл гель хийхгүй байх,
  2. хатаах;
  3. гал асаах, шингэрүүлэх. [Рабинович 1994]
Сол-гель процесс нь металлын исэл болон холимог полимер гель үйлдвэрлэхэд зориулсан нойтон химийн арга замууд юм

Хүснэгт 1: Сол-гел синтез ба доод процессууд

Эрчим хүчний хэт авиан нь sonochemical урвалыг дэмждэг (дарна уу!)

Хэт авианы шилэн реактор Sonochemistry

Мэдээллийн хүсэлт




Бидний анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


Сол-гель процесс нь металлын исэл болон холимог полимерийг нэгтгэсэн сүлжээ (гель гэх мэт) үйлдвэрлэхэд зориулсан нойтон химийн аргыг хэлнэ. Урьд нь эртний метал хлорид, органик металлын метал глюкозид зэрэг металл органик бус давсны хэрэглээ ордог. Sol – прекурсоруудыг түдгэлзүүлсэн байдаг – гель шиг саармаг системд шилжих бөгөөд энэ нь шингэн болон хатуу үе шатанд хамаарна. Гель-гель процессын үед тохиолддог химийн урвалууд нь гидролиз, поли-конденсац, глицераци юм.
Гидролиз ба поли-конденсацийн үед уусгагч дахь тарилга хийсэн nanoparticles-д агуулагддаг коллоид (sol) үүснэ. Одоогийн улны үе нь гель рүү шилждэг.
Үүний үр дүнд гель-фаз нь тоосонцроор бүрддэг бөгөөд хэмжээ, хэлбэр нь тасралтгүй гинжин шиг полимерүүдтэй салангид коллоид хэсгүүдээс ихээхэн ялгаатай байдаг. Хэмжээ, хэмжээ нь химийн нөхцлөөс хамаарна. SiO дээр хийсэн ажиглалтаас2 Алкогелийг ерөнхийдөө катализаторын sol нь ерөнхийдөө нягтрал сайтай, өндөр салаалсан мономер-кластерийг нэгтгэснээр салангид зүйлүүдэд үүсдэг. Эдгээр нь тунадасжилт болон таталцлын хүчний нөлөөлөлд өртдөг.
Хүчлийн катализаторын уусмалууд нь маш нарийн гинжит полимер гинжээс маш нарийн бичил бүтэцтэй, маш жижигхэн нүх сүвийг харуулсан байдаг. Илүү нягтралтай полимерийн илүүдэл тасралтгүй сүлжээ үүсэх нь 2, 3-р хэмжээтэй өндөр үзүүлэлттэй шил, шилэн / керамик эд анги үүсгэх физик шинж чанарыг харуулах тодорхой давуу талыг харуулж байна. [Sakka et al. 1982]
Цаашид боловсруулах алхмууд нь эргэх, дуслын бүрэлдхүүнээр цувимал нимгэн хальснуудтай, эсвэл нойтон гель үүсгэхийн тулд уусгагчаар хийдэг. Нэмэлт хатаах, халаах дараа хатуу материалыг авна.
Урсгалын процессын цаашдын алхмуудыг авч үзэхэд гель нь цаашид боловсруулагдаж болно. Хур тунадас, шүршигч пиролиз, эмульсийн аргууд, хэт нарийн ширхэгтэй, жигд нунтаг зэргийг үүсгэж болно. Нойтон гель шингэний фазыг олборлох замаар өндөр сүвэрхэг, маш бага нягтралтайгаар тодорхойлогддог aerogels гэж нэрлэгддэг. Тиймээс хэт давчуу нөхцөл шаардагдана.
Ultrasonication бол нано-материалуудын sol-gel нийлэгжилтийг сайжруулах батлагдсан арга юм. (Томруулах дарна уу!)

Хүснэгт 2: Mesoporous TiO2-ийн хэт авианы гель-ний синтез [Yu et al., Chem. Комун. 2003, 2078]

өндөр хүчдэлийн хэт авиан

Өндөр хүчин чадалтай, бага давтамжтай хэт авианы аппарат нь химийн процессын өндөр боломжтой. Хүчтэй хэт авианы долгионыг шингэн орчинд нэвтрүүлэх үед давтамжаас хамаарч үнэлэх өндөр даралттай, нам даралтын давтамжийг ээлжлэн солино. Өндөр даралтын мөчлөг нь шахалтын дундажыг хэлдэг бол нам давтамжийн мөчлөг нь дундын ховилын дундаж утга юм. Бага даралт (rarefaction) мөчлөгийн үед өндөр хүчдэлийн хэт авиа нь шингэний жижиг вакуум бөмбөлгийг үүсгэдэг. Эдгээр вакуум бөмбөлгүүд нь хэд хэдэн мөчлөгт ургадаг.
Эндээс хэт авианы эрч хүч, шингэн шахалт, суналтын түвшин хүртэл сундаг. Энэ нь х ндий Бөмбөлөг хоёр аргаар ажиллах чадвартай. ~ 1-3Wсм бага хэт авианы эрчимт-2, хөндлөн хөөсөн бөмбөлөгүүд нь олон акустик циклүүдийн тэнцвэрийн хэмжээг харгалздаг. Энэ үзэгдлийг тогтвортой х ндий гэж нэрлэдэг. Өндөр хэт авианы эрчим (≤ 10Wcm)-2) cavitational bubbles нь цөөхөн акустик циклүүдийн дотор хамгийн багадаа хоёр удаа радиусын радиус хүртэл үүсч, хөөс нь илүү их энергийг шингээх боломжгүй үед шахалтын цэг дээр үүсдэг. Энэ нь түр зуурын эсвэл инерцийн х ндий гэж нэрлэгддэг. Буулгахад тэсрэх үед орон нутгийн халуун цэгүүд нь онцгой нөхцөл байдалтай байна. Агшинд үед өндөр температур (ойролцоогоор 5,000 км), даралт нь (ойролцоогоор 2,000 тм) хүрдэг. Хавтгай хөөсөнцөрийн бөмбөлгийг хөөргөж, 280 м / сек хурдтай шингэн жийргэвч нь маш өндөр зүслэгийн хүчин чадалтай. [Suslick 1998 / Santos нар. 2009]

Sono-Ormosil

Sonication бол полимерүүдийн нийлэгжилтийг үр дүнтэй болгох хэрэгсэл юм. Хэт авианы тархалт ба дегалломерацийн үед санамсаргүй бус молекулын гинжийг сунгаж, эвдэж, урсацын зүслэгийн хүчийг бий болгосноор молекулын жин ба поли-тархалт багасдаг. Цаашилбал, олон фазын систем нь маш үр ашигтай байдаг тархсан болон эмульс, энэ нь маш сайн хольцоор хангагдсан байдаг. Энэ нь хэт авиан уламжлалт хутгалтаас илүү полимержих хурдыг нэмэгдүүлж, бага полимеразмтай өндөр молекулын туухайнд хүргэдэг гэсэн үг юм.
Силан гель процессын үед силан гель-үүсгэсэн цахиур нэмсэн тохиолдолд Оросс (органик өөрчлөгдсөн силикат) олж авна. Бүтээгдэхүүн нь сайжруулсан механик шинж чанар бүхий молекулын хэмжээний нийлмэл найрлага юм. Sono-Ormosils нь сонгодог гельээс өндөр нягтралтай, мөн дулааны тогтвортой байдлыг илэрхийлдэг. Тиймээс тайлбар нь полимержилтыг нэмэгдүүлж болох юм. [Rosa-Fox et al. 2002]

Хүчтэй хэт авианы хүчин чадал нь олборлолтод танигдсан, найдвартай арга юм (томруулж дарна уу!)

Хэт авианы х ндий шингэн байна

Mesoporous TiO2 Ultrasonic Sol-Gel синтезээр дамжуулан

Mesoporous TiO2 Өргөн хүрээ нь photocatalyst болон электроник, мэдрэгч технологи, байгаль орчны нөхөн сэргээлтэд хэрэглэдэг. Тохиромжтой материалын шинж чанарыг хангахын тулд TiO үйлдвэрлэхийг зорьж байна2 өндөр талсталжилт, том гадаргуугийн талбайтай. Хэт авианы туслалцаатай sol-gel чиглүүлэлт нь TiO-ийн дотоод болон гаднах шинж чанарууд давуу талтай2бөөмийн хэмжээ, гадаргуугийн талбай, нүхний хэмжээ, нүхний диаметр, талсталит, анатаза, рутил болон brookite фазын харьцаа зэрэг параметрүүдийг хянахад нөлөөлж болно.
Милани нар (2011) TiO-ийн синтезийг харуулсан2 анатазын нано биетүүд. Тиймээс sol-gel процессыг TiCl-д хэрэглэсэн4 өмнөх болон хоёуланг нь хэтэрмөсөн ороомогтой, харьцуулахгүйгээр харьцуулсан болно. Үр дүн нь хэт авианы цацраг нь sol-gel-ийн аргын бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд уусмалын нөлөөг агуулдаг бөгөөд шийдэл дэх нанометр коллойдуудын сул холбоосыг үүсгэдэг. Тиймээс жижиг nanoparticles бий болно. Дотоод даралт ихсэлт, температур нь урт полимер сүлжээнд бондуудыг эвдэж, түүнчлэн том коллойд масс үүсгэх жижиг тоосонцрыг холбох сул холбоосууд юм. TiO хоёрын харьцуулалт2 дээж, хэт авианы цацрага байхгүй тохиолдолд доорхи SEM зургуудад үзүүлэв (Пик 2-ийг үзнэ үү).

Шилэн уусмал глицацийн процессыг хэт авианы аргаар боловсруулдаг. (Томруулах дарна уу!)

Пик. 2: TiO2 pwder-ийн SEM зураг, 400 градусын колбонд 1 цаг, 24 цагт гелатинжих хугацаа: (a) байгаа ба (б) хэт авиан байхгүй үед. [Milani et al. 2011]

Цаашилбал, химийн урвалууд нь sonochemical effects-ийн үр дүнд бий болдог. Тухайлбал, химийн блокуудын хагарал, химийн урвалд орох, молекулын доройтлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.

Sono-Gels

in sono-catalytically Туслах ууссан глюкозын хариу урвал, урьдал өвчнийг хэт авиан хэрэглэдэг. Шинээр үүссэн шинж чанар бүхий материалыг хүүгийн тооцоо гэж нэрлэдэг. Хэт авианы хосолсон нэмэлт уусгагч байхгүй учраас х ндий, гель-гель урвалын өвөрмөц орчин бий болгодог бөгөөд энэ нь гел дэх онцлог шинж чанарыг бүрдүүлэх боломжийг олгодог: өндөр нягтрал, нарийн бүтэц, нэг төрлийн бүтэц гэх мэт. Эдгээр шинж чанарууд нь цааш боловсруулалт болон хүүгийн бүтцийн хөгжил . [Blanco et al. 1999]
Suslick and Price (1999) нь хэт авианы цацрагийн Si (OC2H5)4 Хүчлийн катализатор бүхий усаар цахиурын "sonogel" үйлдвэрлэдэг. Si (OC) -аас цахиурын гелийг ердийн бэлтгэлд2H5)4, этилийн спирт нь Si (OC) уусмалын бус уусмалын улмаас нийтлэг хэрэглэгддэг уусгагч юм2H5)4 усаар. Иймэрхүү уусгагчийг ашиглах нь ихэвчлэн хатуулгийн үеэр хагарах шалтгаан болдог. Ultrasonication нь маш сайн үр дүнтэй холилдоход этилийн спирт гэх мэт дэгдэмхий чанартай уусгагчуудаас зайлсхийх боломжтой. Үүний үр дүнд цахиурын соно-гель нь уламжлалт үйлдвэрлэлийн гельээс өндөр нягтралтайгаар тодорхойлогддог. [Suslick et al. 1999, 319f.]
Уламжлалт агааржуулалт нь том хоосон нүх бүхий бага нягттай матрицаас бүрддэг. Харин sonogels нь илүү нарийхан сүвэрхэг бөгөөд нүх нь гөлгөр гадаргуутай, маш нарийн хэлбэртэй байдаг. Өндөр өнцгөөр бүслүүрийн 4-ээс илүү налууд нь нүх сүвний хил хязгаарт цахим нягтралын хэлбэлзлийг илтгэдэг [Rosa-Fox et al. 1990].
Нунтаг дээжний гадаргуугийн дүрс нь хэт авианы долгионыг ашиглан бөөмийн дундаж хэмжээтэй илүү жигд нэгэн төрлийн байдалд хүргэж, жижиг тоосонцор үүсгэсэн. Sonication-ийн улмаас бөөмийн дундаж хэмжээ ойролцоогоор ойролцоогоор буурдаг. 3 нм. [Milani et al. 2011]
Экосистемийн эерэг нөлөө нь янз бүрийн судалгааны судалгаануудад нотлогдсон. Жишээ нь Neppolian et al. Тэдний ажилд Mesoporous нано-хэмжээ TiO2 тоосонцорын photocatalytic шинж чанарыг сайжруулах, сайжруулах нь ultrasonication нь чухал ач холбогдолтой, давуу тал. [Neppolian et al. 2008]

Хэт авианы sol-гель урвалаар nanocoating

Nanocoating гэдэг нь нано-масштабтай давхарга эсвэл нано хэмжээтэй аж ахуйн нэгжийг хамарсан материалыг хамарна. Ингэснээр encapsulated буюу цөмийн бүрхүүлийн бүтцийг олж авдаг. Ийм нано нийлмэл шинж чанарууд нь физик болон химийн өндөр гүйцэтгэлтэй шинж чанаруудыг хослуулсан байдаг.
Жишээ нь, индуман цагаан тугалганы оксид (ITO) тоосонцрын бүрэх аргачлалыг харуулах болно. ITO тоосонцор нь цахиураар бүрсэн бөгөөд хоёр үе шаттай процессоор Чен (2009) судалгаагаар харуулав. Эхний химийн шатанд indium цагаан тугалганы исэлийн нунтаг аминопилений булчингийн эмчилгээ хийдэг. Хоёр дахь алхам нь ultrasonication дор цахиурын бүрхүүл юм. Sonication болон түүний үр нөлөөний тодорхой жишээг үзүүлэхийн тулд Ченийн судалгаанд танилцуулсан процессын алхамыг дор үзүүлэв:
Энэ алхамын ердийн процесс нь дараах байдалтай байна: 10г GPTS аажмаар хольж 20г устай хүчиллэгжүүлсэн давсны хүчил (HCl) (pH = 1.5). Дээр дурдсан 4г аминилийн нунтагыг 100мл шилэн саванд агуулагдах хольц дээр нэмнэ. Уг лонхыг дараа нь 60В эсвэл түүнээс дээш гаралтын хүчээр тасралтгүй хэт авианы цацрагаар sonicator илрүүлэх дор байрлуулсан.
Гленмо (3 (2,3-Epoxypropoxy) propyltrimethoxysilane (3-ээс 2,3-Epoxypropoxy) нь глюкоз (3- Sonication-ийг 20 минутын турш хэрэглэсэн бөгөөд үүнээс хойш хэд хэдэн цаг хугацаанд уусмалыг өдөөсөн. Уг процесс дуусмагц бөөмс центрифуг цуглуулан усаар дахин дахин угаана. Дараа нь усаар эсвэл органик уусгагчаар тарааж хатаана. [Чен 2009, хуудас 23]

Дүгнэлт

Sol-gel процессд хэт авиан аппликейшн нь илүү сайн холих, бөөмсийг дегалломераци хийхэд хүргэдэг. Үүний үр дүнд жижиг хэсгүүдийн хэмжээ, бөмбөрцөг, бага хэмжээст бөөм хэлбэр, морфологи сайжирсан. Соно-гел гэж нэрлэгддэг нарийн нягт, нэг төрлийн бүтэцтэй байдаг. Эдгээр шинж чанарууд нь уусмалын үед уусгагч хэрэглэхээс зайлсхийж, мөн гол төлөв, хэт авианаар өдөөгдсөн урвалын эхний хөндлөн холбоос бүхий өвчний улмаас үүсдэг. Хатаах процессын дараа үр дүнд нь sonogels филармент болох хэт авиан аппликешнгүйгээр гаргаж авсан тоосонцрын бүтэцтэй байдаг. [Esquivias et al. 2004]
Хүчтэй хэт авианы хэрэглээ нь sol-gel процессоос өвөрмөц материалыг оёхыг зөвшөөрдөг болохыг харуулсан. Энэ нь өндөр хүчдэлийн хэт авиан аппарат нь химийн болон материал судлах, хөгжүүлэх хүчтэй хэрэгсэл юм.

Дэлгэрэнгүй мэдээллийг Холбоо барих / асуу

Таны боловсруулах шаардлагын талаар бидэнтэй ярилц. Бид таны төслийн хамгийн тохиромжтой тохиргоог, боловсруулах параметрүүдийг санал болгож болно.





Биднийг анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


UIP1000hd Bench-Top Ultrasonic Homogenizer

Шахуургатай, савтай сав нь 1kW хэт авианы релексийн тохируулга боловсронгуй боловсруулах боломжтой

Уран зохиол / Ашигласан материал

  • Blanco, E .; Esquivias, L .; Литран, R .; Pinero, M .; Рамирез-дел-Нар, М .; Rosa_Fox, N. de la (1999): Соногель болон уламжлалт материалууд. Appl. Оронометрийн. Хим. 13, 1999. 399-418-р хуудас.
  • Чен, Q .; Boothroyd, C .; Mcintosh Soutar, A .; Zeng, XT (2010): Sol-гель нь хэт авианы тусламжтайгаар TiO2 nanopowder арилжааны nanocoating. J. Sol-Gel Sci. Технол. 53, 2010. хуудас 115-120.
  • Чен, Q. (2009): Нано мөгөөрсний силикатын өнгөлгөө нь sonogel процессоор. SIMTech 10/4, 2009. 216-220 хуудас.
  • Esquivias, L .; Роза-Фокс, N. de la; Bejarano, M .; Mosquera, MJ (2004): Хуйлмал материалын холимог Colloid-Polymer Xerogels. Langmuir 20/2004. хуудас 3416-3423.
  • Карами, А. (2010): TiO2 Nano Powder-ийг Sol-Gel аргаар боловсруулж Photocatalyst хэлбэрээр ашиглах нь. И. Иран. Хим. С. 2010 оны 7-р сар, хуудас 154-160.
  • Ли, X .; Чен, Л .; Li, B .; Ли. Л. (2005): Хэт авианы талбай дахь циркон нано оролтыг Sol-Gel method ашиглан бэлтгэсэн. Trans Tech Tech Pub. 2005.
  • Neppolian, B .; Ван, Q .; Jung, H .; Чой, H. (2008): Хэт авианы туслалцаатай sol-gel TiO2 нано-тоосонцор бэлтгэх арга: Тэмдэглэгээ, шинж чанар, 4-хлорфенолыг зайлуулах аппарат. Ultrason. Sonochem. 15, 2008. 649-658-р хуудас.
  • Пьер, AC; Rigacci, A. (2011): SiO2 Aerogels. In: MA Aegerter et al. (eds.): Aerogels Handbook, Sol-Gel-ийн боловсруулсан материалууд ба технологи. Springer Шинжлэх ухаан + Бизнес: Нью-Йорк, 2011. 21-45 хуудас.
  • Rabinovich, EM (1994): Sol-Gel боловсруулах - Ерөнхий зарчмууд. In: LC Klein (Ed.) Sol-Gel Optics: Боловсруулалт ба хэрэглээ. Kluwer Academic Publishers: Boston, 1994. pp. 1-37.
  • Роза-Фокс, N. de la; Pinero, M .; Esquivias, L. (2002): Органик-Органик бус эрлийз материал нь Sonogels-ийн материал. 2002.
  • Роза-Фокс, N. de la; Esquivias, L. (1990): Силика хүүгийн бүтцийн судалгаа. J. Non-Cryst. 121, 1990 оны хатуу.
  • Сакка, С .; Камъя, К. (1982): Сол-гель шилжилт: Шилэн шилэн формацийг үүсгэсэн & Нимгэн кино. J. Цэцгийн бус хатуу 38, 1982. х. 31.
  • Santos, HM; Lodeiro, C .; Martínez, J.-L. (2009): Хэт авианы хүч. Ж.Л. Martínez (ed.): Хими дахь хэт авиан: Шинжилгээний хэрэглээ. Wiley-VCH: Weinheim, 2009. pp. 1-16.
  • Shahruz, N .; Hossain, MM (2011): TiO2 Photocatalyst-ийн синтез ба хэмжээ хяналт Нанопариетийг Sol-Gel Method ашиглан бэлтгэх. Дэлхийн Апп. Шинжлэх ухаан. J. 12, 2011. pp. 1981-1986.
  • Suslick, KS; Үнэ, GJ (1999): Хэт авиан материалыг Материалын хими руу ашиглах. Анну. Эх сурвалж. Шинжлэх ухаан. 29, 1999. 295-326-р хуудас.
  • Suslick, KS (1998): Sonochemistry. In: Химийн технологийн Kirk-Othmer Encyclopedia, Vol. 26, 4р. ed., J. Wiley & Хөвгүүд: Нью-Йорк, 1998. 517-541 хуудас.
  • Верма, LY; Сингх, УИХ; Сингх, РК (2012): Ionogels-ийн бэлтгэл ба шинж чанар дахь хэт авианы цацрагийн үр нөлөө. Ж.Нанат. 2012.
  • Жан, Л.-З .; Yu, J .; Yu, JC (2002): Шаварлаг бодисын макропоруны титанан диоксидыг өндөр нарийвчлалтайгаар хиймэл гуурс ашиглан шууд харанхуй химийн найрлагад бэлтгэх. Электрохимийн нийгэмлэгийн 201-р хурлын товч танилцуулга, 2002.
  • https://www.hielscher.com/sonochem