Dispersie fiabilă a nanoparticulelor pentru aplicații industriale

Ultrasonication de mare putere poate eficient și fiabil de rupere-up aglomerate de particule și chiar dezintegra particule primare. Datorită performanței sale de dispersie de înaltă performanță, ultrasonicators de tip sondă sunt utilizate ca metodă preferată pentru a crea suspensii omogene nanoparticule.

Dispersie nanoparticulă fiabilă prin ultrasonication

Ultrasonic dispersion is highly efficient in dispersing and deagglomerating nanoparticles.Multe industrii necesită pregătirea suspensiilor, care sunt nanoparticule încărcate. Nanoparticulele sunt solide cu o dimensiune a particulelor mai mică de 100nm. Datorită dimensiunii particulelor minute, nanoparticulele exprimă proprietăți unice, ar fi rezistența excepțională, duritatea, caracteristicile optice, ductilitatea, rezistența la UV, conductivitatea, proprietățile electrice și electromagnetice (EM), anticorozivitatea, rezistența la zgârieturi și alte caracteristici extraordinare.
Ultrasunetele de înaltă intensitate, de joasă frecvență creează cavitație acustică intensă, care se caracterizează prin condiții extreme, ar fi forțele de forfecare, diferențele de presiune și temperatură foarte ridicate și turbulențele. Aceste forțe cavitaționale accelerează particulele provocând coliziuni între particule și, în consecință, spulberând particulele. În consecință, se obțin materiale nanostructurate cu o curbă îngustă a dimensiunii particulelor și o distribuție uniformă.
Echipamente de dispersie cu ultrasunete este potrivit pentru a trata orice fel de nanomateriale în apă și solvenți organici, cu vâscozitate scăzută până la foarte mare.

Cerere de informatie





Ultrasonic dispersion is a highly efficient technology for detangling and deagglomerating nanoparticles. Therefore, ultrasonicators from Hielscher Ultrasonics are widely used in industry to produce larger-scale nanodispersions and nano-structured suspensions.

Instalarea industrială a dispersoarelor cu ultrasunete (2x UIP1000hdT) pentru prelucrarea nanoparticulelor și nanotuburilor în mod continuu în linie.

Dispersia cu ultrasunete este potrivit pentru

  • nanoparticule
  • Ultrasonic dispersion and deagglomeration is a high-performance process to produce stable, nano-sized carbon black dispersions.

  • particule ultrafine
  • nanotuburilor
  • nanocristale
  • nanocompozite
  • nanofibre
  • puncte cuantice
  • nanoplachete, nanosheets
  • nanorods, nanofire
  • Nanostructuri 2D și 3D

Dispersia cu ultrasunete a nanotuburilor de carbon

Dispersoare cu ultrasunete sunt utilizate pe scară largă în scopul dispersării nanotuburilor de carbon (CNTs). Sonicare este o metodă fiabilă de a detangle și dispersa nanotuburi de carbon cu un singur perete (SWCNTs), precum și nanotuburi de carbon multi-pereți (MWCNTs). De exemplu, pentru a produce un polimer termoplastic foarte conductiv, de înaltă puritate (> 95%) Nanocyl® 3100 (MWCNTs; diametru extern 9.5 nm; puritate 95 +%) au fost dispersate ultrasonically cu Hielscher UP200S pentru 30min. la temperatura camerei. Nanocilul dispersat ultrasonically® 3100 MWCNTs la o concentrație de 1% g / w în rășina epoxidică a arătat conductivitate superioară de aproximativ 1,5 × 10-2 S / m.

Dispersia cu ultrasunete a nanoparticulelor de nichel

Nanoparticulele de nichel pot fi produse cu succes prin sinteza de reducere a hidrazinei ultrasonically-assited. Calea de sinteză a reducerii hidrazinei permite prepararea nanoparticulelor de nichel metalic pur cu formă sferică prin reducerea chimică a clorurii de nichel cu hidrazină. Grupul de cercetare al Adám a demonstrat că ultrasonication – folosind Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – a fost capabil să mențină o dimensiune medie primară cristalită (7-8 nm) independent de temperatura aplicată, în timp ce utilizarea perioadelor de sonicare intensă și mai scurtă ar putea reduce diametrele solvodinamice ale particulelor secundare, agregate de la 710 nm la 190 nm în absența oricărui agent tensioactiv. Cea mai mare aciditate și activitate catalitică au fost măsurate pentru nanoparticulele preparate prin ușoară (putere de ieșire de 30 W) și tratament continuu cu ultrasunete. Comportamentul catalitic al nanoparticulelor a fost testat într-o reacție suzuki-Miyaura de cuplare încrucișată pe cinci probe preparate în moduri convenționale, precum și cu ultrasunete. Catalizatorii pregătiți cu ultrasunete, de obicei, efectuate mai bine, și cea mai mare activitate catalitică a fost măsurată peste nanoparticulele preparate sub putere mică (30 W) sonicare continuă.
Tratamentul cu ultrasunete a avut efecte cruciale asupra tendinței de agregare a nanoparticulelor: influența de defragmentare a golurilor de cavitație distruse cu transferul viguros de masă ar putea depăși electrostatica atractivă a golurilor de cavitație distruse cu transferul viguros de masă ar putea depăși forțele electrostatice atractive și van der Waals între particule.
(cf. Adám et al. 2020)

The ultrasonic homogenization setup SonoStation consists of ultrasonic disperser, agitator, pump and tank. It is a complete turn-key setup for mixing applications.

Stația SonoStation – Sistem de dispersie cu ultrasunete featuring un agitator, rezervor și pompă. SonoStation este o configurație confortabilă gata de sonicare pentru volume medii și mai mari

Cerere de informatie





Sinteza cu ultrasunete a nanoparticulelor wollastonite

Wollastonite este un mineral inosilicat de calciu cu formula chimică CaSiO3 Wollastonite este utilizat pe scară largă ca componentă pentru producția de ciment, sticlă, cărămidă și țiglă în industria construcțiilor, ca flux în turnarea oțelului, precum și un aditiv în fabricarea de acoperiri și vopsele. De exemplu, wollastonite oferă armare, întărire, absorbție scăzută de ulei, și alte îmbunătățiri. Pentru a obține proprietăți excelente de armare a wolastonitei, deaglomerarea la scară nano și dispersia uniformă sunt esențiale.
Dordane și Doroodmand (2021) au demonstrat în studiile lor că dispersia cu ultrasunete este un factor foarte important care infliuences dimensiunea și morfologia nanoparticulelor wollastonite în mod semnificativ. Pentru a evalua contribuția sonicare pe nano-dispersie wollastonite, echipa de cercetare sintetizat nanoparticule wollastonite cu și fără aplicarea ultrasunetelor de mare putere. Pentru studiile lor sonicare, cercetătorii au folosit procesor cu ultrasunete UP200H (Hielscher Ultrasonics) cu o frecvență de 24 kHz timp de 45,0 min. Rezultatele nano-dispersiei cu ultrasunete sunt prezentate în SEM de înaltă rezoluție de mai jos. Imaginea SEM arată în mod clar că proba de wollastonite înainte de tratamentul cu ultrasunete este aglomerată și agregată; după sonicare cu ultrasonicator UP200H dimensiunea medie a particulelor wollastonite este de aproximativ 10nm. Studiul demonstrează că dispersia cu ultrasunete este o tehnică fiabilă și eficientă pentru a sintetiza nanoparticulele wollastonite. Dimensiunea medie a nanoparticulei poate fi controlată prin ajustarea parametrilor de prelucrare cu ultrasunete.
(cf. Dordane și Doroodmand, 2021)

Ultrasonically prepared nanoparticles of wollastonite.

Imagini SEM ale nanoparticulelor wollastonite (A) înainte și (B) după ultrasonication folosind Procesor cu ultrasunete UP200H timp de 45,0 min.
Studiu și imagine: ©Dordane și Doroodmand, 2021.

Dispersia nanofillerului cu ultrasunete

Sonicare este o metodă versatilă de a dispersa și deaglomera nanofillere în lichide și dejecții lichide, de exemplu polimeri, rășini epoxidice, întăritori, termoplastice etc. Prin urmare, sonificarea este utilizată pe scară largă ca o metodă de dispersie extrem de eficientă în R&D și producția industrială.
Zanghellini et al. (2021) a investigat tehnica de dispersie cu ultrasunete pentru nanofillere în rășină epoxidică. El ar putea demonstra că sonicare a fost capabil să disperseze concentrații mici și mari de nanofillere într-o matrice polimerică.
Comparând diferite formulări, CNT-ul oxidat de 0,5 wt% a arătat cele mai bune rezultate ale tuturor probelor sonicate, dezvăluind distribuțiile de dimensiuni ale majorității aglomeratelor într-un interval comparabil cu trei probe produse de moara de rulare, o bună legare de întăritor, formarea unei rețele de percolare în interiorul dispersiei, care indică spre stabilitate împotriva sedimentării și, astfel, o stabilitate adecvată pe termen lung. Cantitățile mai mari de umplere au arătat rezultate bune similare, dar și formarea unor rețele interne mai pronunțate, precum și a unor aglomerări ceva mai mari. Chiar și nanofibre de carbon (CNF) ar putea fi dispersate cu succes prin sonicare. Dispersia directă în SUA a nanofillerelor în sistemele de întărire fără solvenți suplimentari a fost realizată cu succes și, prin urmare, poate fi văzută ca o metodă aplicabilă pentru o dispersie simplă și directă înainte, cu potențial de utilizare industrială. (cf. Zanghellini et al., 2021)

Ultrasonic dispersion is highly efficient in dispersing nanofillers into polymers and epoxy resins.

Compararea diferitelor nanofillere dispersate în întăritor folosind ultrasonication de tip sondă): (a) 0,5 wt% nanofibră de carbon (CNF); (b) 0,5 wt% CNToxid; (c) nanotub de carbon (CNT) de 0,5 wt%; (d) 0,5 wt% CNT semi-dispersat.
Studiu și imagine: ©Zanghellini et al., 2021

Dispersia cu ultrasunete a nanoparticulelor – Dovedit științific pentru superioritate

Cercetările arată în numeroase studii sofisticate că dispersia cu ultrasunete este una dintre tehnicile superioare pentru a deaglomera și distribui nanoparticule chiar și la concentrație ridicată în lichide. De exemplu, Vikash (2020) a investigat dispersia încărcăturilor mari de nano-silice în lichide vâscoase folosind dispersorul cu ultrasunete Hielscher UP400S. În studiul său, el ajunge la concluzia că "dispersia stabilă și uniformă a nanoparticulelor poate fi realizată folosind un dispozitiv ultra-sonicare la încărcare solidă ridicată în lichide vâscoase". [Vikash, 2020]

Cerere de informatie





Hielscher Ultrasonics' dispersoare sunt utilizate cu succes pentru:

  • dispersant
  • deaglomerarea
  • Dezintegrare / Frezare
  • Reducerea dimensiunii particulelor
  • Sinteza nanoparticulelor și precipitarea
  • Functionalizarea suprafetei
  • Modificarea particulelor

Procesoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru dispersia nanoparticulelor

Control precis asupra parametrilor de proces cu ultrasunete de hielscher ultrasonics' software inteligentHielscher Ultrasonics este furnizorul dumneavoastră de încredere pentru echipamente cu ultrasunete fiabile de înaltă performanță de la laborator și pilot la sisteme complet industriale. Hielscher Ultrasonics’ dispozitivele dispun de hardware sofisticat, software inteligent și o ușurință remarcabilă în utilizare – proiectat și fabricat în Germania. Mașinile cu ultrasunete robuste Hielscher pentru dispersie, deaglomerare, sinteza nanoparticulelor și funcționalizarea pot fi operate 24/7/365 sub sarcină completă. În funcție de procesul dumneavoastră și de unitatea de producție, ultrasonicators noastre pot fi rulate în modul lot sau continuu în linie. Diverse accesorii, ar fi sonotrodes (sonde cu ultrasunete), coarne de rapel, celule de flux și reactoare sunt disponibile.
Contactați-ne acum pentru a obține mai multe informații tehnice, studii științifice, protocoale și o ofertă pentru sistemele noastre de nano-dispersie cu ultrasunete! Personalul nostru bine instruit și cu experiență îndelungată va fi bucuros să discute nano-aplicația cu dvs.!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lot Debit Aparate recomandate
1 la 500mL 10 până la 200 ml / min UP100H
10 la 2000ml 20 până la 400ml / min Uf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000hdT
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să folosiți formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre procesoare cu ultrasunete, aplicații și preț. Vom fi bucuroși să discutăm procesul cu tine și să vă oferim un sistem cu ultrasunete care îndeplinește cerințele dumneavoastră!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


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

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru amestecarea aplicațiilor, dispersie, emulsificare și extracție pe scară de laborator, pilot și industrial.



Literatură / Referințe


Ce trebuie să știți

Ce sunt materialele nanostructurate?

O nanostructură este definită atunci când cel puțin o dimensiune a unui sistem este mai mică de 100nm. Cu alte cuvinte, o nanostructură este o structură caracterizată prin dimensiunea sa intermediară între scara microscopică și cea moleculară. Pentru a descrie în mod corespunzător o diferențiere a nanostructurilor, este necesar să se facă diferența între numărul de dimensiuni din volumul unui obiect care se află la scară nanometrică.
Mai jos, puteți găsi câțiva termeni importanți care reflectă caracteristicile specifice ale materialelor nano-structurate:
Nanoscale: Aproximativ 1 la 100 nm gama de dimensiuni.
Nanomaterial: Material cu orice structuri interne sau externe pe dimensiunea nanoscale. Termenii nanoparticule și particule ultrafine (UFP) sunt adesea folosiți sinonim, deși particulele ultrafine pot avea o dimensiune a particulelor care ajunge în intervalul de micrometri.
Nano-obiect: Material care posedă una sau mai multe dimensiuni periferice la scară nanometrică. Nanoparticulă: Nano-obiect cu trei dimensiuni externe la scară nanometrică
Nanofibră: Atunci când două dimensiuni exterioare nanoscale similare și o a treia dimensiune mai mare sunt prezente într-un nanomaterial, acesta este denumit nanofibră.
Nanocompozit: Structură multifazică cu cel puțin o fază pe dimensiunea nanoscale.
Nanostructura: Compoziția părților constitutive interconectate în regiunea la scară nanometrică.
Materiale nanostructurate: Materiale care conțin nanostructură internă sau de suprafață.
(cf. Jeevanandam et al., 2018)


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 Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator la dimensiunea industrială.