Hielscher Ultrasonics
Мы будем рады обсудить ваш процесс.
Звоните нам: +49 3328 437-420
Напишите нам: info@hielscher.com

Как диспергировать одностенные углеродные нанотрубки по отдельности

Одностенные углеродные нанотрубки (ОДНОСТЕННЫЕ или ОДНОСТЕННЫЕ) обладают уникальными характеристиками, но для их выражения они должны быть индивидуально диспергированы. Чтобы в полной мере использовать исключительные характеристики одностенных углеродных нанотрубок, пробирки должны быть распутаны наиболее полно. Одностенные наноуглеродные наночастицы, как и другие наночастицы, демонстрируют очень высокие силы притяжения, поэтому для надежной деагломерации и диспергирования необходим мощный и эффективный метод. В то время как обычные методы смешивания не обеспечивают необходимой интенсивности для распутывания одностенных углеродных нанотрубок без их повреждения, доказано, что ультразвук высокой мощности распутывает и диспергирует одностенные углеродные нанотрубки. Создаваемые ультразвуком кавитационные силы сдвига достаточно велики, чтобы преодолеть силы связывания, в то время как интенсивность ультразвука может быть точно отрегулирована, чтобы избежать повреждения одностенных углеродных нанотрубок.

Проблема:

Одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ) отличаются от многостенных углеродных нанотрубок (МВНТ/СОУНТ) своими электрическими свойствами. Запрещенная зона одностенных углеродных нанотрубок может варьироваться от нуля до 2 эВ, а их электропроводность характеризуется металлическими или полупроводниковыми свойствами. Поскольку одностенные углеродные нанотрубки обладают высокой когезией, одним из основных препятствий при обработке одностенных углеродных нанотрубок является присущая им нерастворимость в органических растворителях или воде. Чтобы в полной мере использовать потенциал одностенных углеродных нанотрубок, необходим простой, надежный и масштабируемый процесс деагломерации труб. В частности, функционализация боковых стенок или открытых концов УНТ для создания подходящей границы между одностенными углеродными нанотрубками и органическим растворителем приводит только к частичному отслаиванию одностенных углеродных нанотрубок. Таким образом, одностенные углеродные нанотрубки в основном диспергируются в виде пучков, а не отдельных деагломерированных канатов. Если условия диспергирования будут слишком жесткими, одностенные углеродные нанотрубки будут укорочены до длины от 80 до 200 нм. Для большинства практических применений, т.е. для полупроводниковых или армирующих одностенных углеродных нанотрубок, эта длина слишком мала.

Ультразвуковые диспергаторы используются для эффективного распутывания одностенных нанотрубок (ОДНОСТЕННЫХ нанотрубок).

УИП2000HDT, мощный ультразвуковой аппарат мощностью 2 кВт для диспергирования одностенных углеродных нанотрубок.

Решение:

Ультразвуковая обработка является очень эффективным методом диспергирования и деагломерации углеродных нанотрубок, так как ультразвуковые волны ультразвука высокой интенсивности создают кавитацию в жидкостях. Звуковые волны, распространяющиеся в жидкой среде, приводят к чередованию циклов высокого давления (сжатие) и низкого давления (разрежение), скорость которых зависит от частоты. Во время цикла низкого давления ультразвуковые волны высокой интенсивности создают небольшие вакуумные пузырьки или пустоты в жидкости. Когда пузырьки достигают объема, при котором они больше не могут поглощать энергию, они сильно схлопываются во время цикла высокого давления. Это явление называется кавитацией. Во время имплозии локально достигаются очень высокие температуры (около 5 000 К) и давления (около 2 000 атм). Схлопывание кавитационного пузыря также приводит к образованию струй жидкости со скоростью до 280 м/с. Эти струи жидкости образуются в результате ультразвуковая кавитация, преодолевают силы связи между углеродными нанотрубками и, следовательно, нанотрубки деагломерируются. Мягкая, контролируемая ультразвуковая обработка является подходящим методом для создания стабилизированных поверхностно-активными веществами суспензий дисперсных одностенных углеродных нанотрубок большой длины. Для контролируемого производства одностенных углеродных нанотрубок ультразвуковые процессоры Hielscher позволяют работать с широким диапазоном наборов ультразвуковых параметров. Амплитуда ультразвука, давление жидкости и состав жидкости могут варьироваться в зависимости от конкретного материала и процесса. Это обеспечивает различные возможности регулировки, такие как

  • Амплитуды сонотрода до 170 мкм
  • давление жидкости до 10 бар
  • расход жидкости до 15 л/мин (в зависимости от процесса)
  • температура жидкости до 80 градусов Цельсия (другие температуры по запросу)
  • вязкость материала до 100 000cp

 

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности.




Кроме того, ультразвуковая технология, как метод очистки с помощью полимеров, позволяет эффективно удалять примеси из выращенных одностенных углеродных нанотрубок. Изучать химическую модификацию одностенных углеродных нанотрубок на молекулярном уровне сложно, т.к. трудно получить чистые одностенные углеродные нанотрубки. Выращенные одностенные углеродные нанотрубки содержат много примесей, таких как металлические частицы и аморфные углероды. Ультразвуковая обработка одностенных углеродных нанотрубок в растворе монохлорбензола (МКБ) полиметилметакрилата ПММА с последующей фильтрацией является эффективным способом очистки одностенных углеродных нанотрубок. Этот метод полимерной очистки позволяет эффективно удалять примеси из одностенных углеродных нанотрубок. Точный контроль амплитуды ультразвука позволяет избежать или ограничить повреждение одностенных углеродных нанотрубок.

Ультразвуковое оборудование

Hielscher предлагает высокую производительность ультразвуковые процессоры для созвучия каждого тома. Ультразвуковые устройства мощностью от 50 Вт до 16 000 Вт, которые могут быть объединены в кластеры, позволяют найти подходящий ультразвуковой прибор для каждого применения, как в лаборатории, так и в промышленности. Для сложной дисперсии нанотрубок рекомендуется непрерывная ультразвук. С помощью проточных ячеек Хильшера становится возможным диспергировать УНТ в жидкости повышенной вязкости, такие как полимеры, расплавы высокой вязкости и термопласты.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о диспергировании и модификации нанотрубок с помощью ультразвука высокой мощности!

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы запросить дополнительную информацию об ультразвуковых процессорах для нанодисперсий и ценах. Мы будем рады обсудить с вами Ваш процесс и предложить Вам ультразвуковой диспергатор, отвечающий Вашим требованиям!









Обратите внимание на наши политика конфиденциальности.




Простой способ химической реакции одностенных нанотрубок крабона с органическими материалами с помощью ультразвука. Koshio et al., 2001

Микроскопическая визуализация ультразвуковых дисперсных одностенных углеродных нанотрубок.

Ультразвуковое диспергирование углеродных нанотрубок: ультразвуковой аппарат Hielscher UP400S (400 Вт) быстро и эффективно диспергирует и распутывает УНТ в отдельные нанотрубки.

Диспергирование углеродных нанотрубок в воде с помощью UP400S

Миниатюра видео

 

Hielscher's ultrasonic devices are the ideal

Ультразвуковое диспергирование нанотрубок (УП400Ст)

Факты о трубчатых нанотрубках– диаметр ок. 1 нм, с трубкой в миллион раз длиннее– Чрезвычайная прочность & жесткость– очень высокая прочность– очень высокая электронная и теплопроводная способность– Поведение металлов или полупроводников
Силовой ультразвук часто является единственным надежным инструментом для распутывания и диспергирования нанотрубок

Диспергирование УНТ с помощью лабораторного устройства Хильшера UP50H

Hielscher Ultrasonics поставляет высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лабораторных до промышленных масштабов.

Высокопроизводительный ультразвук! Ассортимент продукции Hielscher охватывает весь спектр от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов и настольных установок до полностью промышленных ультразвуковых систем.



Литература / Литература

Факты, которые стоит знать

Ультразвуковые устройства часто называют зондовым ультразвуковым аппаратом, ультразвуковым гомогенизатором, звуковым лизером, ультразвуковым разрушителем, ультразвуковым измельчителем, соноразрывом, сонификатором, звуковым дисмембранатором, клеточным разрушителем, ультразвуковым диспергатором или растворителем. Различные термины являются результатом различных применений, которые могут быть выполнены с помощью ультразвуковой обработки.

Мы будем рады обсудить ваш процесс.

Let's get in contact.