Spoľahlivá disperzia nanočastíc pre priemyselné aplikácie

Ultrazvukom s vysokým výkonom môže efektívne a spoľahlivo rozbiť častice aglomeruje a dokonca rozložiť primárne častice. Vďaka svojmu vysoko výkonnému disperzičnému výkonu sa ultrazvukom typu sondy používajú ako preferovaná metóda na vytvorenie homogénnych nanočastíc.

Spoľahlivá disperzia nanočastíc ultrazvukom

Ultrasonic dispersion is highly efficient in dispersing and deagglomerating nanoparticles.Mnohé priemyselné odvetvia vyžadujú prípravu suspenzií, ktoré sú naložené nanočastice. Nanočastice sú tuhé látky s veľkosťou častíc menšou ako 100nm. Vďaka minútovej veľkosti častíc nanočastice vyjadrujú jedinečné vlastnosti, ako je výnimočná pevnosť, tvrdosť, optické vlastnosti, tvárnosť, UV odolnosť, vodivosť, elektrické a elektromagnetické (EM) vlastnosti, antikorozívnosť, odolnosť proti poškriabaniu a ďalšie mimoriadne vlastnosti.
Vysoko intenzívny, nízkofrekvenčný ultrazvuk vytvára intenzívnu akustickú kavitáciu, ktorá sa vyznačuje extrémnymi podmienkami, ako sú šmykové sily, veľmi vysoké tlakové a teplotné diferenciály a turbulencie. Tieto kavitačné sily urýchľujú častice, ktoré spôsobujú medzičastice kolízie a následne rozbíjajú častice. V dôsledku toho sa získajú nanoštruktúrované materiály s úzkou krivkou veľkosti častíc a rovnomerným rozložením.
Ultrazvukové disperzné zariadenie je vhodné na liečbu akéhokoľvek druhu nanomateriálov vo vode a organických rozpúšťadlách, s nízkou až veľmi vysokou viskozitami.

Žiadosť o informácie





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.

Priemyselná inštalácia ultrazvukových disperzérov (2x UIP1000hdT) na spracovanie nanočastíc a nanorúrok v nepretržitom in-line režime.

Ultrazvuková disperzia je vhodná pre

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

  • ultrajemné častice
  • Nanotrubice
  • nanokryštály
  • nanokompozity
  • nanovlákna
  • kvantové bodky
  • nanonážky, nanosheets
  • nanorody, nanovlákna
  • 2D a 3D nanoštruktúry

Ultrazvuková disperzia uhlíkových nanotrubíc

Ultrazvukové disperzná sú široko používané na účely rozptyľovania uhlíkových nanorúrok (CNT). Ultrazvukom je spoľahlivá metóda na detangle a rozptýlenie jednostenných uhlíkových nanorúrok (SWCNTs), ako aj viacstenných uhlíkových nanorúrok (MWCNTs). Napríklad, aby sa vytvoril vysoko vodivý termoplastický polymér, vysoko čistý (> 95%) Nanoyl® 3100 (MWCNTs; vonkajší priemer 9,5 nm; čistota 95 +%) boli rozpúšťadle rozptýlené Hielscher UP200S po dobu 30 minút. pri izbovej teplote. Rozpúšťadle rozptýlené Nanocyl® 3100 MWCNTs v koncentrácii 1% w / w v epoxidovej živici vykazovali vynikajúcu vodivosť približne 1,5 × 10-2 S / m.

Ultrazvuková disperzia nanočastíc niklu

Nikel nanočastice môžu byť úspešne vyrobené prostredníctvom rozpúšťadle-assited hydrazín redukcie syntézy. Cesta syntézy redukcie hydrazínu umožňuje tp pripraviť čistú kovovú nanočasticu niklu s guľovitým tvarom chemickou redukciou chloridu niklu s hydrazínom. Výskumná skupina Adám preukázala, že ultrazvukom – pomocou Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – bol schopný udržiavať priemernú primárnu veľkosť kryštitulitu (7–8 nm) nezávisle od aplikovanej teploty, zatiaľ čo použitie intenzívnych a kratších ultrazvukom by mohlo znížiť solvodynamické priemery sekundárnych, agregovaných častíc zo 710 nm na 190 nm pri absencii žiadnej povrchovo aktívnej látky. Najvyššia kyslosť a katalytická aktivita bola meraná pre nanočastice pripravené miernym (30 W výstupný výkon) a nepretržitou ultrazvukovou liečbou. Katalytické správanie nanočastíc bolo testované v skríženej reakcii Suzuki-Miyaura na piatich vzorkách pripravených konvenčnými aj ultrazvukovými spôsobmi. Rozpúšťadle pripravené katalyzátory zvyčajne fungovali lepšie a najvyššia katalytická aktivita bola meraná nad nanočasticami pripravenými pri nepretržitej ultrazvukom s nízkym výkonom (30 W).
Ultrazvuková liečba mala zásadný vplyv na tendenciu agregácie nanočastíc: vplyv defragmentácie zničených kavitačných dutín s intenzívnym prenosom hmoty by mohol prekonať atraktívny elektrostatický z zničených kavitačných dutín s intenzívnym prenosom hmoty by mohol prekonať atraktívne elektrostatické a van der Waalsove sily medzi časticami.
(porovnaj 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.

Sonostácia – Ultrazvukový disperzný systém s miešadlom, nádržou a čerpadlom. SonoStation je pohodlné nastavenie pripravené na sonikát pre stredne veľké a väčšie objemy.

Žiadosť o informácie





Ultrazvuková syntéza wollastonitových nanočastíc

Wollastonite je minerál neozilikát vápenatý s chemickým vzorcom CaSiO3 Wollastonite je široko používaný ako komponent na výrobu cementu, skla, tehál a dlaždíc v stavebnom priemysle, ako tok pri odlievaní ocele, ako aj prísada pri výrobe náterov a farieb. Napríklad wollastonit poskytuje výstuž, vytvrdzovanie, nízku absorpciu oleja a ďalšie zlepšenia. Na získanie vynikajúcich výstužných vlastností wollastonitu je nevyhnutná nano-škála deagglomerácia a jednotná disperzia.
Dordane a Doroodmand (2021) preukázali vo svojich štúdiách, že ultrazvuková disperzia je veľmi dôležitým faktorom, ktorý významne podporuje veľkosť a morfológiu wollastonitových nanočastíc. Na vyhodnotenie príspevku ultrazvukom na wollastonit nano-disperziu výskumný tím syntetizoval wollastonit nanočastice s aplikáciou vysoko výkonných ultrazvukom a bez neho. Pre svoje ultrazvukom štúdie výskumníci použili Ultrazvukový procesor UP200H (Hielscher Ultrasonics) s frekvenciou 24 kHz počas 45,0 min. Výsledky ultrazvukovej nano-disperzie sú uvedené v SEM s vysokým rozlíšením nižšie. Obrázok SEM jasne ukazuje, že vzorka wollastonitu pred ultrazvukovou liečbou je aglomerovaná a agregovaná; po ultrazvukom s ULTRASONICATOR UP200H je priemerná veľkosť wollastonitových častíc približne 10nm. Štúdia dokazuje, že ultrazvuková disperzia je spoľahlivá a efektívna technika na syntézu wollastonitových nanočastíc. Priemerná veľkosť nanočastíc môže byť riadená úpravou ultrazvukových parametrov spracovania.
(porov. Dordane a Doroodmand, 2021)

Ultrasonically prepared nanoparticles of wollastonite.

SEM obrázky wollastonit nanočastíc (A) pred a (B) po ultrazvukom pomocou Ultrazvukový procesor UP200H 45,0 min.
Štúdia a obrázok: ©Dordane a Doroodmand, 2021.

Ultrazvukový nanofiller disperzia

Ultrazvukom je všestranná metóda na rozptýlenie a deagglomeráciu nanofillerov v kvapalinách a kaloch, napr. polyméroch, epoxidových živiciach, tužidlách, termoplastoch atď. Sonifikácia sa preto široko používa ako vysoko účinná disperzia v R&D a priemyselná výroba.
Zanghellini et al. (2021) skúmal ultrazvukovú disperziu techniky pre nanofillery v epoxidovej živici. Mohol preukázať, že ultrazvukom bola schopná rozptýliť malé a vysoké koncentrácie nanofillerov do polymérnej matrice.
Pri porovnaní rôznych formulácií 0,5 wt% oxidovaný CNT vykazoval najlepšie výsledky zo všetkých sonicated vzoriek, odhaľujúc rozloženie veľkosti väčšiny aglomerátov v porovnateľnom rozsahu s tromi vzorkami vyrobenými valcami mlyna, dobrú väzbu na tužidlo, vytvorenie perkolačnej siete vo vnútri disperzie, ktorá poukazuje na stabilitu proti sedimentácii a tým na správnu dlhodobú stabilitu. Vyššie množstvo plniva vykazovalo podobné dobré výsledky, ale aj tvorbu výraznejších vnútorných sietí, ako aj o niečo väčších aglomerátov. Dokonca aj uhlíkové nanovlákna (CNF) by sa mohli úspešne rozptýliť ultrazvukom. Priama americká disperzia nanofillerov v kalichových systémoch bez ďalších rozpúšťadiel bola úspešne dosiahnutá, a preto ju možno považovať za použiteľnú metódu pre jednoduchú a priamu disperziu s potenciálom priemyselného použitia. (porov. Zanghellini et al., 2021)

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

Porovnanie rôznych nanofillerov rozptýlených v tužidle pomocou ultrazvukom typu sondy): (a) 0,5 wt% uhlíkového nanovlákna (CNF); b) 0,5 wt% CNToxid; c) 0,5 wt% uhlíkovej nanorúrky (CNT); d) 0,5 wt% čiastočne rozptýlené CNT.
Štúdia a obrázok: ©Zanghellini et al., 2021

Ultrazvuková disperzia nanočastín – Vedecky dokázané pre nadradenosť

Výskum ukazuje v mnohých sofistikovaných štúdiách, že ultrazvuková disperzia je jednou z vynikajúcich techník na deagglomeráciu a distribúciu nanočastíc aj pri vysokej koncentrácii v kvapalinách. Napríklad Vikash (2020) skúmal rozptyl vysokého zaťaženia nano-oxidu kremičitého vo viskóznych kvapalinách pomocou Hielscher ultrazvukového disperátora UP400S. Vo svojej štúdii dospel k záveru, že "stabilná a jednotná disperzia nanočastíc možno dosiahnuť pomocou ultra-ultrazvukom zariadenia pri vysokom pevnom zaťažení viskóznych kvapalín." [Vikash, 2020]

Žiadosť o informácie





Hielscher Ultrasonics ' dispergátory sú úspešne použité pre:

  • dispergačné
  • deaglomerácia
  • Dezintegrácia / Frézovanie
  • zníženie veľkosti častíc
  • Syntéza nanočastíc a zrážky
  • Povrchová funkcionalizácia
  • Modifikácia častíc

Vysokovýkonné ultrazvukové procesory pre disperziu nanočastíc

Presná kontrola parametrov ultrazvukového procesu podľa Hielscher Ultrasonics' inteligentný softvérHielscher Ultrasonics je váš dôveryhodný dodávateľ pre spoľahlivé vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia od laboratória a pilota až po plne priemyselné systémy. Hielscher Ultrasonics’ zariadenia sú vybavené sofistikovaným hardvérom, inteligentným softvérom a vynikajúcou užívateľskou prívetivosťou – Navrhnuté a vyrobené v Nemecku. Hielscher je robustné ultrazvukové stroje pre disperziu, deagglomeráciu, syntézu nanočastíc a funkcionalizáciu môžu byť prevádzkované 24/7/365 pri plnom zaťažení. V závislosti od vášho procesu a vášho výrobného zariadenia môžu byť naše ultrasonicators prevádzkované v dávkovom alebo nepretržitom in-line režime. Rôzne príslušenstvo, ako sú sonotródy (ultrazvukové sondy), posilňovacie rohy, prietokové bunky a reaktory sú ľahko dostupné.
Kontaktujte nás teraz, aby ste získali viac technických informácií, vedeckých štúdií, protokolov a cenovej ponuky pre naše ultrazvukové nano-disperzie systémy! Náš dobre vyškolený, dlhoročný personál s vami rád prediskutuje vašu nano-aplikáciu!

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
1 až 500mL 10 až 200mL/min UP100H
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Prosím, použite formulár nižšie požiadať o ďalšie informácie o ultrazvukové procesory, aplikácie a ceny. Budeme radi diskutovať o vašom procese s vami a ponúknuť vám Ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


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

Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.



Literatúra/referencie


Fakty stojí za to vedieť

Čo sú nanoštruktúrované materiály?

Nanoštruktúra je definovaná, keď aspoň jeden rozmer systému je menší ako 100nm. Inými slovami, nanoštruktúra je štruktúra charakterizovaná strednou veľkosťou medzi mikroskopickou a molekulárnou stupnicou. Aby bolo možné správne opísať rozlišovacie nanoštruktúry, je potrebné rozlišovať medzi počtom rozmerov v objeme objektu, ktoré sú na nanoúrovni.
Nižšie nájdete niekoľko dôležitých pojmov, ktoré odrážajú špecifické vlastnosti nanoštruktúrových materiálov:
Nanoúrovnia: Rozsah veľkosti približne 1 až 100 nm.
Nanomateriál: Materiál s akýmikoľvek vnútornými alebo vonkajšími štruktúrami na rozmere nanometrov. Termíny nanočastice a ultrajemné častice (UFP) sa často používajú synonymom, hoci ultrajemné častice môžu mať veľkosť častíc, ktorá siaha do rozsahu mikrometrov.
Nano-objekt: Materiál, ktorý má jeden alebo viac periférnych rozmerov nanoúrovne. Nanočastice: Nano-objekt s tromi vonkajšími rozmermi nanometrov
Nanovlákno: Keď sú v nanomateriáli prítomné dva podobné rozmery vonkajšej nanometrovky a tretí väčší rozmer, označuje sa ako nanovlákno.
Nanokompozit: Viacfázová štruktúra s aspoň jednou fázou na rozmere nanometrov.
Nanoštruktúra: Zloženie vzájomne prepojených zložiek v oblasti nanometrov.
Nanoštruktúrované materiály: Materiály obsahujúce vnútornú alebo povrchovú nanoštruktúru.
(porov. 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 vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.