Delci, npr. V tem procesu, supersaturated mešanica začne tvoriti trdne delce iz visoko koncentriranega materiala, ki bo rasla in na koncu oborino. Za nadzor velikosti delcev/kristalov in morfologije je bistven nadzor nad dejavniki, ki vplivajo na padavine.

Ozadje procesa padavin

V zadnjih letih, nanodelci pridobila pomen na številnih področjih, kot so premazi, polimerov, črnila, farmacevtski in elektronike. Pomemben dejavnik, ki vpliva na uporabo nanomaterialov je strošek nanomateriale. Zato, stroškovno učinkovite načine za izdelavo so potrebni nanomaterialov v razsutem stanju. Medtem ko procesi, kot so emulgiranje in obdelava drobljenje so procesov od zgoraj navzdolObarjanje je proces od spodaj navzgor za sintezo nano-velikosti delcev od tekočin. Obarjanje vključuje:

• Mešanje vsaj dveh tekočin
• Prezasičenje
• nukleacija
• rast delcev
• Aglomeracija (običajno se izogiba z nizko koncentracijo v trdni snovi ali s stabilizacijsko sredstvi)

Mešanje padavin

Mešanje je pomemben korak v padavin, kot je za večino padavin procese, hitrost kemijske reakcije, je zelo visoka. Navadno, meša tank reaktorjev (serije ali trajno), statični ali rotor-stator mešalniki se uporabljajo za obarjanje reakcij. Inhomogeneous porazdelitev mešanja moči in energije znotraj obsega procesno omejuje kakovosti sintetiziranih nanodelcev. Ta pomanjkljivost povečuje, povečuje volumen reaktorja. Napredno tehnologijo mešanja in dober nadzor nad vplivnih parametrov za posledico manjše delce in boljše homogenosti delcev.

Uporaba vzvodi curki, mešalniki mikro-kanalov ali uporabo Taylor-Couette reaktorja izboljšanja intenzivnosti in homogenost mešanja. To vodi do krajših časih mešanja. Vendar te metode so ji omejila možnost, da se razširjenemu.

Ultrasonication je napredna mešanje tehnologijo, ki zagotavlja večjo škarje in mešanjem energije brez omejitev obsega-up. To pa tudi omogoča, da nadzor, ki urejajo parametri, kot so vhodna moč, načrtovanje reaktorjev, čas bivanja, delcev, ali koncentracije reaktanta samostojno. Ultrazvočni kavitacije inducira intenzivno mikro mešanje in oddaja veliko moč lokalno.

Magnetita nanodelcev Padavine

Uporaba ultrasonikacije na padavine je bila dokazana na ICVT (TU Clausthal) z Banert sod. (2006) za magnetita nanodelcev. Banert uporabijo optimizirano sono-kemijski reaktor (desna slika, krma 1: raztopina železa, vstavljanje 2: obarjanje, Kliknite za večji prikaz!) Za izdelavo magnetita nanodelcev “s koprecipitacijo vodne raztopine železovega (III) klorid heksahidrat in železa (II) sulfat heptahidrat z molskim razmerjem Fe^{3 + +}/ Fe^{2 +} = 2: 1. Ker so hidrodinamična predhodno mešanje in makro mešanje pomembna in prispeva k mešanje ultrazvočni mikro, geometrija reaktor in položaj cevi hranjenja so pomembni dejavniki, ki urejajo rezultat procesa. Pri svojem delu, Banert sod. primerjali različne reaktorje. Izboljšana zasnova reaktorja komore lahko zmanjša potrebno posebno energijo, ki jo je petkrat.

Raztopino železo obori s koncentriranim amonijevim hidroksidom in natrijev hidroksid oz. Da bi se izognili pH gradienta, je obarjanje se črpa v prebitku. Porazdelitev velikosti delcev magnetita je bila izmerjena z uporabo fotonov korelacijske spektroskopije (PCS, Malvern NanoSizer ZS, Malvern Inc.).”

Brez ultrazvoka, so bile proizvedene delce povprečno velikostjo delcev 45 nm same hidrodinamični mešanjem. Ultrasonic mešanje zmanjša dobljene delce, katerih velikost 10nm in manj. Spodnja slika prikazuje porazdelitev velikosti delcev Fe₃O₄ delcev, ki nastanejo v kontinuirani ultrazvočni reakciji obarjanja (Banert et al., 2004).

Naslednji grafični (Banert et al., 2006) Prikazuje velikost delcev v odvisnosti od specifične vnosa energije.

“Diagram lahko razdelimo v tri glavne režime. Pod okoli 1000 kJ / kg_Fe3O4 mešanje nadzoruje hidrodinamični učinek. Velikost delcev znaša približno 40-50 nm. Nad 1000 kJ/kg postane viden učinek ultrazvočnega mešanja. Velikost delcev se zmanjša pod 10 nm. Z nadaljnjim povečanjem specifičnega vnosa moči velikost delcev ostane v enakem vrstnem redu velikosti. Postopek mešanja padavin je dovolj hiter, da omogoča homogeno nukleacijo.”

literatura

Banert, T., Horst, C, Kunz, U., Peuker, U. A. (2004), neprekinjeno padavine v Ultraschalldurchflußreaktor primer železa (II, III) oksid, ICVT, TU-Clausthal, Poster predstavljen na GVC letnem zasedanju leta 2004.

Banert, T., Brenner, G., Peuker, U. A. (2006), Obratovalni parametri neprekinjeno reaktorja padavin sono-kemičnih, Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.-27. Aprila 2006.