Nanodiamantet e shpërndara në suspension ujor me sonication

Dispersionet e nanodiamantit janë efikase dhe prodhohen shpejt duke përdorur dispersues tejzanor. Deagregimi tejzanor dhe shpërndarja e nanodiamanteve mund të kryhet në mënyrë të besueshme në një suspension ujor. Teknika e dispersionit tejzanor përdor kripën për modifikimin e pH dhe në këtë mënyrë është një teknikë e lehtë, e lirë dhe pa ndotës, e cila mund të përdoret lehtësisht në shkallë industriale.

Nanodiamantet mund të jenë efikas dhe të shpërndarë në mënyrë të besueshme duke përdorur ultrasonikë Hielscher.

Si funksionon bluarja dhe shpërndarja tejzanor e nanodiamanteve?

Dispersioni tejzanor përdor vetë nanodiamantet si media bluarëse. Kavitacioni akustik i krijuar nga valët ultratinguj me fuqi të lartë krijon transmetim të lëngjeve me shpejtësi të lartë. Këto rryma të lëngshme përshpejtojnë grimcat (p.sh. diamantet) në llum në mënyrë që grimcat të përplasen deri në 280 km/s dhe të thyhen në grimca të vogla me madhësi nano. Kjo e bën bluarjen dhe shpërndarjen me ultratinguj një teknikë të lehtë, të lirë dhe pa ndotës, e cila zbërthen në mënyrë të besueshme nanodiamantin në grimca me madhësi nano, të qëndrueshme në tretësirën ujore koloidale në një gamë të gjerë pH. Kripa (klorur natriumi) përdoret për të stabilizuar nanodiamantet në një pluhur ujor.

Mullinj tejzanor Nanodiamanti Excels Bead Mills

Ultrasonikët e tipit sonda janë mullinj shumë efikasë dhe janë një teknikë e krijuar bluarjeje për prodhimin në shkallë të gjerë të pezullimeve të nanodiamantit në shkallë industriale. Meqenëse mullinjtë me ultratinguj përdorin nanodiamantet si mjete bluarjeje, ndotja përmes mediave bluarëse, p.sh. nga rruazat e zirkonisë, shmanget plotësisht. Në vend të kësaj, forcat kavitacionale tejzanor i përshpejtojnë grimcat në mënyrë që nanodiamantet të përplasen dhunshëm me njëri-tjetrin dhe të shpërbëhen në nano-madhësi uniforme. Kjo përplasje ndërgrimcash e shkaktuar në mënyrë ultrasonike është një metodë shumë efikase dhe e besueshme për prodhimin e nanodispersioneve të shpërndara në mënyrë uniforme.
Metoda e shpërndarjes dhe deagregimit tejzanor përdor aditivë të tretshëm në ujë, jotoksikë dhe jo kontaminues si klorur natriumi ose saharozë për rregullimin e pH dhe stabilizimin e shpërndarjes tejzanor. Këto struktura kristalore të klorurit të natriumit ose saharozës veprojnë gjithashtu si media bluarëse duke mbështetur kështu procedurën e bluarjes me ultratinguj. Kur të përfundojë procesi i bluarjes, ky aditiv mund të hiqet lehtësisht me një shpëlarje të thjeshtë me ujë, gjë që është një avantazh i jashtëzakonshëm ndaj rruazave qeramike të procesit. Frezimi tradicional i rruazave, si p.sh. atritorët, përdorin media të patretshme bluarëse qeramike (p.sh. topa, rruaza ose perla), mbetjet e gërvishtura të të cilave ndotin dispersionin përfundimtar. Heqja e kontaminimit të shkaktuar nga media bluarëse përfshin një përpunim kompleks të mëpasshëm dhe kërkon kohë, si dhe kushton.

Teknologjia e shpërndarjes tejzanor prodhon në mënyrë efikase suspensione ujore nanodiamante me shpërndarje të ngushtë të madhësisë së grimcave.
(Studim dhe grafik: ©Turcheniuk et al., 2016)

Protokoll shembullor për shpërndarjen tejzanor të nanodiamantit

Deagregimi tejzanor me ndihmën e kripës i nanodiamanteve në ujë:
Një përzierje prej 10 g klorur natriumi dhe 0,250 g pluhur nanodiamanti u blua shkurtimisht me dorë duke përdorur një llaç prej porcelani dhe shtypës dhe u vendos në një shishkë qelqi 20 ml së bashku me 5 ml ujë DI. Mostra e përgatitur u sonikua duke përdorur një ultrasonikator të tipit sondë për 100 minuta me 60% fuqi dalëse dhe 50% cikël funksionimi. Pas sonikimit, kampioni u nda në mënyrë të barabartë midis dy tubave centrifuge plastike Falcon 50 mL dhe u shpërnda në ujë të distiluar deri në 100 mL vëllim total (2 × 50 mL). Çdo mostër u centrifugua më pas duke përdorur një centrifugë Eppendorf 5810-R në 4000 rpm dhe 25°C për 10 minuta, dhe supernatanti i pastër u hodh. Precipitatet e lagështa ND u rishpërndanë më pas në ujë të distiluar (100 mL vëllim total) dhe u centrifuguan për herë të dytë në 12000 rpm dhe 25 °C për 1 orë. Edhe një herë supernatanti i pastër u hodh dhe precipitatet e lagësht të nanodiamantit u rishpërndanë, këtë herë në 5 mL ujë të distiluar për karakterizim. Një analizë standarde AgNO3 tregoi mungesë të plotë të Cl⁻ në nanodiamantet e zbërthyera me ultratinguj me ndihmën e kripës, të larë me ujë të distiluar dy herë siç përshkruhet më sipër. Pas avullimit të ujit nga mostrat, u vu re formimi i "patate të skuqura" të ngurta të nanodiamantit të zi me një rendiment prej ~ 200 mg ose 80% të masës fillestare të nanodiamantit. (shih foton më poshtë)
(krh. Turcheniuk et al., 2016)

Mostra e tharë nga nanodiamantet e shpërndara me ultratinguj.
(Studim dhe grafik: ©Turcheniuk et al., 2016)

Ultrasonikë me Performancë të Lartë për Dispersione Nanodiamanti

Hielscher Ultrasonics projekton, prodhon dhe shpërndan pajisje bluarjeje dhe shpërndarjeje tejzanor me performancë të lartë për aplikime të rënda, të tilla si prodhimi i lëngjeve të nanodiamantit, mjeteve lustruese dhe nanokompoziteve. Ultrasonikët Hielscher përdoren në mbarë botën për shpërndarjen e nano-materialeve në suspensione ujore koloidale, polimere, rrëshira, veshje dhe materiale të tjera me performancë të lartë.
Dispersuesit tejzanor Hielscher janë të besueshëm dhe efikas në përpunimin e viskoziteteve të ulëta në të larta. Në varësi të materialeve hyrëse dhe madhësisë përfundimtare të grimcave të synuara, intensiteti tejzanor mund të rregullohet saktësisht për rezultate optimale të procesit.
Për të përpunuar pastat viskoze, nano-materiale dhe përqendrime të larta të ngurta, shpërndarësi tejzanor duhet të jetë i aftë të prodhojë amplituda të larta vazhdimisht. Hielscher Ultrasonikë’ Përpunuesit industrialë tejzanor mund të japin amplituda shumë të larta në funksionim të vazhdueshëm nën ngarkesë të plotë. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohet lehtësisht në funksionimin 24/7. Opsioni për të përdorur një shpërndarës tejzanor në amplituda të larta dhe për të rregulluar me saktësi amplituda është i nevojshëm për të përshtatur kushtet e procesit tejzanor për formulimin optimal të nano-llumrave shumë të mbushura, përzierjeve të polimereve të nano-përforcuar dhe nanokompoziteve.
Përveç amplitudës tejzanor, presioni është një tjetër parametër shumë i rëndësishëm i procesit. Nën presione të ngritura, intensiteti i kavitacionit tejzanor dhe forcat e tij prerëse janë intensifikuar. Reaktorët tejzanor të Hielscher mund të jenë nën presion duke marrë kështu rezultate të intensifikuara të sonication.
Monitorimi i procesit dhe regjistrimi i të dhënave janë të rëndësishme për standardizimin e vazhdueshëm të procesit dhe cilësinë e produktit. Sensorët e presionit dhe të temperaturës të kyçur lidhen me gjeneratorin tejzanor për monitorimin dhe kontrollin e procesit të shpërndarjes tejzanor. Të gjithë parametrat e rëndësishëm të përpunimit si energjia tejzanor (neto + total), temperatura, presioni dhe koha protokollohen automatikisht dhe ruhen në një kartë SD të integruar. Duke hyrë në të dhënat e procesit të regjistruara automatikisht, mund të rishikoni ekzekutimet e mëparshme të tingullit dhe të vlerësoni rezultatet e procesit.
Një tjetër veçori miqësore për përdoruesit është telekomanda e shfletuesit të sistemeve tona dixhitale ultrasonike. Nëpërmjet kontrollit të largët të shfletuesit ju mund të filloni, ndaloni, rregulloni dhe monitoroni procesorin tuaj tejzanor nga distanca nga kudo.
Na kontaktoni tani për të mësuar më shumë rreth homogjenizuesve tanë ultrasonikë me performancë të lartë për bluarje dhe nano-dispersione!
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë: