Teknologjia e ultrazërit Hielscher

Procesi tejzanor i reshjeve

Grimcat, p.sh. nanopartikalet mund të krijohen nga poshtë lart në lëngje me anë të reshjeve. Në këtë rast, një përzierje supersaturated fillon të formojë grimca të ngurta nga materiali shumë i koncentruar që do të rritet dhe në fund të precipitojë. Për të kontrolluar madhësinë dhe morfologjinë e grimcave / kristalit, kontrolli mbi faktorët ndikues të reshjeve është thelbësor.

sfond

Brenda viteve të fundit, nanopartikalet kanë fituar rëndësi në shumë fusha, të tilla si veshje, polimere, bojëra, farmaceutikë ose elektronikë. Një faktor i rëndësishëm që ndikon në përdorimin e nanomaterialeve është kostoja e nanomaterialeve. Prandaj, nevojiten kosto-efektive mënyra për prodhimin e nanomaterialeve në sasi të madhe. Ndërsa proceset, si emulsification dhe përpunimi i shkrirjes janë proceset nga lart-poshtë, reshjet janë një proces nga poshtë lart për sintezën e grimcave të madhësisë nano nga lëngjet. Reshjet përfshijnë:

  • Përzierja e të paktën dy lëngjeve
  • Supersaturation
  • nucleation
  • Rritja e grimcave
  • grumbullim
    (Në mënyrë tipike shmanget nga përqendrimi i ulët i ngurtë ose nga agjentët stabilizues)

përzierje

Përzierja është një hap thelbësor në reshjet, si për shumicën e proceseve të reshjeve, shpejtësia e reagimit kimik është shumë e lartë. Zakonisht, reaktorët e tankeve të shkyçur (grumbull ose të vazhdueshëm), miksera statike ose rotor-stator janë duke u përdorur për reaksionet e reshjeve. Shpërndarja inhomogjene e fuqisë përzierëse dhe energjisë brenda volumit të procesit kufizon cilësinë e nanopartikulave të sintetizuara. Ky disavantazh rritet kur vëllimi i reaktorit rritet. Teknologjia e përparuar e përzierjes dhe kontrolli i mirë mbi parametrat ndikues rezultojnë në grimca më të vogla dhe homogjenitet më të mirë të grimcave.

Aplikimi i avionëve të goditjes, mikserë mikrokanalësh ose përdorimi i një reaktori Taylor-Couette përmirësojnë intensitetin dhe homogjenitetin e përzierjes. Kjo çon në kohë më të shkurtra të përzierjes. Megjithatë, këto metoda janë të kufizuara, potencialin për t'u shkallëzuar.

Ultrasonication është një teknologji e avancuar për përzierje që siguron më shumë qarje dhe nxitje të energjisë pa kufizime shkallë-up. Ai gjithashtu lejon të kontrollojë në mënyrë të pavarur parametrat qeverisës, të tilla si futja e energjisë, dizajni i reaktorit, koha e qëndrimit, grimcat ose koncentrimi i reagentëve. Cavitation tejzanor nxit mikro përzierjen intensive dhe shpërndan fuqinë e lartë në nivel lokal.

Magnetit Nanoparticle Reshje

reaktor Optimizuar sono-kimike (Banert et al., 2006)Aplikimi i ultrasonication në reshje është demonstruar në ICVT (TU Clausthal) nga Banert et al. (2006) për nanopartikalet magnetit. Banert përdori një reaktor kimik të optimizuar (foto e drejtë, ushqim 1: zgjidhje hekuri, ushqim 2: agjenti i reshjeve, Kliko për pamje më të madhe!) për të prodhuar nanopartikalet e magnetiteve “nga bashkë-reshjet e një solucioni ujor të hekurit (III) heksahidrat klorid dhe hekur (II) sulfat heptahidrat me një raport molar të Fe3+/ Fe2+ = 2: 1. Si miksimi hidrodinamik i para-përzierjes dhe makro-makinerisë janë të rëndësishme dhe kontribuojnë në miksimin tejzanor, gjeometria e reaktorit dhe pozicioni i tubave të ushqimit janë faktorë të rëndësishëm që drejtojnë rezultatin e procesit. Në punën e tyre, Banert et al. krahasuar dizajne të ndryshme reaktori. Një dizajn i përmirësuar i dhomës së reaktorit mund të zvogëlojë energjinë specifike të kërkuar nga faktori prej pesë.

Zgjidhja e hekurit është precipituar me hidroksid të koncentruar të amonit dhe hidroksid natriumi respektivisht. Për të shmangur çdo gradient të pH, precienti duhet të derdhet në tepërt. Shpërndarja e madhësisë së grimcave të magnetit është matur duke përdorur spektroskopinë e korrelacionit të foton (PCS, Malvern NanoSizer ZS, Malvern Inc.).”

Pa ultrasonication, grimcat e një madhësi të grimcave mesatare prej 45nm janë prodhuar vetëm nga përzierja hidrodinamike. Përzierja tejzanor zvogëlon madhësinë e grimcave që rezulton në 10nm dhe më pak. Grafiku më poshtë tregon shpërndarjen e madhësisë së grimcave të Fe3O4 grimcat e krijuara në një reaksion të vazhdueshëm të reshjeve ultrasonike (Banert et al., 2004).

Grafiku tjetër (Banert et al., 2006) tregon madhësinë e grimcave si një funksion i inputit të energjisë specifike.

“Diagrami mund të ndahet në tri regjime kryesore. Më poshtë rreth 1000 kJ / kgFe3O4 përzierja është e kontrolluar nga efekti hidrodinamik. Madhësia e grimcave arrin në rreth 40-50 nm. Mbi 1000 kJ / kg bëhet e dukshme efekti i përzierjes ultrasonike. Madhësia e grimcave zvogëlohet nën 10 nm. Me rritjen e mëtejshme të inputit të fuqisë specifike, madhësia e grimcave mbetet në të njëjtin rend të madhësisë. Përzierja është mjaft e shpejtë për të lejuar nukleacion homogjen.”

Kërkoni më shumë informacion!

Ju lutemi përdorni formularin e mëposhtëm, nëse dëshironi të kërkoni informacione shtesë rreth homogjenizimit tejzanor. Ne do të jemi të lumtur t'ju ofrojmë një sistem tejzanor që plotëson kërkesat tuaja.









Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.


letërsi

Banert, T., Horst, C., Kunz, U., Peuker, UA (2004), Kontinuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen- (II, III) Oksid, ICVT, TU-Clausthal, Poster paraqitur në Takimin Vjetor GVC 2004.

Banert, T., Brenner, G., Peuker, UA (2006), Parametrat e operimit të një reaktori të vazhdueshëm të reshjeve kimike, Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.-27. Prill 2006.