Endüstriyel Uygulamalar için Güvenilir Nanopartikül Dağılımı

Yüksek güçlü ultrasonication verimli ve güvenilir parçalanabilir parça parçacık aglomeralar ve hatta birincil parçacıkları parçalamak. Yüksek performanslı dispersiyon performansı nedeniyle, prob tipi ultrasonicators homojen nanopartikül süspansiyonları oluşturmak için tercih edilen yöntem olarak kullanılır.

Ultrasonication ile Güvenilir Nanopartikül Dispersiyon

Birçok endüstri, nanopartikül yüklü süspansiyonların hazırlanmasını gerektirir. Nanopartiküller, parçacık boyutu 100nm'den az olan katı maddelerdir. Dakika parçacık boyutu nedeniyle nanopartikül olağanüstü mukavemet, sertlik, optik özellikler, süneklik, UV direnci, iletkenlik, elektrik ve elektromanyetik (EM) özellikleri, koroziflik önleyici, çizilme direnci ve diğer olağanüstü özellikler gibi benzersiz özellikleri ifade eder.
Yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrason, kesme kuvvetleri, çok yüksek basınç ve sıcaklık farkları ve türbülanslar gibi aşırı koşullarla karakterize edilen yoğun akustik kavitasyon oluşturur. Bu kavitasyonel kuvvetler parçacıklar arası çarpışmalara ve dolayısıyla parçacıkların parçalanmasına neden olan parçacıkları hızlandırır. Sonuç olarak, dar bir parçacık boyutu eğrisi ve düzgün bir dağılıma sahip nanoyapılı malzemeler elde edilir.
Ultrasonik dispersiyon ekipmanları, su ve organik çözücülerde her türlü nanomalzemeyi, düşük ila çok yüksek viskozitelerle tedavi etmek için uygundur.

Karbon Nanotüplerin Ultrasonik Dağılımı

Ultrasonik dağıtıcılar yaygın karbon nanotüpler (CNTs) dağıtmak amacıyla kullanılır. Sonication, tek duvarlı karbon nanotüplerin (SWCNTs) yanı sıra çok duvarlı karbon nanotüpleri (MWCNTs) detangle etmek ve dağıtmak için güvenilir bir yöntemdir. Örneğin, yüksek iletken termoplastik polimer üretmek için, yüksek saflıkta (>% 95) Nanocyl® 3100 (MWCNTs; dış çap 9.5 nm; saflık 95 +%) oda sıcaklığında 30 dakika boyunca Hielscher UP200S ile ultrasonik olarak dağılmıştır. Ultrasonik olarak dağılmış Nanocyl® 3100 MWCNTs epoksi reçinesinde% 1 w / w konsantrasyonda yaklaşık 1.5 × 10-2 S / m üstün iletkenlik gösterdi.

Nikel Nanopartiküllerin Ultrasonik Dağılımı

Nikel nanopartiküller ultrasonik olarak assited hidrazin azaltma sentezi ile başarıyla üretilebilir. Hidrazin azaltma sentezi rotası, tp'nin hidrazin ile nikel klorürün kimyasal olarak azaltılmasıyla küresel şekilli saf metalik nikel nanopartikül hazırlamasını sağlar. Adám araştırma grubu ultrasonication gösterdi – kullanarak Hielscher UP200HT (200W, 26kHz) – ortalama bir birincil kristalit boyutunu (7-8 nm) uygulanan sıcaklıktan bağımsız olarak koruyabilirken, yoğun ve daha kısa sonikasyon sürelerinin kullanılması, ikincil, agrega parçacıklarının solvodynamik çaplarını herhangi bir yüzey aktif madde yokluğunda 710 nm'den 190 nm'ye düşürebilir. Hafif (30 W çıkış gücü) ve sürekli ultrason tedavisi ile hazırlanan nanopartiküller için en yüksek asitlik ve katalitik aktivite ölçüldü. Nanopartiküllerin katalitik davranışı, geleneksel ve ultrasonik şekillerde hazırlanan beş örnek üzerinde bir Suzuki-Miyaura çapraz kavrama reaksiyonunda test edildi. Ultrasonik olarak hazırlanan katalizörler genellikle daha iyi performans gösterdi ve en yüksek katalitik aktivite, düşük güçlü (30 W) sürekli sonikasyon altında hazırlanan nanopartiküller üzerinde ölçüldü.
Ultrason tedavisinin nanopartiküllerin toplama eğilimi üzerinde çok önemli etkileri vardı: yok edilen kavitasyon boşluklarının güçlü kütle transferi ile birleştirme etkisi, güçlü kütle transferi ile tahrip edilen kavitasyon boşluklarının çekici elektrostatik üstesinden gelebilir, parçacıklar arasındaki çekici elektrostatik ve van der Waals kuvvetlerinin üstesinden gelebilir.
(cf. Adám ve ark. 2020)

Wollastonite Nanopartiküllerinin Ultrasonik Sentezi

Wollastonite, Kimyasal formüle sahip bir kalsiyum inosilikat mineralidir CaSiO3 Wollastonite, inşaat endüstrisinde çimento, cam, tuğla ve karo üretimi için bileşen olarak yaygın olarak kullanılır, çeliğin dökümünde akı olarak ve kaplama ve boya üretiminde bir katkı maddesi olarak kullanılır. Örneğin, wollastonite takviye, sertleştirme, düşük yağ emilimi ve diğer iyileştirmeler sağlar. Wollastonite'ın mükemmel takviye özelliklerini elde etmek için nano ölçekli deagglomerasyon ve tekdüze dispersiyon gereklidir.
Dordane ve Doroodmand (2021) çalışmalarında ultrasonik dağılımın wollastonite nanopartiküllerinin boyutunu ve morfolojisini önemli ölçüde etkileyen çok önemli bir faktör olduğunu göstermiştir. Sonication wollastonite nano dispersiyon üzerine katkısını değerlendirmek için, araştırma ekibi wollastonite nanopartikülleri yüksek güçlü ultrasonik uygulama ile ve uygulama olmadan sentezledi. Sonication denemeleri için, araştırmacılar ultrasonik işlemci UP200H (Hielscher Ultrasonik) 45.0 dakika boyunca 24 kHz frekansta. Ultrasonik nano dispersiyon sonuçları aşağıdaki yüksek çözünürlüklü SEM gösterilmiştir. SEM görüntüsü, ultrasonik tedaviden önce wollastonite örneğinin aglomera ve agrega olduğunu açıkça göstermektedir; UP200H ultrasonicator ile sonication sonra wollastonite parçacıklarının ortalama boyutu yaklaşık 10nm olduğunu. Çalışma, ultrasonik dağılımın wollastonite nanopartiküllerini sentezlemek için güvenilir ve verimli bir teknik olduğunu göstermektedir. Ortalama nanopartikül boyutu ultrasonik işleme parametreleri ayarlanarak kontrol edilebilir.
(cf. Dordane ve Doroodmand, 2021)

Wollastonite nanopartiküllerinin SEM görüntüleri (A) önce ve (B) ultrasonication kullanarak Ultrasonik İşlemci UP200H 45.0 dk.
Çalışma ve resim: ©Dordane ve Doroodmand, 2021.

Ultrasonik Nanofiller Dispersiyon

Sonication, polimerler, epoksi reçineleri, sertleştiriciler, termoplastikler vb. Bu nedenle, sonifikasyon R'de yüksek verimli bir dağılım yöntemi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.&D ve endüstriyel üretim.
Zanghellini ve arkadaşları (2021) epoksi reçine nano dolgular için ultrasonik dispersiyon tekniğini araştırdı. Sonication'ın küçük ve yüksek konsantrasyonlarda nano dolguları polimer matrisine dağıtabildiğini gösterebilirdi.
Çeşitli formülasyonları karşılaştıran 0,5 wt oksitlenmiş CNT, tüm sonikated örneklerin en iyi sonuçlarını göstererek, aglomeraların çoğunun boyut dağılımlarını üç rulo değirmen üretimi numuneye benzer bir aralıkta, sertleştiriciye iyi bir bağlama, dağılımın içinde bir perkolasyon ağı oluşumu, çökeltmeye karşı kararlılığa ve dolayısıyla uygun bir uzun vadeli stabiliteye işaret eder. Daha yüksek dolgu miktarları benzer iyi sonuçlar gösterdi, aynı zamanda daha belirgin iç ağların yanı sıra biraz daha büyük aglomeraların oluşumunu da gösterdi. Karbon nanofiberler (CNF) bile sonication ile başarıyla dağıtılabilir. Ek çözücüler olmadan sertleştirici sistemlerindeki nano dolguların doğrudan ABD dağılımı başarıyla elde edildi ve bu nedenle endüstriyel kullanım potansiyeline sahip basit ve düz bir dağılım için uygulanabilir bir yöntem olarak görülebilir. (cf. Zanghellini vd., 2021)

Prob tipi ultrasonication kullanılarak sertleştiricide dağılmış farklı nano dolguların karşılaştırılması): (a) 0.5 wt% karbon nanofiber (CNF); (b) %0,5 CNToxid; (c) %0,5 karbon nanotüp (CNT); (d) %0,5 CNT yarı dağınık.
Çalışma ve resim: ©Zanghellini ve ark., 2021

Nano partiküllerin Ultrasonik Dağılımı – Üstünlük İçin Bilimsel Olarak Kanıtlanmıştır

Araştırmalar, ultrasonik dağılımın sıvılarda yüksek konsantrasyonda bile nanopartikülleri deagglomerate ve dağıtmak için üstün tekniklerden biri olduğunu çok sayıda sofistike çalışmada göstermektedir. Örneğin, Vikash (2020), Hielscher ultrasonik dağıtıcı UP400S kullanarak viskoz sıvılarda yüksek miktarda nano-silikanın dağılımını araştırdı. Çalışmasında, "nanopartiküllerin kararlı ve düzgün dağılımının viskoz sıvılarda yüksek katı yüklemede ultra sonication cihazı kullanılarak elde edilebileceği" sonucuna varıyor. [Vikash, 2020]

Nanopartikül Dispersiyon için Yüksek Performanslı Ultrasonik İşlemciler

Hielscher Ultrasonics laboratuvar ve pilottan tam endüstriyel sistemlere güvenilir yüksek performanslı ultrasonik ekipman için güvenilir tedarikçinizdir. Hielscher Ultrasonik’ aygıtlar gelişmiş donanım, akıllı yazılım ve olağanüstü kullanıcı dostu özelliklere sahiptir – Almanya'da tasarlanmış ve üretilmiştir. Hielscher'ın dispersiyon, deagglomeration, nanopartikül sentezi ve fonksiyonelleştirme için sağlam ultrasonik makineleri tam yük altında 7/24/365 çalıştırılabilir. Prosesinize ve üretim tesisinize bağlı olarak, ultrasonicator'larımız toplu veya sürekli sıralı modda çalıştırılabilir. Sonotrodes (ultrasonik problar), güçlendirici boynuzlar, akış hücreleri ve reaktörler gibi çeşitli aksesuarlar kolayca mevcuttur.
Ultrasonik nano dispersiyon sistemlerimiz için daha fazla teknik bilgi, bilimsel çalışma, protokol ve teklif almak için hemen bize ulaşın! İyi eğitimli, uzun deneyimli personelimiz nano uygulamanızı sizinle konuşmanızdan mutluluk edecektir!

Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir: