Hielscher Ultrasonics
Будемо раді обговорити Ваш процес.
Зателефонуйте нам: +49 3328 437-420
Напишіть нам: info@hielscher.com

Рівномірно дисперсні ВНТ методом ультразвуку

Щоб використовувати виняткові функціональні можливості вуглецевих нанотрубок (ВНТ), вони повинні бути однорідно дисперговані.
Ультразвукові диспергатори є найбільш поширеним інструментом для розподілу ВНТ на водні суспензії та суспензії на основі розчинників.
Технологія ультразвукового диспергування створює досить високу енергію зсуву, щоб досягти повного розділення ВНТ без їх пошкодження.

Ультразвукове диспергування вуглецевих нанотрубок

Потужне ультразвукове дослідження з ультразвуковим апаратом зондового типу. (Натисніть для збільшення!)Вуглецеві нанотрубки (ВНТ) мають дуже високе співвідношення сторін і демонструють низьку щільність, а також величезну площу поверхні (кілька сотень м2/г), що надає їм унікальні властивості, такі як дуже висока міцність на розрив, жорсткість і в'язкість, а також дуже висока електро- та теплопровідність. Завдяки силам Ван-дер-Ваальса, які притягують один до одного одиночні вуглецеві нанотрубки (ВНТ), ВНТ зазвичай розташовуються в пучках або мотках. Ці міжмолекулярні сили тяжіння засновані на явищі накопичення π зв'язків між сусідніми нанотрубками, відомому як π-стекування. Щоб отримати повну користь від вуглецевих нанотрубок, ці агломериати повинні бути розплутані, а ВНТ повинні бути рівномірно розподілені в однорідній дисперсії. Інтенсивний ультразвук створює акустичну кавітацію в рідинах. Створюване таким чином місцеве зсувне напруження розриває агрегати ВНТ і рівномірно розсіює їх в однорідній суспензії. Технологія ультразвукового диспергування створює досить високу енергію зсуву, щоб досягти повного розділення ВНТ без їх пошкодження. Навіть для чутливих КСВНТ успішно застосовується ультразвукове дослідження, що дозволяє розплутати їх окремо. Ультразвук просто забезпечує достатній рівень напруги для розділення агрегатів SWNT, не викликаючи значного руйнування окремих нанотрубок (Huang, Terentjev 2012).

Переваги ультразвукової дисперсії ВНТ

  • Однодисперсні ВНТ
  • Однорідний розподіл
  • Висока ефективність диспергування
  • Високі навантаження на ВНТ
  • Відсутність деградації ВНТ
  • Швидка обробка
  • Точне управління процесом
Ультразвуково синтезовані нанорідини є ефективними охолоджуючими рідинами та рідинами для теплообмінника. Термопровідні наноматеріали значно збільшують теплопередачу і здатність до розсіювання тепла. Звуковий звук добре зарекомендував себе в синтезі та функціоналізації термопровідних наночастинок, а також у виробництві стабільних високопродуктивних нанорідин для систем охолодження.

Ультразвукове диспергування вуглецевих нанотрубок (ВНТ) у поліетиленгліколі (ПЕГ)

Мініатюра відео

UIP2000hdT - ультразвуковий апарат потужністю 2 кВт для дисперсій вуглецевих нанотрубок.

UIP2000HDT – Потужний ультразвуковий пристрій потужністю 2 кВт для дисперсії ВНТ

Інформаційний запит




Зверніть увагу на наш Політика конфіденційності.




Високопродуктивні ультразвукові системи для диспергування ВНТ

Компанія Hielscher Ultrasonics поставляє потужне і надійне ультразвукове обладнання для ефективного розсіювання ВНТ. Чи потрібно готувати невеликі зразки ВНТ для аналізу і Р&D or you have to manufacture large industrial lots of bulk dispersions, Hielscher’s product range offers the ideal ultrasonic system for your requirements. From Ультразвукові апарати 50 Вт для лабораторії до Промислові ультразвукові установки потужністю 16 кВт для комерційного виробництва Hielscher Ultrasonics допоможе вам.
To produce high-quality carbon nanotube dispersions, the process parameters must be well controlled. Amplitude, temperature, pressure and retention time are the most critical parameters for a even CNT distribution. Hielscher’s ultrasonicators not only allow for the precise control of each parameter, all process parameters are automatically recorded on the integrated SD card of Hielscher’s digital ultrasonic systems. The protocol of each sonication process helps to ensure reproducible results and consistent quality. Via remote browser control the user can operate and monitor the ultrasonic device without being on the location of the ultrasonic system.
Оскільки одностінні вуглецеві нанотрубки (SWNTs) і багатостінні вуглецеві нанотрубки (MWNTs), а також обране водне середовище або середовище з розчинником вимагають певної інтенсивності обробки, амплітуда ультразвуку є ключовим фактором, коли мова йде про кінцевий продукт. Ультразвук Hielscher’ industrial ultrasonic processors can deliver very high as well as very mild amplitudes. Establish the ideal amplitude for your process requirements. Even amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
Our customers are satisfied by the outstanding robustness and reliability of Hielscher Ultrasonic’s systems. The installation in fields of heavy-duty applications, demanding environments and 24/7 operation ensure efficient and economical processing. Ultrasonic process intensification reduces processing time and achieves better results, i.e. higher quality, higher yields, innovative products.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:

Об'єм партії Витрата Рекомендовані пристрої
0від .5 до 1.5 мл Н.А. VialTweeter
Від 1 до 500 мл Від 10 до 200 мл/хв UP100H
Від 10 до 2000 мл Від 20 до 400 мл/хв UP200Ht, UP400St
0від 1 до 20 л 0від .2 до 4 л/хв UIP2000HDT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л/хв UIP4000HDT
Н.А. Від 10 до 100 л/хв UIP16000
Н.А. Більше кластер UIP16000

Зв'яжіться з нами!? Запитайте нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, скористайтеся формою нижче, якщо ви бажаєте отримати додаткову інформацію про ультразвукову гомогенізацію. Ми будемо раді запропонувати Вам ультразвукову систему, що відповідає Вашим вимогам.









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.




Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові апарати для сонохімічних застосувань.

Високопотужні ультразвукові процесори від лабораторних до пілотних і промислових масштабів.

Ультразвукова дисперсія вуглецевих нанотрубок: ультразвуковий апарат Hielscher UP400S (400W) швидко та ефективно диспергує та розплутує ВНТ в окремі нанотрубки.

Диспергування вуглецевих нанотрубок у воді за допомогою UP400S

Мініатюра відео



Література? Список літератури

Факти, які варто знати

Що таке вуглецеві нанотрубки

Вуглецеві нанотрубки (ВНТ) є частиною особливого класу одновимірних вуглецевих матеріалів, що демонструють виняткові механічні, електричні, теплові та оптичні властивості. Вони є основним компонентом, який використовується при розробці та виробництві передових наноматеріалів, таких як нанокомпозити, армовані полімери тощо, і тому використовуються в найсучасніших технологіях. ВНТ демонструють дуже високу міцність на розрив, чудові властивості термопередачі, низькі заборонені зони та оптимальну хімічну та фізичну стабільність, що робить нанотрубки перспективною добавкою для різноманітних матеріалів.
Залежно від структури ВНТ розрізняють на одностінні вуглецеві нанотрубки (SWNTs), вуглецеві нанотрубки з подвійними стінками (DWCNTs) та багатостінні вуглецеві нанотрубки (MWNTs).
SWNT – це порожнисті довгі циліндричні трубки, виготовлені з вуглецевої стінки товщиною в один атом. Атомарний лист вуглецю розташований у стільниковій решітці. Часто їх концептуально порівнюють з рулонними листами одношарового графіту або графену.
DWCNT складаються з двох одностінних нанотрубок, одна з яких вкладена в іншу.
MWNT – це форма ВНТ, де кілька одностінних вуглецевих нанотрубок вкладені одна в одну. Оскільки їх діаметр коливається від 3 до 30 нм і оскільки вони можуть виростати на кілька см в довжину, їх співвідношення сторін може варіюватися від 10 до 10 мільйонів. У порівнянні з вуглецевими нановолокнами, MWNT мають іншу структуру стінок, менший зовнішній діаметр і порожнисту внутрішню частину. Широко використовуваними промислово доступними типами MWNT є, наприклад, Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 і FutureCarbon CNT-MW.
Синтез ВНТ: ВНТ можуть бути виготовлені методом синтезу на основі плазми або методом випаровування дугового розряду, методом лазерної абляції, процесом термічного синтезу, хімічним осадженням парів (CVD) або хімічним осадженням з паровим зміцненням плазми.
Функціоналізація ВНТ: Щоб покращити характеристики вуглецевих нанотрубок і тим самим зробити їх більш придатними для конкретного застосування, ВНТ часто функціоналізують, наприклад, шляхом додавання карбонових кислот (-COOH) або гідроксильних (-OH) груп.

Диспергуючі присадки для ВНТ

Деякі розчинники, такі як суперкислоти, іонні рідини та N-циклогексил-2-піроліднон, здатні отримувати дисперсії ВНТ відносно високої концентрації, тоді як найпоширеніші розчинники для нанотрубок, такі як N-метил-2-піролідон (NMP), диметилформамід (DMF) та 1,2-дихролобензол, можуть диспергувати нанотрубки лише при дуже низьких концентраціях (наприклад, зазвичай <0.02 мас.% одностінних ВНТ). Найбільш поширеними дисперсійними агентами є полівінілпіролідон (PVP), додецилбензолсульфонат натрію (SDBS), тритон 100 або додецилсульфонат натрію (SDS).
Крезоли – це група промислових хімікатів, які можуть обробляти ВНТ у концентраціях до десятків вагових відсотків, що призводить до безперервного переходу від розбавлених дисперсій, густих паст і вільно стоячих гелів до безпрецедентного стану, схожого на тісто, зі збільшенням навантаження на ВНТ. Ці стани демонструють полімероподібні реологічні та в'язкопружні властивості, які недосяжні з іншими поширеними розчинниками, що свідчить про те, що нанотрубки дійсно дезагреговані та тонко дисперговані в крезолах. Крезоли можна видаляти після обробки шляхом нагрівання або промивання, не змінюючи поверхню ВНТ. [Chiou et al. 2018]

Застосування дисперсій ВНТ

Щоб використовувати переваги ВНТ, вони повинні бути дисперговані в рідині, такій як полімери, Рівномірно дисперсні ВНТ використовуються для виробництва струмопровідних пластмас, рідкокристалічних дисплеїв, органічних світлодіодів, сенсорних екранів, гнучких дисплеїв, сонячних елементів, провідних чорнил, статичних контрольних матеріалів, включаючи плівки, піни, волокна та тканини, полімерні покриття та клеї, високоефективні полімерні композити з винятковою механічною міцністю та в'язкістю, полімерні/ВНТ композитні волокна, а також легкі та антистатичні матеріали.

Які існують форми вуглецю?
Вуглець існує в декількох алотропах, серед яких:

  • Кристалічні форми: алмаз, графіт, графен, вуглецеві нанотрубки (ВНТ), фулерени (наприклад, С60).
  • Аморфні форми: деревне вугілля, сажа, сажа, склоподібний вуглець, алмазоподібний вуглець (DLC), одношаровий аморфний вуглець (МАК).
  • Гібридні наноструктури: наноалмази, вуглецева цибуля, вуглецеві аерогелі та композити, такі як гібриди нановуглець-метал.

Кожна форма демонструє відмінні фізико-хімічні властивості, що мають відношення до застосувань у матеріалознавстві, електроніці та зберіганні енергії.

Будемо раді обговорити Ваш процес.

Let's get in contact.