Hielscher ultratovush texnologiyasi

Chap-Gel jarayonlarni bo'yicha Sonochemical ta'siri

kirish

Ultrafine nano-o'lchamli zarralar va sharsimon, pokiza, zarralar, yupqa kino qoplamalar, tolalar, g'ovak va zich materiallar, shuningdek juda g'ovakli aerojeller va xerogels baland ishlash materiallar ishlab chiqish va ishlab chiqarish bo'yicha yuqori salohiyatli hissa moddalar bor. masalan, shu jumladan, ilg'or materiallar, kulolchilik, yuqori g'ovakli, yupqa aerojeller va organik-noorganik duragaylar sol-gel usuli orqali suyuqlik bilan kolloid suspenziya yoki polimer sintez mumkin. hosil Chap zarralar nanometr hajmi oralig'ida, chunki materiallar, noyob xususiyatlarini ko'rsatadi. Shunday qilib, Chap-gel jarayoni nanochemistry bir qismidir.
Quyida, Ultrasonik quvvat sol-gel yo'nalishlar orqali nano-o'lchamli materiallar sintezi ko'rib chiqiladi.

Chap-Gel jarayoni

Chap-gel va tegishli ishlash qo'yidagi o'z ichiga oladi:

  1. (Filmlar holda) bir qolipga yoki substrat ustida chap jelleşmeye yoki Ezilgan kukun bir ikkinchi chap qilish va uning muzlash, yoki non-gel yo'nalishlar bilan vujudga kukuni shakllantirish, chap qilish yoki kukuni çökertilmesiyle;
  2. Quritish;
  3. yonilg'i va sinterleme. [1994 Rabinovich]
Chap-gel jarayonlar metall oksidi yoki gibrid polimerlar gel chiqarish uchun ho'l-kimyoviy trassalari

1-jadval: Chap-Gel sintezi qadamlar va quyi jarayonlar

Power ultratovush sonochemical reaktsiyalar (Kattalashtirish uchun bosing!) Targ'ib

Ultrasonik shisha reaktor Sonokimyo

Ma'lumot so'rovini




Bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


Chap-gel jarayonlar metall oksidi yoki gibrid polimerlar integratsiyalashgan tarmog'ini (deb atalmish gel) chiqarish uchun sintezi nam-kimyoviy texnikasi bo'ladi. prekursorlarni kabi metall xlorid va bunday metall alkoksitleri kabi organik metall aralashmalar kabi, tez-tez noorganik metall tuzlari ishlatiladi. Chap – prekursorlarni bir suspenziya iborat – Agar suyuqlik va qattiq faza ham iborat gel-kabi ikki fazali tizimi, aylanadi. a sol-gel jarayonida sodir kimyoviy reaktsiyalar gidroliz, poli-kondensatsiya va muzlatish bo'ladi.
gidroliz va poli-kondensatsiyalanadi davomida bir erituvchi to'zg'ib nanoparçacıklarda iborat bir kolloid (Chap), hosil bo'ladi. mavjud Chap bosqich gel aylanadi.
Olingan gel-bosqich hajmi va shakllantirish uzluksiz zanjir kabi polimerlar uchun diskret kolloid zarrachalar katta farq qilishi mumkin zarralar hosil bo'ladi. shakli va hajmi kimyoviy sharoitlariga bog'liq. SiO kuzatuvlarni boshlab2 alcogels odatda tuzilishi mumkin, deb yana ixcham va yuqori darajada tarvaqaylab bor, monomer-klaster birlashuvchi bilan hosil bo'lgan bir diskret turlari bir baza-katalizli Chap natijalar. Ular sedimentasyon va tortishish kuchlari ta'sir etiladi.
Kislota-katalizli SOLS material bo'ylab ancha kiyimini paydo juda nozik mikro ko'rsatgan yuqori chalkash polimer zanjirlar va juda kichik gözenek keladi. past zichlikdagi polimerlar yanada ochiq uzluksiz tarmoq yaratish 2 va 3 o'lchovda yuqori ishlashi shisha va shisha / sopol komponentlarini shakllantirishda jismoniy xususiyatlari nisbatan bir necha imkoniyatga namoyish. [Shaqqa va boshq. 1982]
Spin-qoplamasi yoki keyingi ishlov berish qadamlar, u yupqa filmlar bilan yoki bir qolipga chap to'qimalarining palto substratlar mumkin bo'ladi DIP-qoplama, bir deb atalmish ho'l jeli shakllantirish. qo'shimcha quritish va isitish so'ng, bir qalin moddiy olinadi.
quyi jarayonini yanada bosqichlarida, olingan gel yanada ishlanishi mumkin. yog'ingarchilik, buzadigan amallar piroliz, yoki emulsiya texnika, ultra yupqa va yagona tolqoni orqali tashkil etilishi mumkin. Yoki baland g'ovaklikka va juda past zichligi bilan ifodalanadi deb atalmish aerojeller, ho'l gel suyuq faza qazib tomonidan yaratilgan bo'lishi mumkin. Shuning uchun, odatda, süperkritik sharoitlari talab qilinadi.
Ultrasonication nano-ashyo Chap-gel sintezini yaxshilash uchun tasdiqlangan tekniktir. (Kattalashtirish uchun bosing!)

2-jadval:. Mezopor TiO2 [Yu boshq, Chem Ultrasonik Chap-gel sintezi. Commun. 2003, 2078]

Oliy Power ultratovush

Yuqori kuch, past chastotali ultratovush kimyoviy jarayonlar uchun yuqori salohiyatga taklif etadi. kuchli ultratovush to'lqinlar bir suyuq o'rta kiritilgan bo'lsa, chastotasiga qarab stavkalari sodir bo'lgan yuqori bosimli va past bosimli sikllar. past chastota davrlarini o'rta suyultirish degani ekan yuqori bosimli ko'chadan, siqish, degani. past bosimli (suyultirish) tsikl davomida, yuqori elektr ultratovush suyuqlik kichik vakuum pufaklar yaratadi. Bu vakuum pufakchalari bir necha aylanishi davomida o'sadi.
Shunga muvofiq ultratovush intensivligi uchun, suyuq siqadi va turli darajada cho'ziladi. Bu degani Kavitasyonun pufakchalari ikki yo'l bilan muomala mumkin. ~ 1-3Wcm kam ultratovush yoğunluklarda-2Kavitasyon pufakchalari ko'p akustik ko'chadan uchun, ba'zi muvozanat hajmi haqida tebranadi. Bu hodisa barqaror Kavitasyonu deyiladi. ≤10Wcm (yuqori ultratovush şiddetlerinin da-2) Cavitational pufakchalari ko'pik ko'proq energiya shimib mumkin emas siqilish bir nuqtada kamida ikki marta o'z dastlabki hajmi va qulashi bir radiusi bir necha akustik tsikllari shakllanadi. Bu o'tkinchi yoki inert Kavitasyonu deyiladi. balonu sudyaning jiddiy davomida mahalliy deb atalmish issiq dog'lar paydo bo'lishi, ekstremal sharoitlar namoyish qaysi: sudyaning jiddiy, mahalliy juda yuqori haroratlarda (. taxminan 5,000K) va bosim davomida (. taxminan 2,000atm) yetdi etiladi. Kavitasyonun Qabariq sudyaning jiddiy, shuningdek juda yuqori kesish kuchlarini harakat qadar 280m / s tezlikni suyuqlik jetler, olib keladi. [Suslick 1998 / Santos va boshq. 2009]

Sono-ormosil

Sonikasyon polimerlar sintezi uchun samarali vosita hisoblanadi. ultratovush tarqatish va deagglomeration davomida cho'zib va ​​nodavlat tasodifiy jarayonida molekulyar zanjirlarni sindirib caviational kesish kuchlari, molekulyar og'irligi va poli-dağılımının pasaytirish sabab. Bundan tashqari, ko'p fazali tizimlar juda samarali bo'ladi tarqatilgan va emulsilanadiBas, bu juda yaxshi Aralashmalarning, taqdim etiladi. Bu ultratovush an'anaviy aralashtirib ustidan polimerizasyonunun tezligini oshiradi va pastki polydispersities bilan yuqori molekulyar og'irliklariga natijalari, degan ma'noni anglatadi.
sila Chap-gel jarayonida gel olingan söz qo'shilsa Ormosils (organik tahrirlangan silikat) olingan. mahsulot yaxshilandi mexanik xususiyatlari bilan bir molekulyar ko'lamli murakkab hisoblanadi. Sono-Ormosils klassik aerozollar, shuningdek, ishlab, bir issiqlik barqarorlikni nisbatan yuqoriroq zichlikda bilan ifodalanadi. Tushuntirish shuning polimerizatsiya oshdi darajasi bo'lishi mumkin. [Roza-Fox va boshq. 2002]

Kuchli ultratovush kuchlari qazib olish bo'yicha taniqli va ishonchli texnikasi bo'lgan (Kattalashtirish uchun bosing!)

ultratovush Kavitasyonun suyuqlik bilan

Mezopor jalb2 Ultrasonic Chap-Gel sintez orqali

Mezopor jalb2 widley elektronika, sensor texnologiyasi va atrof-muhitni yaxshilash fotokatalizörünün shuningdek sifatida ishlatiladi. optimallashtirilgan materiallari xususiyatlari, bu Tio ishlab chiqarish mo'ljallangan2 yuqori kristallik va katta sirt maydoni. ultratovush yordam Chap-gel yo'l foyda bor deb Tio ning ichki va tashqi xususiyatlari2Bunday zarracha hajmi, sirt maydoni, gözenek jildli, gözenek-diametri, kristallik shuningdek anataslarda, rutil va brookite bosqich nisbati sifatida parametrlarini nazorat qilish orqali ham ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Milani boshq. (2011) Tio sintezini namoyish etdi2 Anataz nanoparticles. Shuning uchun, Chap-gel jarayoni TiCl o'tdi4 alomat va ikki yo'llari, va ultrasonikleştirme holda, nisbatan qilingan. natijalar ultratovush nurlanish sol-gel usuli bilan amalga hal barcha komponentlari bo'yicha bir xildagi ta'sir bor va eritmada katta nanometric Kollid bo'sh yo'nalishlarga og'izni sabab ekanligini ko'rsatadi. Shunday qilib, kichik nanoparticles yaratilgan. mahalliy uchraydigan yuqori bosim va harorat uzoq polimer zanjirlar, shuningdek katta kolloid ommaviy tashkil topgan qaysi tomonidan kichik zarralar, majburiy zaif ishoratlar bondings sindirish. Har ikki Tio solishtirish2 namunalari, huzurida va ultratovush nurlanish bo'lmasa, quyida SEM rasmlari (Pic. 2 qarang) ko'rsatilgan.

Ultratovush Chap-gel sintez paytida gelatinization jarayonini yordam beradi. (Kattalashtirish uchun bosing!)

Pic. 2: 24 of 1h va gelatinization marta 400 degC da calcinated TiO2 pwder SEM tasvirlar,: (a) huzurida va (b) ultratovush yo'qligida. [Milani boshq. 2011]

Bundan tashqari, kimyoviy reaktsiyalar, masalan, o'z ichiga sonochemical ta'siri, foyda mumkin kimyoviy bog'lanishlari, kimyoviy reaktiflik yoki molekulyar degradatsiyasi sezilarli kengaytirish sinish.

Sono-Jeller

yilda sono-katalitik yordam Chap-gel reaktsiyalar, ultratovush prekursorlar uchun qo'llaniladi. yangi xususiyatlari bilan natijasida materiallari sonogels sifatida ma'lum. Tufayli ultratovush bilan birga qo'shimcha erituvchi yo'qligi KavitasyonunChap-gel reaktsiyalar uchun noyob atrof-muhit natijasida jellerinde alohida xususiyatlari shakllantirish uchun imkon beradi, bu yaratilgan: yuqori zichligi, nozik naqsh, bir hil tuzilishi va hokazo Ushbu xususiyatlar keyingi qayta ishlash va yakuniy moddiy tuzilishi haqida sonogels evolutsiyasini aniqlash . [Blanko va boshq. 1999]
Suslick va narxi (1999) ko'rsatish deb Si ultratovush nurlanish (OC2H5)4 kislota katalizator bilan suvda bir söz "sonogel" ishlab chiqaradi. OK (Si dan söz jeli an'anaviy tayyorlashda2H5)4O'rganish, tez-tez birgalikda hal qiluvchi, ishlatiladigan tufayli Si bo'lmagan ravshanligi uchun (qasos2H5)4 suvda. Bunday hal qiluvchi foydalanish, ular quritish qadam davomida çatlaklara olib kelishi mumkin, deb tez-tez muammoli bo'ladi. Ultrasonication o'rganish kabi uchuvchan hamraisi, hal qiluvchi oldini olish mumkin, shunday qilib, bir juda samarali aralashtirish beradi. Bu shartli ishlab chiqarilgan aerozollar nisbatan yuqoriroq zichlikda bilan ifodalanadi, bir söz sono-gel olib keladi. [Suslick boshq. 1999, 319f.]
An'anaviy aerojeller katta bo'sh gözenek bilan past zichlikdagi matritsasi iborat. sonogels, aksincha, nozik g'ovaklikka ega va gözenekleri juda shar shaklidagi, bir tekis yuzasi bilan. yuqori burchagi viloyatida 4 dan katta bag'irlari gözenek-matrix chegaralari [Roza-Fox boshq haqida muhim elektron zichlik o'zgarishlar oshkor. 1990].
kukun namunalarini yuzasining tasvirlar yordamida ultratovush to'lqinlar zarralar o'rtacha hajmi katta bir hil olib va ​​kichik zarralar natijasida aniq ekanligini ko'rsatadi. Tufayli sonikasyon uchun, o'rtacha zarracha hajmi taxminan kamayadi. 3 nm. [Milani boshq. 2011]
ultratovush ijobiy ta'siri turli tadqiqot faoliyatlari tomonidan tasdiqlangan. Masalan, Neppolian va boshq. ularning ishida Mezopor nano-hajmi TiO2 zarralar fotokatalitik xususiyatlari o'zgartirish va takomillashtirish ahamiyati va ultrasonikleştirme afzalliklari. [Neppolian boshq. 2008]

ultratovush Chap-gel reaktsiya orqali Nanocoating

Nanocoating nanoSIM ko'lamli qatlami yoki nano-o'lchamli shaxs qamrovli materiallarni qamrab anglatadi. Shu tariqa kapsulali yoki asosiy-qobiq tuzilmalari olingan. Bunday nano kompozit tufayli birlashgan o'ziga xos xususiyatlari va / yoki komponentlarini qurish ta'siri jismoniy va kimyoviy yuqori ishlashi xususiyatlarini ega.
Misol uchun, indiy kalay oksidi (ITO) zarralarini qoplama jarayoni ko'rsatiladi. ITO zarralari Chen (2009) tadqiqotida ko'rsatilgandek, silika bilan ikki bosqichli jarayonda qoplangan. Birinchi kimyoviy bosqichda indiy kalay oksidi changi aminosilanli sirtni davolashga uchraydi. Ikkinchi bosqich ultrasonikatsiya ostida silika qoplamasi. Sonication va uning ta'siri haqida aniq bir misol berish uchun Chenning tadqiqotida taqdim etilgan jarayon bosqichi quyida keltirilgan:
Ushbu bosqich uchun odatiy jarayon quyidagicha: 10 g GPTS sekin asta 20 g suv bilan xlorid kislota (HCl) kislotali (HCl) bilan aralashtirildi (pH = 1,5). Yuqorida qayd etilgan aminosilan bilan muomala qilingan changning 4 g 100ml shisha idishga qo'shilgan aralashga qo'shildi. Keyin shisha keyinchalik ultratovushli nurlanish uchun 60 soniya va undan yuqori chiqish quvvati bilan sonikator probiga joylashtirildi.
Chap-gel reaktsiya tufayli GLYMO keng gidroliz (3- (2,3-Epoxypropoxy) propyltrimethoxysilane) ustiga spirt ozod qilish, oq ko'pik hosil bo'lgan ustiga taxminan 2-3min ultratovush nurlanish, keyin boshlangan edi. Sonikasyon yechim bir necha soat davomida aralashtiriladi va undan keyin 20 daqiqa uchun qo'llaniladigan bo'ldi. jarayoni tugagach, zarralar santrifüjleme to'plandilar va suv keyin ham xususiyatlari uchun quritilgan yoki suv yoki organik erituvchi to'zg'ib tutiladi bilan qayta-qayta yuvib qilindi. [Chen 2009, p.217]

xulosa

Chap-gel jarayonlar uchun ultratovush qo'llash yaxshiroq aralashtirish va zarralar «deagglomeration olib keladi. Bu kichik zarralar o'lchamiga, sharsimon, past o'lchamli zarracha shakli va rivojlangan morfologiya olib keladi. Deb atalmish sono-jellerdir ularning zichligi va nozik, bir hil tuzilishi bilan ifodalanadi. Bu xususiyatlar tufayli Chap shakllanishi paytida hal qiluvchi foydalanish qochishga uchun yaratilgan, balki, va asosan, chunki ultratovush bilan qo'zg'atilgan reticulation boshlang'ich ko'ndalang bog'liq davlat. Quritish jarayoni so'ng, natijada sonogels bir zaharli modda tuzilishini taqdim, tolali bo'lgan ultratovush qo'llash holda olingan, ularning hamkasblari, farqli o'laroq. [Esquivias boshq. 2004]
Bu kuchli ultratovush foydalanish Chap-gel jarayonlar noyob materiallar moslashtirish imkonini beradi, deb ko'rsatdi. Bu yuqori elektr ultratovush kimyo va materiallar "tadqiqot va rivojlantirish uchun kuchli vositasi qiladi.

Biz bilan bog'laning / Qo'shimcha ma'lumot so'rang

Sizning ishlash talablari haqida bizga gapiring. Biz sizning loyiha uchun eng munosib o'rnatish va qayta ishlash parametrlarini tavsiya qiladi.





Iltimos, bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


UIP1000hd Bench-Top Ultrasonic Homogenizer

nasosi va ushlab idishida bilan 1 kVt soat uchun ultratovush devridaim o'rnatish murakkab qayta ishlash imkonini beradi

Adabiyotlar / manbalar

  • Oq, E. Esquivias, L. Litrán, R. Pinero, M. Ramirez-del-Quyosh, M. Rosa_Fox, N. (1999): Sonogels va olingan materiallar. Apple. Organometalik. Chem. 13, 1999 pp. 399-418.
  • Chen, Q .; Boothroyd, C .; Mcintosh Soutar, A .; Boy, X. T. (2010): ultratovush yordamida tijorat TiO2 nanopowder haqida Chap-gel nanocoating. J. Chap-Gel Fantastika. Texnologiya. 53, 2010 pp. 115-120.
  • Chen, Q. (2009): sonogel jarayonida tomonidan nanozarracha- Silica, qoplama. SIMTech 10/4, 2009 pp. 216-220.
  • Esquivias, L .; Rosa-Fox, N. de la; Bejarano, M .; Mosquera, M. J. (2004): Hybrid kolloid-polimer Xerogels tarkibi. Langmuir 20/2004. pp. 3416-3423.
  • Karami, A. (2010): Chap-Jel usul va photocatalyst sifatida foydalanish orqali TiO2 Nano Powder sintez. J. Eron. Chem. Soc. 7, 2010 pp. 154-160.
  • Li, X .; Chen, L .; Li, B .; Li. L. (2005): Chap-Gel usuli Ultrasonic Field Zirconia Nanopowders tayyorlash. Trans Tech Pub. 2005.
  • Neppolian, B .; Vang, Q .; Jung, H .; Choi, H. (2008): Characterisation, xususiyatlari va 4-klorofenoller ko'chirish qo'llash: TiO2 nano-zarrachalar tayyorlash Chap-gel usuli Ultrasonic-yordam. Ultratovush. Sonochem. 15, 2008 pp. 649-658.
  • Per, A. C .; Rigacci, A. (2011): SiO2 AEROGELS. In: M.A. Aegerter va boshq. (ERI.): AEROGELS Al-kitobi, Sol-Gel olingan materiallar va texnologiyalar o'zgarishlar. Springer Fan + Biznes: Nyu-York, 2011 yil PQ 21-45..
  • Rabinovich, E. M. (1994): Chap-Gel ishlash - umumiy asoslari. In: L. S Klein (Ed.) Chap-Gel Optika: Jurnal va Ilovalar. Kluwer Academic Publishers: Boston, 1994 pp 1-37..
  • Rosa-Fox, N. de la; Pinero, M .; Esquivias, L. (2002): Sonogels dan Organik-noorganik gibrid buyumlar. 2002.
  • Rosa-Fox, N. de la; Esquivias, L. (1990): Silika sonogels strukturaviy tadqiqotlar. J. Non-Cryst. Qattiq moddalar 121, 1990 pp. 211-215.
  • Shaqqa, S .; Kamya, (1982), K.: Chap-Gel o'tish: shisha tola shakllantirish & Yupqa Films. J. Non-LCD Qattiq moddalar 38, 1982 p. 31.
  • Santos, H. M .; Lodeiro, C .; Martínez, J.-L. (2009): ultratovush Power. In: J.-L. Kimyo ultratovush: Martínez (ed.) Analitik ilovalar. Wiley-VCH: Weinheim, 2009 pp 1-16..
  • Shahruz, N .; Hossain, M. M. (2011): Chap-Jel usul yordamida TiO2 photocatalyst Nanoparchalar tayyorlash sintez va hajmi nazorat. Jahon Apple. Fantastika. J. 12, 2011 pp. 1981-1986.
  • Suslick, K. S .; Narx, G. J. (1999): Materiallar Kimyo UTT ilovalar. Annu. Vah Mater. Fantastika. 29, 1999 pp. 295-326.
  • Suslick, K. S. (1998): Sonochemistry. In: Kimyo texnologiyasi, jild Kirk-Othmer ensiklopediyasi. 26, 4th. Ed., J. Wiley & Sons: Nyu-York, 1998 yil PQ 517-541..
  • Verma, L. Y .; Singh, M. P .; Singh, R. K. (2012): tayyorgarlik va Ionogels xususiyatlari haqida Ultrasonic nurlantirish ta'siri. J. Nanomat. 2012.
  • Chjan, L.-Z .; Yu, J .; Yu, J. S (2002): a bicrystalline doirasida bilan juda fotoaktif Mezopor titaniumdioksit Direct Sonochemical tayyorlash. Elektr jamiyati, 2002 201 majlisining Tezislar.
  • https://www.hielscher.com/sonochem