Silika nanozarrachalarining ultratovushli deaglomeratsiyasi

Dudlangan kremniy (masalan, Aerosil) kabi kremniy nanozarralari turli sohalarda keng qo'llaniladigan qo'shimcha hisoblanadi. Kerakli moddiy xususiyatlarga ega to'liq funktsional nanosilikat olish uchun silika nano-zarralari deaglomeratsiya qilinishi va bitta dispers zarrachalar sifatida taqsimlanishi kerak. Ultrasonik deaglomeratsiya nanosilikatni suspenziyada bir dispers zarrachalar sifatida bir xilda taqsimlashning yuqori samarali va ishonchli usuli ekanligi isbotlangan.

nanosilikat – Xususiyatlari va ilovalari

Kremniy oksidi (SiO₂) va ayniqsa, silika nanopartikullari (Si-NPs) ko'plab sohalarda keng tarqalgan qo'shimchalardir. Nano o'lchamdagi silika zarralari juda katta sirt maydonini taklif qiladi va turli maqsadlar uchun ko'plab sohalarda qo'llaniladigan noyob zarracha xususiyatlarini ifodalaydi. Masalan, nano o'lchamdagi SiO ning noyob material xususiyatlari₂ (nano) kompozitlar, beton va boshqa materiallarni mustahkamlash uchun qo'llaniladi. Misollar, yong'inga chidamli xususiyatlarni taqdim etadigan nanosilikat asosidagi qoplamalar yoki nanosilika bilan qoplangan shishalar, bu esa aks ettiruvchi xususiyatlarga ega bo'ladi. Qurilish va qurilish sanoatida kremniy dumanı (mikrosilikat) va nanosilikat betonning ish qobiliyatini, shuningdek, mexanik va chidamlilik xususiyatlarini oshirish uchun ishlatiladigan yuqori puzolanik material sifatida ishlatiladi. Silika dumanı va nanosilikat solishtirganda, nano-tuzilmali SiO₂ Puzolan dastlabki bosqichda kremniy tutuniga qaraganda faolroqdir, chunki nanosilikat sezilarli darajada kattaroq o'ziga xos sirt maydoni va nozikligini ta'minlaydi. Kattaroq sirt maydoni beton bilan reaksiyaga kirishish uchun ko'proq joylarni taklif qiladi va yadro vazifasini o'tagan holda betonning mikro tuzilishini yaxshilashga hissa qo'shadi. Betonning chidamliligi ko'rsatkichi bo'lgan gaz o'tkazuvchanligi an'anaviy kremniy tutuni bo'lgan betonga nisbatan nano-kremniy bilan mustahkamlangan betonda yaxshilanadi.
Biotibbiyot va hayot fanida SiO₂ nanopartikullar turli xil ilovalar uchun keng miqyosda o'rganiladi, chunki nanosilikaning yuqori sirt maydoni, mukammal biologik muvofiqligi va sozlanishi mumkin bo'lgan g'ovak o'lchamlari dori vositalarini etkazib berish va teranostikani o'z ichiga olgan keng ko'lamli yangi ilovalarni taklif etadi.

Diagramma ultratovush dispersiyasidan oldin (yashil egri) va keyin (qizil egri) nano-kremniyning zarracha hajmining taqsimlanishini ko'rsatadi.

Nano-silikaning ultratovushli deaglomeratsiyasi va tarqalishi

Ultrasonik deaglomeratsiya va dispersiyaning ishlash printsipi ilmiy jihatdan akustik kavitatsiya deb nomlanuvchi ultratovushli kavitatsiya ta'siriga asoslangan. Yuqori quvvatli, past chastotali ultratovushni suyuqliklar yoki shlamlarda qo'llash akustik kavitatsiyani va shu bilan mahalliy darajada juda yuqori bosim va haroratlar va 280 m/s gacha bo'lgan suyuqlik oqimlari bilan mikro oqim sifatida yuzaga keladigan ekstremal sharoitlarni keltirib chiqarishi mumkin. Ultrasonik kavitatsiyaning bu kuchli jismoniy va mexanik ta'siri zarrachalar yuzasida eroziyaga olib keladi, shuningdek, zarrachalar orasidagi to'qnashuv orqali zarrachalarning parchalanishiga olib keladi. Ultrasonik? akustik kavitatsiyaning ushbu kuchli kuchlari sonikatsiyani nano-kremniy, nanotubalar va boshqa nanomateriallar kabi nano-o'lchamdagi zarralarni deaglomeratsiya va dispersiyalash uchun yuqori samarali va ishonchli usulga aylantiradi.

Ultrasonik deaglomeratsiyalangan nano-kremniyning zarracha hajmining taqsimlanishi (Hielscher UP400St ultrasonikatoridan foydalanish) suvda (a) og'irligi 1%, (b) og'irligi 2%, (c) og'irligi 5% va (d) og'irligi 10% Aerosil 200 turli vaqt oralig'ida.O'rganish va grafikalar: Vikash 2020.

Yuqori qattiq konsentratsiyali va yopishqoq suyuqliklarda kremniyni ultratovushli qayta ishlash

Nanozarrachalarni past konsentratsiyalarda tarqatish allaqachon qiyin, chunki ion aloqalari, kovalent aloqalar, vodorod aloqalari va van der Vaals o'zaro ta'siri kabi kimyoviy bog'lanish kuchlarini engish kerak. Nanozarrachalar, masalan, nano-kremniy zarralari kontsentratsiyasining oshishi bilan nanozarralar orasidagi kimyoviy o'zaro ta'sir ham sezilarli darajada oshadi. Bu yaxshi, uzoq muddatli barqaror dispersiya natijalarini olish uchun kuchli dispersiya texnikasi zarurligini anglatadi. Ultrasonik disperserlar ishonchli va yuqori samarali dispersiya usuli sifatida ishlatiladi, ular yuqori viskoziteli atalalarni va hatto juda yuqori qattiq konsentratsiyali pastalarni osongina qayta ishlashga qodir. Nano-zarrachalarning yuqori qattiq yuklari bilan atalalarni qayta ishlash qobiliyati ultratovushni nano-materiallar uchun afzal qilingan disperslash texnologiyasiga aylantiradi.
Hielscher sanoat ultrasonikatorlari sizning atalangizni qayta ishlashingiz yoki nasos orqali oziqlantirilishi mumkin ekan, doimiy in-line reaktorda joylashtirishingiz mumkin.

Silika nanofluidlarini ultratovushli ishlab chiqarish

Modragon va boshqalar. (2012) distillangan suvda silika nanozarralarini tarqatish yo'li bilan tayyorlangan kremniy nano-suyuqliklarini tayyorladi. prob tipidagi ultratovush apparati UP400S. Muayyan qattiq tarkibga ega (ya'ni 20%), past viskoziteli va suyuqlikka o'xshash turg'un kremniy nano-suyuqliklarini ishlab chiqarish uchun 5 daqiqa davomida ultratovush zondi, asosiy muhit (pH qiymati 7 dan yuqori) bilan yuqori energiya bilan ishlov berishdan iborat. va tuz qo'shilmaydi. Ultrasonik dispersiya natijasida past viskoziteli nano-suyuqliklar paydo bo'ldi. Ultrasonik usulda tayyorlangan nano-suyuqliklar suyuqlik kabi harakat qildi va sonikatsiya yordamida erishilgan yaxshi dispersiya tufayli juda qisqa vaqt ichida 20% qattiq yuk bilan tayyorlandi.
“Of all the dispersion methods available, dispersion with ultrasonic probes has been confirmed as the most effective one.” (Modragon et al., 2012)
Petzold va boshqalar. (2009) Aerosil kukunining deaglomeratsiyasi uchun xuddi shunday xulosaga keldi, natijada ultratovushli zond qo'llaniladigan yuqori darajada yo'naltirilgan energiya tufayli eng samarali dispersiya tizimi hisoblanadi.

Silika nanopartikullarining deaglomeratsiyasi va tarqalishi uchun ultrasonikatorlar

Nano-kremniy dioksidi sanoat dasturlarida, tadqiqotda yoki materialshunoslikda qo'llanilganda, quruq silika kukuni suyuq fazaga kiritilishi kerak. Nano-kremniy dispersiyasi yagona silika zarralarini deaglomeratsiya qilish uchun etarli energiya sarflaydigan ishonchli va samarali dispersiya texnikasini talab qiladi. Ultrasonikatorlar kuchli va ishonchli disperserlar sifatida yaxshi tanilgan, shuning uchun kremniy, nanotubalar, grafen, minerallar va boshqa ko'plab boshqa materiallar kabi turli xil materiallarni deaglomeratsiya qilish va suyuq fazaga bir hil tarzda tarqatish uchun ishlatiladi.

Hielscher Ultrasonics har qanday homogenizatsiya va deaglomeratsiya ilovalari uchun yuqori samarali ultratovushli disperserlarni loyihalashtiradi, ishlab chiqaradi va tarqatadi. Nano-dispersiyalarni ishlab chiqarish haqida gap ketganda, yuqori samarali mahsulotlarni olish uchun aniq sonikatsiya nazorati va nanozarracha suspenziyasini ishonchli ultratovush bilan davolash juda muhimdir.
Hielscher Ultrasonics’ processors give you full control over all important processing parameters such as energy input, ultrasonic intensity, amplitude, pressure, temperature and retention time. Thereby, you can adjust the parameters to optimized conditions, which leads subsequently to high-quality nano-dispersion such as nanosilica slurries.
Har qanday hajm? sig'im uchun: Hielscher ultrasonikatorlar va aksessuarlarning keng portfelini taklif qiladi. Bu sizning dasturingiz va ishlab chiqarish quvvatingiz uchun ideal ultratovush tizimini sozlash imkonini beradi. Hielscher bir necha millilitrli kichik flakonlardan soatiga minglab gallonli yuqori hajmli oqimlarga qadar sizning jarayoningiz uchun mos ultratovushli echimni taklif qiladi.
Mustahkamlik: Bizning ultratovush tizimlarimiz mustahkam va ishonchli. Barcha Hielscher ultrasonikatorlari 24/7/365 ishlashi uchun qurilgan va juda kam parvarishlashni talab qiladi.
Foydalanuvchi uchun qulaylik: Ultrasonik qurilmalarimizning ishlab chiqilgan dasturiy ta'minoti oddiy va ishonchli sonikatsiya uchun sonikatsiya sozlamalarini oldindan tanlash va saqlash imkonini beradi. Intuitiv menyuga raqamli rangli sensorli displey orqali osongina kirish mumkin. Brauzerning masofaviy boshqaruvi istalgan internet-brauzer orqali ishlash va kuzatish imkonini beradi. Avtomatik ma'lumotlarni yozib olish o'rnatilgan SD-kartada ishlaydigan har qanday sonikatsiyaning jarayon parametrlarini saqlaydi.
Ajoyib energiya samaradorligi: Muqobil dispersiya texnologiyalari bilan solishtirganda, Hielscher ultrasonikatorlari ajoyib energiya samaradorligi va zarrachalar hajmini taqsimlashda yuqori natijalar bilan ajralib turadi.

Jadval ultra-turrax bilan solishtirganda Hielscher UIP1000 bilan silikaning ultratovush dispersiyasining muhim afzalligini ko'rsatadi. Ultrasonikatsiya kamroq energiya talab qiladi va silika zarralari hajmini sezilarli darajada kamaytiradi.

Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan: