Ultrasonikatsiya orqali bir xil tarqalgan CNTlar
Uglerod nanotubalarining (CNTs) ajoyib funksiyalaridan foydalanish uchun ular bir hil disperslangan bo'lishi kerak.
Ultrasonik disperserlar CNTlarni suvli va erituvchiga asoslangan suspenziyalarga tarqatish uchun eng keng tarqalgan vositadir.
Ultrasonik disperslash texnologiyasi CNTlarni shikastlamasdan to'liq ajratishga erishish uchun etarlicha yuqori kesish energiyasini yaratadi.
Uglerod nanotubalarining ultratovushli dispersiyasi
Uglerod nanotubalari (CNTs) juda yuqori tomonlar nisbatiga ega va past zichlik bilan bir qatorda juda katta sirt maydonini (bir necha yuz m2/g) namoyon etadi, bu ularga juda yuqori kuchlanish, qattiqlik va qattiqlik kabi noyob xususiyatlarni beradi. yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi. Yagona uglerod nanotubalarini (CNTs) bir-biriga tortadigan Van der Waals kuchlari tufayli CNTlar odatda to'plamlar yoki skeyklarda joylashgan. Ushbu molekulalararo tortishish kuchlari p-stacking deb nomlanuvchi qo'shni nanotubalar orasidagi p-bog'lanish hodisasiga asoslanadi. Uglerod nanotubalaridan to'liq foyda olish uchun bu aglomeratlar ajratilishi va CNTlar bir hil dispersiyada teng ravishda taqsimlanishi kerak. Kuchli ultratovush suyuqliklarda akustik kavitatsiya hosil qiladi. Shu bilan hosil bo'lgan mahalliy kesish kuchlanishi CNT agregatlarini buzadi va ularni bir hil suspenziyada bir xilda tarqatadi. Ultrasonik disperslash texnologiyasi CNTlarni shikastlamasdan to'liq ajratishga erishish uchun etarlicha yuqori kesish energiyasini yaratadi. Hatto sezgir SWNTlar uchun ham sonikatsiya ularni alohida ajratish uchun muvaffaqiyatli qo'llaniladi. Ultrasonikatsiya SWNT agregatlarini alohida nanotubalarga ko'p sindirmasdan ajratish uchun etarli stress darajasini ta'minlaydi (Huang, Terentjev 2012).
- Yagona dispersli CNTlar
- Bir hil taqsimot
- Yuqori dispersiya samaradorligi
- Yuqori CNT yuklamalari
- CNT degradatsiyasi yo'q
- Tez ishlov berish
- jarayonni aniq nazorat qilish
UIP2000hdT – CNT dispersiyasi uchun 2 kVt kuchli ultrasonikator
CNT dispersiyalari uchun yuqori samarali ultratovushli tizimlar
Hielscher Ultrasonics CNTs samarali tarqalishi uchun kuchli va ishonchli ultratovush uskunalar yetkazib beradi. Siz tahlil qilish uchun kichik CNT namunalarini tayyorlashingiz kerakmi va R&D yoki siz yirik sanoat ko'plab ommaviy dispersiyalarni ishlab chiqarishingiz kerak bo'lsa, Hielscher mahsulot assortimenti sizning talablaringiz uchun ideal ultratovush tizimini taklif qiladi. Kimdan 50 Vt ultratovush apparatlari laboratoriya uchun 16 kVt sanoat ultratovushli qurilmalar tijorat ishlab chiqarish uchun Hielscher Ultrasonics sizni qamrab oldi.
Yuqori sifatli uglerod nanotube dispersiyasini ishlab chiqarish uchun jarayon parametrlarini yaxshi nazorat qilish kerak. Amplituda, harorat, bosim va ushlab turish vaqti CNTning teng taqsimlanishi uchun eng muhim parametrlardir. Hielscher ning ultrasonikatorlari nafaqat har bir parametrni aniq nazorat qilish imkonini beradi, balki barcha jarayon parametrlari Hielscher raqamli ultratovush tizimlarining o'rnatilgan SD-kartasida avtomatik ravishda qayd etiladi. Har bir sonikatsiya jarayonining protokoli takrorlanadigan natijalar va izchil sifatni ta'minlashga yordam beradi. Brauzerni masofadan boshqarish orqali foydalanuvchi ultratovushli tizim joylashgan joyda bo'lmasdan ultratovush qurilmasini boshqarishi va kuzatishi mumkin.
Bir devorli uglerod nanotubalari (SWNTs) va ko'p devorli uglerod nanotubalari (MWNTs), shuningdek tanlangan suvli yoki erituvchi muhit muayyan ishlov berish intensivligini talab qilganligi sababli, ultratovush amplitudasi yakuniy mahsulotga kelganda asosiy omil hisoblanadi. Hielscher ultratovush’ sanoat ultratovushli protsessorlar juda yuqori va juda yumshoq amplitudalarni etkazib berishi mumkin. Jarayon talablaringiz uchun ideal amplitudani o'rnating. Hatto 200 mkm gacha bo'lgan amplitudalar ham 24/7 ishda osongina uzluksiz ishlashi mumkin. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovushli sonotrodlar mavjud. Hielscherning ultratovush uskunasining mustahkamligi og'ir yuklarda va talabchan muhitda 24/7 ishlash imkonini beradi.
Mijozlarimiz Hielscher Ultrasonic tizimlarining ajoyib mustahkamligi va ishonchliligidan mamnun. Og'ir yuklarni talab qiladigan ilovalar sohalarida o'rnatish, talab qilinadigan muhit va 24/7 ishlash samarali va tejamkor ishlov berishni ta'minlaydi. Ultrasonik jarayonning intensivlashuvi ishlov berish vaqtini qisqartiradi va yaxshi natijalarga erishadi, ya'ni yuqori sifat, yuqori rentabellik, innovatsion mahsulotlar.
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan:
| To'plam hajmi | Oqim darajasi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 0,5 dan 1,5 ml gacha | na | VialTweeter |
| 1 dan 500 ml gacha | 10 dan 200 ml / min | UP100H |
| 10 dan 2000 ml gacha | 20 dan 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 dan 20 L gacha | 0.2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100 l gacha | 2 dan 10 l / min | UIP4000hdT |
| na | 10 dan 100 l / min | UIP16000 |
| na | kattaroq | ning klasteri UIP16000 |
Biz bilan bog'lanish! / Bizdan so'rang!
Laboratoriyadan tortib to tajriba va sanoat miqyosida yuqori quvvatli ultratovushli protsessorlar.
Adabiyot / Adabiyotlar
- SOP – Ultrasonic Dispersion of Multi-Walled Carbon-Nanotubes using the UP400ST Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
Bilishga arziydigan faktlar
Uglerod nanotubalari nima
Uglerod nanotubalari (CNTs) bir o'lchovli uglerod materiallarining maxsus sinfining bir qismi bo'lib, ajoyib mexanik, elektr, issiqlik va optik xususiyatlarni namoyish etadi. Ular nano-kompozitlar, mustahkamlangan polimerlar va boshqalar kabi ilg'or nanomateriallarni ishlab chiqish va ishlab chiqarishda qo'llaniladigan asosiy komponent hisoblanadi va shuning uchun eng zamonaviy texnologiyalarda qo'llaniladi. CNTlar juda yuqori kuchlanish kuchi, yuqori issiqlik uzatish xususiyatlari, past diapazonli bo'shliqlar va optimal kimyoviy va jismoniy barqarorlikni ochib beradi, bu nanotubalarni ko'p qatlamli materiallar uchun istiqbolli qo'shimcha qiladi.
Tuzilishiga qarab, CNTS bir devorli uglerod nanotubalari (SWNTs), ikki devorli uglerod nanotubalari (DWCNTs) va ko'p devorli uglerod nanotubalari (MWNTs) ga bo'linadi.
SWNTlar bir atom qalinligidagi uglerod devoridan yasalgan ichi bo'sh, uzun silindrsimon quvurlardir. Uglerodlarning atom varag'i chuqurchalar panjarasida joylashgan. Ko'pincha, ular kontseptual jihatdan bir qatlamli grafit yoki grafenning o'ralgan varaqlari bilan taqqoslanadi.
DWCNTs ikkita bitta devorli nanotubadan iborat bo'lib, biri ikkinchisining ichiga joylashtirilgan.
MWNTs CNT shakli bo'lib, u erda bir nechta bir devorli uglerod nanotubalari bir-birining ichiga joylashtirilgan. Ularning diametri 3-30 nm oralig'ida va uzunligi bir necha sm o'sishi mumkinligi sababli, ularning nisbati 10 dan o'n milliongacha o'zgarishi mumkin. Uglerodli nanotolalar bilan solishtirganda, MWNTs devor tuzilishi boshqacha, tashqi diametri kichikroq va ichi bo'sh. Sanoatda keng tarqalgan MWNT tipidagi MWNTlar, masalan, Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100 va FutureCarbon CNT-MW.
CNT sintezi: CNTs plazma asosida sintez usuli yoki yoy deşarj bug'lanish usuli, lazer ablasyon usuli, termal sintez jarayoni, kimyoviy bug 'cho'ktirish (CVD) yoki plazma kuchaytirilgan kimyoviy bug 'cho'kma ishlab chiqarilishi mumkin.
CNTlarning funksionallashuvi: Uglerod nanotubalarining xususiyatlarini yaxshilash va shu bilan ularni ma'lum bir dasturga ko'proq moslashtirish uchun CNTlar ko'pincha, masalan, karboksilik kislota (-COOH) yoki gidroksil (-OH) guruhlarini qo'shish orqali ishlaydi.
CNT tarqatuvchi qo'shimchalar
Super kislotalar, ionli suyuqliklar va N-siklogeksil-2-pirrolidnon kabi bir nechta erituvchilar, N-metil-2-pirolidon (NMP) kabi nanotubalar uchun eng keng tarqalgan erituvchilar esa CNTlarning nisbatan yuqori konsentratsiyali dispersiyalarini tayyorlashga qodir. ), dimetilformamid (DMF) va 1,2-dikrolobenzol, nanotubalarni faqat juda past konsentratsiyalarda tarqatish (masalan, odatda <0.02 og'irligi% bir devorli CNTs). Eng keng tarqalgan dispersiya agentlari polivinilpirolidon (PVP), natriy dodesil benzol sulfonat (SDBS), Triton 100 yoki natriy dodesil sulfonat (SDS).
Kresollar sanoat kimyoviy moddalari guruhi bo'lib, ular CNTni og'irlikning o'nlab foizigacha bo'lgan konsentratsiyalarda qayta ishlay oladi, bu esa suyultirilgan dispersiyalardan, qalin pastalardan va mustaqil jellardan misli ko'rilmagan o'yin xamiri holatiga doimiy o'tishga olib keladi, chunki CNT yuklanishi ortib boradi. . Ushbu holatlar polimerga o'xshash reologik va viskoelastik xususiyatlarni namoyish etadi, ular boshqa keng tarqalgan erituvchilar bilan erishib bo'lmaydi, bu nanotubkalar haqiqatan ham krezollarda parchalangan va nozik disperslanganligini ko'rsatadi. Kresollarni qayta ishlashdan so'ng, CNT sirtini o'zgartirmasdan, isitish yoki yuvish orqali olib tashlash mumkin. [Chiou va boshqalar. 2018]
CNT dispersiyalarining qo'llanilishi
CNTlarning afzalliklaridan foydalanish uchun ularni polimerlar kabi suyuqlikka tarqatish kerak, teng ravishda tarqalgan CNTlar o'tkazuvchan plastmassalar, suyuq kristall displeylar, organik yorug'lik chiqaradigan diodlar, sensorli ekranlar, moslashuvchan displeylar, quyosh batareyalari ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Supero'tkazuvchilar siyohlar, statik nazorat materiallari, shu jumladan plyonkalar, ko'piklar, tolalar va matolar, polimer qoplamalar va yopishtiruvchi moddalar, ajoyib mexanik kuch va mustahkamlikka ega yuqori samarali polimer kompozitlari, polimer/CNT kompozit tolalari, shuningdek, engil va antistatik materiallar.
Uglerodning shakllari qanday?
Uglerod bir nechta allotroplarda mavjud, jumladan:
- Kristalli shakllar: olmos, grafit, grafen, uglerod nanotubalari (CNT), fullerenlar (masalan, C60).
- Amorf shakllar: ko'mir, kuyikish, uglerod qora, shishasimon uglerod, olmosga o'xshash uglerod (DLC), bir qatlamli amorf uglerod (MAC).
- Gibrid nanostrukturalar: nanoolmoslar, uglerod piyozi, uglerod aerojellari va nanokarbon-metall duragaylari kabi kompozitlar.
Har bir shakl materialshunoslik, elektronika va energiyani saqlash sohasidagi qo'llanmalarga tegishli aniq fizik-kimyoviy xususiyatlarni namoyish etadi.