Công nghệ siêu âm Hielscher

Làm thế nào để giải tán Single-Walled ống nano cacbon riêng lẻ

Ống nano cacbon đơn vách (SWNTs hoặc SWCNTs) có đặc điểm độc đáo, nhưng để thể hiện chúng phải được phân tán riêng. Để tận dụng tối đa các đặc điểm của các ống nano cacbon đơn, các ống phải được tách hoàn toàn nhất. SWNTs như các hạt nano khác cho thấy lực hấp dẫn rất cao, do đó một kỹ thuật mạnh mẽ và hiệu quả là cần thiết cho một deagglomeration đáng tin cậy và phân tán. Trong khi kỹ thuật trộn phổ biến không cung cấp cường độ cần thiết để detangle SWNTs mà không làm hỏng chúng, Ultrasonics công suất cao được chứng minh để detangle và phân tán SWCNTs. lực cắt cavitational Ultrasonically tạo ra đủ mạnh để vượt qua Các lực liên kết, trong khi cường độ siêu âm có thể được điều chỉnh chính xác để tránh thiệt hại của SWCNTs.

Vấn đề:

Ống nano cacbon đơn tường (SWCNTs) khác với các ống nano cacbon đa vách (MWNTs/MWCNTs) bởi tính năng điện của chúng. Khoảng cách ban nhạc của SWCNTs có thể khác nhau từ số không đến 2 eV và độ dẫn điện của họ tính năng hành vi kim loại hoặc semitiến. Như các ống nano carbon đơn tường được gắn kết rất cao, một trong những trở ngại lớn trong chế biến SWCNTs là sự không hòa tan vốn có của các ống trong dung môi hữu cơ hoặc nước. Để sử dụng toàn bộ tiềm năng của SWCNTs, cần có một quá trình deagglomeration đơn giản, đáng tin cậy và mở rộng của các ống. Đặc biệt, chức năng của các bức tường phía CNT hoặc mở kết thúc để tạo ra một giao diện phù hợp giữa SWCNTs và dung môi hữu cơ kết quả trong tẩy da chết một phần của SWCNTs, chỉ. Do đó, SWCNTs chủ yếu được phân tán như các bó chứ không phải là những sợi dây deagglomerated cá nhân. Nếu điều kiện trong quá trình phân tán quá khắc nghiệt, các SWCNTs sẽ được rút ngắn đến độ dài giữa 80 đến 200nm. Đối với phần lớn các ứng dụng thực tế, tức là cho semitiến hoặc tăng cường SWCNTs, chiều dài này là quá nhỏ.

Giải pháp:

Ultrasonication là một phương pháp rất hiệu quả phân tán và deagglomeration của ống nano cacbon, như sóng siêu âm cường độ cao siêu âm tạo ra cavitation trong chất lỏng. Các sóng âm thanh Lan truyền trong chất lỏng kết quả trong xen kẽ áp suất cao (nén) và áp suất thấp (rarefaction) chu kỳ, với mức giá tùy thuộc vào tần số. Trong chu kỳ áp suất thấp, sóng siêu âm cường độ cao tạo ra bong bóng chân không nhỏ hoặc khoảng trống trong chất lỏng. Khi các bong bóng đạt được một khối lượng mà tại đó họ không còn có thể hấp thụ năng lượng, chúng sụp đổ dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Hiện tượng này được gọi là cavitation. Trong quá trình nổ nhiệt độ rất cao (xấp xỉ. 5.000 k) và áp suất (xấp xỉ 2.000 ATM) đạt được tại địa phương. Sự nổ của bong bóng cavitation cũng kết quả trong máy bay phản lực chất lỏng lên đến 280m/s vận tốc. Những dòng máy bay phản lực lỏng này dẫn đến cavitation siêu âm, khắc phục các lực liên kết giữa các ống nano cacbon và do đó, các ống nano trở nên deagglomerated. Một điều trị bằng siêu âm nhẹ, kiểm soát là một phương pháp thích hợp để tạo ra sự đình chỉ bề mặt ổn định của các SWCNTs phân tán với chiều dài cao. Đối với việc sản xuất kiểm soát của SWCNTs, bộ vi xử lý siêu âm của Hielscher cho phép chạy ở một loạt các thông số siêu âm bộ. Biên độ siêu âm, áp suất chất lỏng và thành phần chất lỏng có thể khác nhau tương ứng với vật liệu và quá trình cụ thể. Điều này cung cấp khả năng biến đổi, chẳng hạn như

  • sonotrode biên độ lên đến 170 micron
  • áp suất lỏng lên đến 10 thanh
  • mức lưu lượng chất lỏng lên đến 15L/phút (tùy thuộc vào quy trình)
  • chất lỏng nhiệt độ lên đến 80 degC (nhiệt độ khác theo yêu cầu)
  • vật liệu độ nhớt lên đến 100.000 CP

 

Hơn nữa, ultrasonication như là một phương pháp lọc polymer hỗ trợ cho phép để loại bỏ các tạp chất từ như-phát triển SWCNTs, hiệu quả. Rất khó để nghiên cứu các sửa đổi hóa học của SWCNTs ở cấp độ phân tử, bởi vì rất khó để có được SWNTs tinh khiết. SWCNTs như-trồng chứa nhiều tạp chất, chẳng hạn như các hạt kim loại và cacbon vô định hình. Ultrasonication của SWCNTs trong một giải pháp monochlorobenzene (MCB) của Poly (methyl Methacrylate) PMMA tiếp theo là lọc là một cách hiệu quả để làm sạch SWCNTs. Phương pháp thanh lọc hỗ trợ polymer này cho phép loại bỏ các tạp chất từ SWCNTs như-phát triển hiệu quả. Kiểm soát chính xác biên độ ultrasonication cho phép tránh hoặc hạn chế làm hỏng SWCNTs.

Phân tán các ống nano cacbon

 

Thiết bị siêu âm của Hielscher là lý tưởng

Siêu âm phân tán của ống nano (UP400S)

Sự kiện về SWNTs– đường kính khoảng 1 nm, với ống dài hơn một triệu lần– cực kỳ sức mạnh & Cứng– rất cao tenacity– độ dẫn điện tử và nhiệt rất cao– hành vi kim loại hoặc semitiến

Siêu âm điện thường là công cụ đáng tin cậy duy chỉ để detangle và phân tán ống nano

Phân tán CNTs với thiết bị phòng thí nghiệm của Hielscher UP50H

Thiết bị siêu âm

Hielscher cung cấp hiệu suất cao bộ vi xử lý siêu âm cho sonication của mỗi khối lượng. Thiết bị siêu âm từ 50 watt lên đến 16,000 watt, mà có thể thiết lập trong cụm, cho phép tìm siêu âm thích hợp cho mỗi ứng dụng, trong phòng thí nghiệm cũng như trong ngành công nghiệp. Đối với sự phân tán tinh vi của ống nano, một sonication liên tục được khuyến khích. Sử dụng các tế bào dòng chảy của Hielscher, nó trở thành có thể phân tán CNTs thành các chất lỏng có độ nhớt cao như polyme, độ nhớt cao tan chảy và nhựa nhiệt dẻo.

Nhấn vào đây để đọc thêm về sự phân tán và sửa đổi của ống nano bằng siêu âm công suất cao!

Thiết bị siêu âm công suất cao là một kỹ thuật xử lý công nghiệp hiệu quả để hòa tan, homogenization, phân tán, deagglomeration và khai thác.

bộ xử lý siêu âm công nghiệp UIP16000 (16kW) cho các luồng âm lượng cao

Liên hệ / Yêu cầu Thêm Thông tin

Nói chuyện với chúng tôi về các yêu cầu xử lý của bạn. Chúng tôi sẽ giới thiệu các thiết lập và xử lý các thông số phù hợp nhất cho dự án của bạn.








Sự kiện đáng biết

Thiết bị siêu âm thường được gọi là thăm dò sonicator, siêu âm homogenizer, Sonic lyser, siêu âm phá vỡ, siêu âm máy xay, Sono-ruptor, sonifier, Sonic dismembrator, tế bào phá vỡ, siêu âm disperser hoặc dissolver. Các điều khoản khác nhau kết quả từ các ứng dụng khác nhau có thể được thực hiện bởi sonication.