Siêu âm Deagglomeration của hạt nano Silica

Các hạt nano silica như silica bốc khói (ví dụ Aerosil) là một chất phụ gia được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau. Để có được nanosilica đầy đủ chức năng với các đặc tính vật liệu mong muốn, các hạt nano silica phải được khử đông máu và phân phối dưới dạng các hạt phân tán đơn. Siêu âm deagglomeration đã được chứng minh là một kỹ thuật hiệu quả cao và đáng tin cậy để phân phối nanosilica thống nhất như các hạt phân tán đơn trong một hệ thống treo.

Nanosilica – Đặc điểm và ứng dụng

Silica powder with a beaker of water before ultrasonic dispersion.Silica (SiO2) và đặc biệt là các hạt nano silica (Si-NPs) là các chất phụ gia phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp. Các hạt silica có kích thước nano cung cấp một diện tích bề mặt rất lớn và thể hiện các đặc tính hạt độc đáo, được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp cho các mục đích khác nhau. Ví dụ, các tính chất vật liệu độc đáo của SiO có kích thước nano2 được áp dụng để gia cố (nano-) vật liệu tổng hợp, bê tông và các vật liệu khác. Ví dụ như lớp phủ dựa trên nanosilica cung cấp các đặc tính chống cháy hoặc thủy tinh phủ nanosilica đạt được do đó các đặc tính chống phản điện. Trong ngành xây dựng và xây dựng, khói silica (microsilica) và nanosilica được sử dụng làm vật liệu pozzolanic cao được sử dụng để tăng cường khả năng làm việc cũng như tính chất cơ học và độ bền của bê tông. Khi so sánh khói silica và nanosilica, SiO có cấu trúc nano2 pozzolan hoạt động tích cực hơn ở giai đoạn đầu so với khói silica vì nanosilica cung cấp diện tích bề mặt và độ mịn cụ thể lớn hơn đáng kể. Diện tích bề mặt lớn hơn cung cấp nhiều vị trí hơn để phản ứng với bê tông và đóng góp đặc biệt vào cấu trúc vi mô bê tông được cải thiện bằng cách hoạt động như một hạt nhân. Tính thấm khí, một chỉ số về độ bền của bê tông, được cải thiện trong bê tông được gia cố bằng nano-silica so với bê tông chứa khói silica truyền thống.
Trong y sinh và khoa học đời sống, SiO2 các hạt nano được điều tra rộng rãi cho các ứng dụng khác nhau vì diện tích bề mặt cao, khả năng tương thích sinh học tuyệt vời và kích thước lỗ chân lông có thể điều chỉnh của nanosilica cung cấp một loạt các ứng dụng mới bao gồm phân phối thuốc và theranostics.

Ultrasonication is a highly efficient and reliable technique for the deagglomeration and dispersion of nano-silica.

Biểu đồ cho thấy sự phân bố kích thước hạt của nano-silica trước (đường cong màu xanh lá cây) và sau khi phân tán siêu âm (đường cong màu đỏ).

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


The UIP2000hdT is a powerful ultrasonic disperser used for the deagglomeration of nano-silica with high solid loads.

Bùn nano-silica – với tải trọng rắn từ thấp đến rất cao – có thể được phân tán đáng tin cậy bằng cách sử dụng ultrasonication. Hình ảnh hiển thị UIP2000hdT trong một thiết lập hàng loạt.

Siêu âm Deagglomeration và phân tán của Nano-Silica

Nguyên tắc làm việc của siêu âm deagglomeration và phân tán dựa trên tác dụng của ultrasonically tạo ra cavitation, khoa học được gọi là cavitation âm thanh. Việc áp dụng siêu âm công suất cao, tần số thấp trong chất lỏng hoặc bùn có thể gây ra cavitation âm thanh và do đó điều kiện khắc nghiệt, xảy ra cục bộ như áp suất và nhiệt độ rất cao, và microstreaming với máy bay phản lực chất lỏng lên đến 280m / s. Những tác động vật lý và cơ học dữ dội của cavitation siêu âm gây xói mòn ở bề mặt hạt cũng như phá vỡ các hạt thông qua va chạm giữa các hạt. Những lực mạnh mẽ của siêu âm / cavitation âm thanh làm cho sonication một phương pháp hiệu quả cao và đáng tin cậy cho deagglomeration và phân tán của các hạt kích thước nano auch như nano-silica, ống nano và các vật liệu nano khác.

Ultrasonic deagglomeration and dispersion of nano-silica results in uniformly distributed SiO2 nanoparticles

Phân bố kích thước hạt của ultrasonically deagglomerated nano-silica (sử dụng Ultrasonicator Hielscher UP400St) trong nước (a) 1 wt%, (b) 2 wt%, (c) 5 wt%, và (d) 10 wt% Aerosil 200 ở các khoảng thời gian khác nhau.
Nghiên cứu và đồ thị: Vikash 2020.

Xử lý siêu âm Silica với nồng độ rắn cao và trong chất lỏng nhớt
Phân tán các hạt nano ở nồng độ thấp đã là một thách thức vì các lực liên kết hóa học như liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết hydro và tương tác van der Waals phải được khắc phục. Với nồng độ ngày càng tăng của các hạt nano, ví dụ như các hạt nano-silica, sự tương tác hóa học giữa các hạt nano cũng tăng lên đáng kể. Điều này có nghĩa là một kỹ thuật phân tán mạnh mẽ là điều cần thiết để có được kết quả phân tán ổn định tốt, lâu dài. Siêu âm phân tán được sử dụng như đáng tin cậy và phương pháp phân tán hiệu quả cao, dễ dàng có khả năng xử lý slurries với độ nhớt cao và thậm chí cả bột ngọt với nồng độ rắn rất cao. Khả năng xử lý bùn với tải trọng rắn cao của các hạt nano biến ultrasonication thành công nghệ phân tán ưa thích cho vật liệu nano.
Ultrasonicators công nghiệp Hielscher có thể xử lý bùn của bạn hoặc dán trong một lò phản ứng liên tục trong dòng miễn là nó có thể được cho ăn thông qua một máy bơm.

Sản xuất siêu âm silica Nanofluids

Modragon et al. (2012) đã chuẩn bị nanofluids silica được điều chế bằng cách phân tán các hạt nano silica trong nước cất bằng cách sử dụng ultrasonicator loại đầu dò UP400S. Để sản xuất nanofluid silica ổn định với hàm lượng rắn nhất định (tức là 20%), có độ nhớt thấp và giống như hành vi lỏng, bao gồm điều trị năng lượng cao với đầu dò siêu âm trong 5 phút, phương tiện cơ bản (giá trị pH cao hơn 7) và không bổ sung muối. Sự phân tán siêu âm dẫn đến nanofluids với độ nhớt thấp. Các nanofluids chuẩn bị ultrasonically hoạt động như chất lỏng và đã được chuẩn bị với 20% tải rắn trong một thời gian rất ngắn nhờ sự phân tán tốt đạt được với sonication.
"Trong tất cả các phương pháp phân tán có sẵn, phân tán với đầu dò siêu âm đã được xác nhận là phương pháp hiệu quả nhất." (Modragon và cộng sự, 2012)
Petzold et al. (2009) đã đi đến kết luận tương tự cho deagglomeration của Aerosil bột phát hiện ra rằng đầu dò siêu âm là hệ thống phân tán hiệu quả nhất do năng lượng tập trung cao được áp dụng.

Siêu âm nano-phân tán với ultrasonicator UP400ST

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Ultrasonicators cho Deagglomeration và phân tán của hạt nano Silica

Khi nano-silica được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, nghiên cứu hoặc khoa học vật liệu, bột silica khô imust được kết hợp vào pha lỏng. Phân tán nano-silica đòi hỏi một kỹ thuật phân tán đáng tin cậy và hiệu quả, áp dụng đủ năng lượng để deagglomerate các hạt silica duy nhất. Ultrasonicators được biết đến như là chất phân tán mạnh mẽ và đáng tin cậy, do đó được sử dụng để deagglomerate và phân phối các vật liệu khác nhau như silica, ống nano, Graphene, khoáng chất và nhiều vật liệu khác đồng nhất thành một pha lỏng.

Hielscher Ultrasonics thiết kế, sản xuất và phân phối máy phân tán siêu âm hiệu suất cao cho bất kỳ loại ứng dụng đồng nhất và deagglomeration. Khi nói đến việc sản xuất phân tán nano, kiểm soát sonication chính xác và điều trị siêu âm đáng tin cậy của hệ thống treo hạt nano là điều cần thiết để có được các sản phẩm hiệu suất cao.
Bộ vi xử lý của Hielscher Ultrasonics cung cấp cho bạn toàn quyền kiểm soát tất cả các thông số xử lý quan trọng như đầu vào năng lượng, cường độ siêu âm, biên độ, áp suất, nhiệt độ và thời gian lưu giữ. Qua đó, bạn có thể điều chỉnh các thông số theo điều kiện tối ưu hóa, dẫn đến sự phân tán nano chất lượng cao như slurries nanosilica.
Đối với bất kỳ khối lượng / công suất: Hielscher cung cấp ultrasonicators và một danh mục rộng lớn các phụ kiện. Điều này cho phép cấu hình hệ thống siêu âm lý tưởng cho ứng dụng và năng lực sản xuất của bạn. Từ lọ nhỏ chứa một vài ml đến dòng khối lượng cao của hàng ngàn gallon mỗi giờ, Hielscher cung cấp giải pháp siêu âm phù hợp cho quá trình của bạn.
Mạnh mẽ: Hệ thống siêu âm của chúng tôi là mạnh mẽ và đáng tin cậy. Tất cả các ultrasonicators Hielscher được xây dựng cho hoạt động 24/7/365 và yêu cầu bảo trì rất ít.
Thân thiện với người dùng: Phần mềm phức tạp của các thiết bị siêu âm của chúng tôi cho phép lựa chọn trước và tiết kiệm cài đặt sonication cho một sonication đơn giản và đáng tin cậy. Bạn có thể dễ dàng truy cập menu trực quan thông qua màn hình cảm ứng màu kỹ thuật số. Điều khiển trình duyệt từ xa cho phép bạn vận hành và giám sát thông qua bất kỳ trình duyệt internet nào. Ghi dữ liệu tự động lưu các thông số quá trình của bất kỳ sonication chạy trên thẻ SD tích hợp.
Hiệu quả năng lượng tuyệt vời: Khi so sánh với các công nghệ phân tán thay thế, Ultrasonicators Hielscher vượt trội với hiệu quả năng lượng vượt trội và kết quả vượt trội trong phân phối kích thước hạt.

Ultrasonication excels the ultra-turrax in energy efficiency and particle size reduction of silica nanoparticles significantly.

Biểu đồ cho thấy lợi thế đáng kể của siêu âm phân tán silica với Hielscher UIP1000 khi so sánh với một ultra-turrax. Ultrasonication đòi hỏi ít năng lượng hơn và đạt được kích thước hạt nhỏ hơn đáng kể của silica.

Tại sao Hielscher Ultrasonics?

  • hiệu quả cao
  • Công nghệ tiên tiến
  • Độ tin cậy & Mạnh mẽ
  • Lô & Inline
  • cho bất kỳ ổ đĩa nào – từ lọ nhỏ đến xe tải mỗi giờ
  • Đã được khoa học chứng minh
  • phần mềm thông minh
  • các tính năng thông minh (ví dụ: giao thức dữ liệu)
  • CIP (sạch tại chỗ)

Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
1 đến 500ml 10 đến 200mL / phút UP100H
10 đến 2000mL 20 đến 400mL / phút UP200Ht, UP400St
0.1 đến 20L 00,2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdT
N.A. 10 đến 100L / phút UIP16000
N.A. lớn hơn Cụm UIP16000

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây để yêu cầu thêm thông tin về bộ vi xử lý siêu âm, ứng dụng và giá cả. Chúng tôi sẽ vui mừng để thảo luận về quá trình của bạn với bạn và để cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn!










Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics sản xuất hiệu suất cao siêu âm homogenizers cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ tương và khai thác trên phòng thí nghiệm, thí điểm và quy mô công nghiệp.

Văn học/tài liệu tham khảo




High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ Phòng thí nghiệm đến kích thước công nghiệp.