Kāpēc vienu{0}}sienu oglekļa nanocaurules pulveri ir grūtāk izkliedēt nekā pulveri ar vairākām sienām?

Faktiski izmantojot oglekļa nanocaurules pulveri, daudzi materiālu inženieri saskaras ar tipisku problēmu: kāpēc vienas -sienu oglekļa nanocaurules pulveris (SWCNT pulveris) bieži vien ir grūtāk panākt vienmērīgu dispersiju nekā daudzsienu oglekļa nanocaurules pulveris (MWCNT pulveris), pat ja tas tiek pievienots vienai un tai pašai šķīdinātāja, sveķu vai vircas sistēmai?

Šķiet, ka iemesls ir tikai tas, ka "viensienu oglekļa nanocaurules ir smalkākas un vairāk pakļautas aglomerācijai", taču patiesais iemesls nav tik vienkāršs.

Galvenais iemesls, kāpēc vienas -sienu oglekļa nanocaurules ir grūtāk izkliedējamas, ir to augstā malu attiecība, mazs caurules diametrs un liela mijiedarbība starp-caurulēm, kas padara SWCNT ļoti noslieci uz kūlī-līdzīgu agregātu veidošanos sausā pulvera stāvoklī. Kad ir izveidoti stabili saišķi, parastā maisīšana apgrūtina atsevišķu oglekļa caurulīšu atdalīšanu.

Jaunākie pētījumi vēlreiz norāda, ka SWCNT dabiski uzrāda acīmredzamas saišķošanas parādības, un viens no galvenajiem iemesliem ir spēcīga van der Vāla mijiedarbība starp oglekļa nanocaurulēm. Lai gan tradicionālā ultraskaņa un ilgstoša griešana var uzlabot izkliedi, tie var izraisīt oglekļa caurules bojājumus, enerģijas patēriņu un apstrādes efektivitātes problēmas.

Tāpēc, ja iegādājaties oglekļa nanocaurules pulveri ar vienu -sienu sienu, varat aplūkot ne tikai tīrību un caurules diametru. Jums jāpievērš uzmanība arī tā garumam, aglomerācijas stāvoklim, virsmas apstrādes metodei un tam, vai tā atbilst jūsu dispersijas sistēmai.

I. Kāpēc vienas-sienu oglekļa nanocaurules ir grūtāk izkliedēt nekā vairāku{2}}sienu oglekļa nanocaurules?

Galvenais iemesls nav tas, ka "vienas{0}}sienu noteikti ir grūtāk izkliedēt nekā daudz{1}}sienu", bet gan tas, ka SWCNT ir vairāk pakļauti spēcīgam saišķam-līdzīgām struktūrām, un, lai atkārtoti{3}}izkliedētu saišķus, ir jāpārvar ievērojama starp{4}}cauruļu mijiedarbība.

Lai gan vienas -sienu oglekļa nanocaurules un daudzsienu oglekļa nanocaurules pieder pie vienas-dimensijas oglekļa nanomateriāliem, to struktūras būtiski atšķiras.

SWCNT ir tikai viena caurules siena, kas izveidota, velmējot vienu oglekļa atomu slāni, savukārt MWCNT parasti sastāv no vairākiem koaksiāliem grafīta slāņiem.

Parastos produktos vienas -sienu oglekļa nanocaurules ārējais diametrs parasti ir no sub-nanometra līdz vairākiem-nanometriem, savukārt daudzsienu oglekļa nanocauruļu ārējais diametrs parasti var sasniegt vairākus nanometrus līdz desmitiem nanometru vai pat vairāk; konkrētais diapazons ir atkarīgs no produkta specifikācijas.

Tas, kas patiesi ietekmē izkliedi, nav pats "sienu skaits", bet gan šādu faktoru kopējā ietekme:

Mazāks caurules diametrs

Parasti ļoti augsta malu attiecība

Lielāks virsmas laukums uz masas vienību

Acīmredzama mijiedarbība starp caurulēm{0}}van der Vāls

Ir tendence veidot paralēlas{0}}līdzinātas kopu struktūras

Nosliece uz sekundāru aglomerāciju sausā pulverī

Atdalīšanas procesā{0}}jutīgs pret mehānisko/ultraskaņas enerģiju

SWCNT ir acīmredzama starp{0}}cauruļu pievilcība šķīdumā, un to viendimensijas struktūra nodrošina starp-cauruļu mijiedarbību spēcīgas lokālās adsorbcijas īpašības.

Tātad patiesais jautājums nav: "Kāpēc SWCNT nešķīst viegli?" drīzāk: "Kā pār-atdalīt jau-izveidotos SWCNT komplektus un noturēt stabilas nodalītās atsevišķās oglekļa caurules?"

Šī ir visbūtiskākā inženiertehniskā problēma vienas{0}}sienu oglekļa nanocaurules dispersijā.

II. Sarežģītākais aspekts, kas saistīts ar vienu-sienu oglekļa nanocaurules pulveri, patiesībā ir “apvienošana”

SWCNT lielākais izkliedes šķērslis bieži vien nav atsevišķas oglekļa caurules, bet gan tas, ka vairākas oglekļa caurules jau ir izveidojušas stabilus saišķus.

Iedomājieties oglekļa nanocauruli ar vienu -sienu, kura diametrs ir aptuveni 1 nm un garums ir vairāki mikrometri.

Tā nav parasta "daļiņa".

Tā vairāk atgādina ārkārtīgi smalku, ārkārtīgi garu nanomēroga šķiedru.

Ja vienlaikus pastāv liels skaits SWCNT, virsmas mijiedarbības dēļ tie tiek pakļauti šādiem faktoriem: viena caurule → mazs kūlis → liels saišķis → trīsdimensiju aglomerāts{0}}.

Šis process ir īpaši acīmredzams sausā pulverī.

Jaunākie pētījumi tieši attiecina dabisko SWCNT apvienošanu uz spēcīgu van der Vālsa mijiedarbību un norāda, ka tradicionālajai ultraskaņai un ilgstošai griešanai parasti ir nepieciešama liela enerģija, lai panāktu atdalīšanu.

Tāpēc tas, ko inženieri uzskata par "pulveri, kas neizkliedēsies", bieži vien patiesībā ir:

Šķidrums ir nokļuvis aglomerāta ārējā perifērijā, bet nav īsti atvēris iekšējos SWCNT saišķus.

III. Kāpēc oglekļa nanocaurules rada tik spēcīgu pievilcību savā starpā?

Van der Waals mijiedarbība starp oglekļa nanocaurulēm ir viens no galvenajiem CNT aglomerācijas cēloņiem, un lielais īpatnējais virsmas laukums un lielais kontakta garums vēl vairāk pastiprina šo problēmu.

Oglekļa nanocaurules virsma galvenokārt sastāv no oglekļa atomiem, kas pieder pie tipiskas sp² oglekļa struktūras.

Kad divas oglekļa nanocaurules tuvojas viena otrai, starp tām rodas van der Vāla mijiedarbība.

Ja saskartos tikai divas parastas sfēriskas daļiņas, kontakta laukums būtu salīdzinoši ierobežots.

Taču CNT ir slaidas{0}}viendimensijas struktūras.

Ja divas oglekļa caurules ir izvietotas paralēli, tās var veidoties: lineārs, nepārtraukts, liela{0}}laukuma kontakts.

Tas ir arī iemesls, kāpēc CNT augstais īpatnējais virsmas laukums ir gan priekšrocība, gan izkliedes grūtības.

Esošie pētījumi norāda, ka lielais CNT īpatnējais virsmas laukums ir labvēlīgs, lai radītu saskarnes mijiedarbību ar matricu, bet tajā pašā laikā tas arī uzlabo pievilcību un aglomerācijas tendenci starp nanodaļiņām.

Tāpēc:

Šeit norādītās vērtības ir tipiski inženiertehniskie diapazoni, ko izmanto, lai izprastu strukturālās atšķirības, nevis vienotas specifikācijas visiem produktiem.

IV. Kāpēc SWCNT augstā malu attiecība palielina izkliedes grūtības?

Augsta malu attiecība nozīmē, ka atsevišķi SWCNT ir ļoti gari un ļoti plāni, tādēļ tie ir pakļauti savstarpējai savstarpējai sapīšanai un vairāk pakļauti nepārtrauktu starp{0}}cauruļu kontaktu tīkliem.

Malu attiecību var vienkārši saprast šādi: garums ÷ caurules diametrs

Pieņemsim, ka SWCNT:

Caurules diametrs: 1 nm

Garums: 1 μm

Tad malu attiecība ir: 1000 : 1

Ja garums sasniedz 5 μm: 5000 : 1

Tas pilnībā atšķiras no parastajām mikronu{0}}mēroga daļiņām.

Augsta malu attiecība nodrošina divus rezultātus:

Pirmkārt, pakļauti savstarpējai sapīšanai

Sausā pulvera stāvoklī vairākas oglekļa caurules var savīties un pārklāties.

Otrkārt, vairāk tendētas uz tādu tīklu-veidošanos kā aglomerāti

Viena caurule var vienlaikus saskarties ar vairākām caurulēm, pakāpeniski veidojot struktūru, kas līdzīga "zirnekļa tīklam".

Tāpēc, pat ja disperģētājs var samitrināt CNT virsmu, tas nenozīmē, ka visu aglomerāta struktūru var nekavējoties iztīrīt.

V. Kāpēc vienas-sienas oglekļa nanocaurules pulveris "izskatās ļoti mazs", bet patiesībā to ir ļoti grūti izkliedēt?

Tipiska SWCNT īpašība ir tāda, ka mazs pievienošanas daudzums var veidot acīmredzamas tīkla struktūras, kas arī nozīmē, ka neliels pulvera daudzums var radīt acīmredzamas aglomerācijas un sabiezēšanas efektus.

Tas ir īpaši acīmredzams augstas{0}}koncentrācijas CNT suspensijā.

Piemēram, ja šķidrai sistēmai pievieno SWCNT: 0,1 masas % → 1 masas % → 3 masas %

Palielinoties koncentrācijai, sadursmes iespējamība starp oglekļa caurulēm ievērojami palielinās.

Tiklīdz tiek pārsniegts noteikts sistēmas -izkliedes ierobežojums, var rasties šādas darbības:

Strauja viskozitātes palielināšanās

Samazināta plūstamība

Melnas aglomerētas daļiņas

Sedimentācija/peldēšana

Filtrēšanas grūtības

Pārklājuma defekti

Pētījumi liecina, ka SWCNT ir ievērojami ierobežoti, apvienojot tos augstākās koncentrācijās; funkcionalizācija var uzlabot šo problēmu, taču tās ietekme ir cieši saistīta ar šķīdinātāju, virsmas grupām un koncentrāciju.

Tāpēc nevar vienkārši pieņemt, ka: "Jo mazāks pievienošanas daudzums, jo vieglāka izkliede."

Ja pašās oglekļa caurulēs jau ir izveidojušies ļoti stabili sausā pulvera aglomerāti, tad pat tad, ja galīgais pievienošanas daudzums ir tikai 0,1%, var parādīties acīmredzami "zivs-acs" vai granulēti aglomerāti.

VI. Kāpēc oglekļa nanocaurules ar vairākām sienām dažreiz ir vieglāk izkliedēt?

MWCNT dabiski nav "viegli izkliedējami", taču dažu daudzsienu oglekļa nanocauruļu struktūra un produkta forma atvieglo makroskopisku vienmērīgu izkliedi, izmantojot mehānisku bīdi noteiktās sistēmās.

Tas ir viegli pārprotams jautājums.

To nevar vienkārši pateikt: MWCNT ir viegli izkliedēt, SWCNT ir grūti izkliedēt.

Precīzāks apgalvojums ir šāds: daudzos izplatītākos rūpnieciskajos formulējumos daži MWCNT produkti var vieglāk sasniegt "makroskopisku vienmērīgu izkliedi", savukārt SWCNT bieži joprojām ir jāturpina atrisināt "saišķu disociācijas" problēmu.

Piemēram:

Pētījumi par MWCNT izkliedi arī parāda, ka MWCNT agregāciju un sedimentācijas uzvedību kontrolē vairāki faktori, tostarp van der Vālsa spēki, elektrostatiskie spēki, steriskie šķēršļi un hidrofobās mijiedarbības.

Tāpēc oglekļa nanocaurules ar daudzām sienām arī nav "viegli-izkliedējami materiāli"; vienkārši izkliedes logs var atšķirties konkrētiem produktiem.

VII. Kā precīzi būtu jādefinē oglekļa nanocaurules pulvera "dispersija"?

Patiesā izkliede nav "pēc šķidruma pievienošanas izskatās melna", bet gan oglekļa nanocaurules, kas mērķa sistēmā sasniedz pietiekami vienmērīgu, stabilu stāvokli, kas atbilst galīgajām veiktspējas prasībām.

Tas ir ļoti svarīgs punkts, iegādājoties oglekļa nanocaurules pulveri.

Daudzos eksperimentos ir šāda situācija: samaisiet 10 minūtes → Viendabīgi melns → Uzskatiet, ka dispersija ir veiksmīga.

Bet pēc 24 stundu stāvēšanas: Augšējais slānis kļūst skaidrs → apakšā parādās nogulsnes.

Tas norāda, ka sistēma pabeidza tikai īslaicīgu{0}}makroskopisku sajaukšanu un neveido stabilu izkliedi.

Tāpēc spriedumu var pieņemt trīs līmeņos:

1. Makroskopiskā vienveidība

Vai ir redzamas daļiņas, flokulas un sedimentācija?

2. Mikroskopiskā izkliedējamība

Vai oglekļa caurules ir atsevišķas, mazi saišķi vai liela mēroga -saišķi- līdzīgi kā aglomerāti?

3. Ilgtermiņa stabilitāte.{1}}

Vai sistēma joprojām ir stabila pēc 24 stundām, 7 dienām vai pat ilgāk?

Patiesi vērtīgam oglekļa nanocaurules dispersijas risinājumam ir jāapsver visi trīs līmeņi vienlaikus.

VIII. Kāpēc ultraskaņa var izkliedēt SWCNT, bet to nevar izmantot bezgalīgi?

Ultraskaņa var nodrošināt pietiekamu mehānisko enerģiju, lai sadalītu CNT aglomerātus, bet pārmērīga ultraskaņa var saīsināt oglekļa caurules, radīt defektus vai mainīt galīgo veiktspēju.

Šī ir arī visizplatītākā "pakāpju" problēma SWCNT dispersijas procesā.

Ultraskaņas efektu var vienkārši saprast šādi: ultraskaņas kavitācija → lokāla liela bīde → aglomerāta plīsums → oglekļa caurules pakāpeniski sadalās{0}}.

Bet problēma ir: ja enerģijas nepietiek → Aglomerāti neatvērsies. Ja enerģija ir pārāk liela vai laiks ir pārāk garš → Oglekļa caurules var tikt mehāniski bojātas.

SWCNT sadalīšanai var izmantot tradicionālo ultraskaņu vai ilgstošu cirpšanu, taču var rasties problēmas, piemēram, liels enerģijas patēriņš, apstrādes izmaksas un oglekļa caurules bojājumi.

Tāpēc faktiskajā ražošanā svarīgāk ir: atrast līdzsvaru starp "atvienošanas efektivitāti" un "oglekļa caurules garuma saglabāšanu".

IX. Kāpēc izkliedētāji var palīdzēt izkliedēt atsevišķas{1}}sienu oglekļa nanocaurules?

Disperģējošā līdzekļa pamatfunkcija ir izveidot jaunas stabilizējošas mijiedarbības uz oglekļa nanocaurules virsmas, samazinot mēģenējošo tendenci atkārtoti{0}}agregēties.

Kā piemēru ņemot ūdens sistēmas, izplatītas pieejas ietver:

Anjonu virsmaktīvās vielas

Ne{0}}jonu virsmaktīvās vielas

Polimēru dispersanti

Amfifilās molekulas

Specifisks polimēru pārklājums

Piemēram, virsmaktīvās vielas, piemēram, SDS, var adsorbēties uz SWCNT virsmas, radot acīmredzamāku elektrostatisko atgrūšanos starp oglekļa caurulēm, tādējādi palīdzot saglabāt dispersijas stāvokli. Saistītajos pētījumos ir novērota arī virsmaktīvās vielas koncentrācijas, sāls koncentrācijas un virsmas lādiņa ietekme uz SWCNT agregācijas stāvokļiem.

Bet dispersanti nav labāki lielākos daudzumos.

Pārmērīgs disperģētājs var izraisīt:

Palielināts atlikums

Palielināts putu daudzums

Viskozitātes izmaiņas

Ietekme uz elektroķīmisko veiktspēju

Sekojošas pārklājuma/žāvēšanas problēmas

Tāpēc disperģētāji jāprojektē kopā ar oglekļa nanocaurulēm, šķīdinātājiem un gala sastāvu.

X. Kāpēc dažādiem šķīdinātājiem ir tik atšķirīga ietekme uz vienas-sienu oglekļa nanocaurules dispersiju?

Jo tas, vai oglekļa nanocaurules var stabili izkliedēties, būtībā ir atkarīgs no līdzsvara starp divu veidu mijiedarbībām: "oglekļa caurule{0}}šķīdinātājs" un "oglekļa caurule-oglekļa caurule".

Ja šķīdinātājam ir laba saderība ar CNT virsmu: CNT{0}}šķīdinātāja mijiedarbība pastiprinās, savukārt CNT-CNT re-agregācijas tendence samazinās, padarot dispersiju vieglāk stabilizējamu.

Un otrādi, ja šķīdinātājs neatbilst CNT, CNT-CNT mijiedarbības > CNT-šķīdinātāja mijiedarbība, padarot pār-aglomerāciju vienkāršu.

Pētījumos atklāts, ka SWCNT dispersijas stabilitāte dažādās organisko šķīdinātāju sistēmās var būtiski atšķirties; piemēram, DMF/NMP jauktajām sistēmām konkrētos eksperimenta apstākļos bija augstāka stabilitāte nekā atsevišķiem šķīdinātājiem.

Tāpēc nevar vienkārši jautāt: "Vai oglekļa nanocaurules ar vienu sienu var izkliedēties šādā-un-šādā šķīdinātājā?"

Precīzākam jautājumam vajadzētu būt: "Kādā koncentrācijā, kādā šķīdinātājā, ar kādu disperģētāju un kādos bīdes apstākļos SWCNT var uzturēt stabilu dispersiju?"

XI. Kāpēc ir īpaši grūti izkliedēt vienas-sienu oglekļa nanocaurules ūdens sistēmās?

Senatnīgām SWCNT virsmām parasti ir spēcīgas hidrofobas īpašības, savukārt ūdens ir ļoti polāra vide. Tāpēc neskartiem SWCNT tīrā ūdenī parasti ir ļoti grūti dabiski veidot stabilu atsevišķu cauruļu dispersiju.

Tāpēc ūdens oglekļa nanocauruļu vircas parasti ir jāņem vērā:

Dispersanti

Virsmas modifikācija

pH

Jonu spēks

Augsta bīde

Ultraskaņa

Polimēru stabilizatori

un citi faktori.

Ir vērts atzīmēt, ka sāls koncentrācija ietekmē arī dispersijas stabilitāti.

Pētījumos atklāts, ka pēc sāls pievienošanas SWCNT ar virsmaktīvās -pārklājuma pārklājumu uzrāda lādiņu aizsargu, kas var izraisīt agregāciju; un šim efektam var būt arī diametra vai pat hiralitātes atkarība.

Tāpēc, ja klientam ir nepieciešama ūdens dispersija ar vienu -sienu oglekļa nanocaurules, viņš nevar vienkārši iegādāties "SWCNT pulveri" un tieši pievienot ūdeni.

XII. Vai funkcionalizētas vienas-sienu oglekļa nanocaurules ir vieglāk izkliedējamas?

Tie parasti var uzlabot izkliedi noteiktās sistēmās, bet funkcionalizācija nenozīmē, ka tā ir labāka visos gadījumos.

Polāro grupu ievadīšana uz CNT virsmas, izmantojot oksidācijas vai citas ķīmiskas metodes, var uzlabot tās mijiedarbību ar noteiktiem polāriem šķīdinātājiem vai polimēriem.

Šādu metožu priekšrocības ir: CNT virsmas maiņa → saderības uzlabošana ar barotni → rea{0}}aglomerācijas samazināšana

Bet ir arī svarīga problēma: funkcionalizācija var mainīt oglekļa nanocauruļu sākotnējo sp² oglekļa struktūru.

Saistītie pētījumi norāda, ka, lai gan ķīmiskā virsmas apstrāde var uzlabot CNT dispersijas stabilitāti, pārmērīga ķīmiskā apstrāde var iznīcināt daļu no iekšējās struktūras un ietekmēt mehāniskās un elektriskās īpašības.

Tātad SWCNT, kam jāsaglabā augsta vadītspēja vai īpašas optoelektroniskās īpašības: “Vieglāk izkliedējams” ne vienmēr nozīmē “labāku visaptverošu veiktspēju”.

XIII. Cik precīzi jāsalīdzina vienas-sienu un vairāku{2}}sienu oglekļa nanocaurules pulvera izkliedes grūtības?

No "de{0}}grupēšanas" perspektīvas SWCNT parasti ir nepieciešami precīzāki izkliedes procesi; no "makroskopiskās aglomerācijas" perspektīvas gan SWCNT, gan MWCNT ir acīmredzamas aglomerācijas problēmas.

Zvaigžņu vērtējumi šeit ir relatīvi inženiertehniskie norādījumi, nevis vienoti testēšanas standarti; faktiskie rezultāti var ievērojami atšķirties atkarībā no produkta garuma, caurules diametra, tīrības, virsmas apstrādes un vides.

XIV. Kāpēc vienai un tai pašai oglekļa nanocaurulei ar vienu sienu{1}}var būt pilnīgi atšķirīga dispersijas ietekme no dažādiem ražotājiem?

Oglekļa nanocaurules dispersijas veiktspēju nosaka ne tikai produkta nosaukums "SWCNT"; pulvera struktūra un ražošanas process ir vienlīdz svarīgi.

Piemēram, divi ražotāji abi marķē: SWCNT tīrība ir lielāka vai vienāda ar 99%

Bet faktiskie izkliedes efekti var būt pilnīgi atšķirīgi.

Jo jāņem vērā arī sekojošais:

Tāpēc "augstas-tīrības SWCNT" nav vienāds ar "labāko-izkliedējošu SWCNT".

Īpašiem lietojumiem nozīmīgāka ir: augsta tīrība + piemērots garums + piemērots virsmas stāvoklis + piemērota pulvera morfoloģija + atbilstošs dispersijas process.

XV. Kā uzlabot vienas-sienu oglekļa nanocaurules pulvera izkliedes efektu?

Visefektīvākā metode nav vienkārši palielināt maisīšanas laiku, bet vienlaikus optimizēt pulvera stāvokli, dispersijas vidi, disperģētāju un mehāniskās enerģijas ievadi.

Var izmantot šādu pieeju:

1. darbība: apstipriniet oglekļa nanocaurules specifikācijas

Vispirms apstipriniet:

Caurules diametrs

Garums

Tīrība

Virsmas stāvoklis

Vai tas ir funkcionalizēts

2. solis: nosakiet dispersijas vidi

Precizējiet, vai tas ir:

Ūdens

NMP

DMF

Etanols

Izopropanols

Sveķu šķīdums

Citi organiskie šķīdinātāji

3. darbība: atlasiet Dispersants

Izvēlieties atbilstošo veidu, pamatojoties uz sistēmu:

Virsmaktīvās vielas

Polimēru dispersanti

Amfifilās molekulas

4. darbība: optimizējiet nobīdi

Var kombinēt: iepriekš-mitrināšana → liela-ātruma bīde → ultraskaņa → zema- ātruma nogatavināšana, nevis sākt ar ilgstošu ultraskaņu.

5. darbība. Novērtējiet stabilitāti

Ievērojiet vismaz:

Sākotnējais daļiņu izmērs/aglomerācijas stāvoklis

Viskozitāte

Sedimentācija

Supernatants

Uzglabāšanas stabilitāte

Tikai tad jūs varat spriest, vai izkliedes problēma patiešām ir atrisināta, vai arī aglomerāti ir tikai īslaicīgi sadalīti.

XVI. Kāpēc oglekļa nanocauruļu ražotājiem ar vienu sienu{1}} arī būtu jākoncentrējas uz "dispersijas veiktspēju"?

Tā kā daudziem klientiem SWCNT iegādes galvenais mērķis nav iegūt pulvera maisiņu, bet gan iegūt nanomateriālu, kas var iekļūt sastāvā un stabili darboties.

Īpaši šādiem lietojumiem:

Litija akumulatoru vadošie aģenti

Elastīga elektronika

Caurspīdīgas vadošas plēves

Sensori

Vadītspējīgi kompozītmateriāli

Augstas veiktspējas{0}}polimēri

EMI aizsargmateriāli

Optoelektroniskie materiāli

Tas, kas patiesi ietekmē klientu iepirkuma lēmumus, bieži vien nav: "Kāda ir šī SWCNT tīrība?"

Bet drīzāk: "Vai pēc tā pievienošanas manai sistēmai tā var stabili izkliedēties?"

Tāpēc oglekļa nanocaurules pulvera ražotājam, kuram ir iespējas lietot, papildus pašu oglekļa caurulīšu kontrolei ir jāsaprot arī: pulveris → dispersija → virca → pārklāšana/veidošana → galīgā veiktspēja{0}}visa ķēde.

XVII. Kā Shandong Tanfeng kā oglekļa nanocaurules pulvera ražotājs palīdz klientiem atrisināt SWCNT dispersijas problēmas?

Shandong Tanfeng vairāk koncentrējas uz oglekļa nanocauruļu specifikāciju saskaņošanu ar klientu lietojumprogrammu sistēmām, nevis tikai nodrošina vienotu oglekļa nanocaurules pulvera modeli ar vienu -sienu.

Klientiem, kuriem nepieciešams iegādāties SWCNT, produktu saskaņošanu var veikt, izmantojot šādus parametrus:

Caurules diametrs:Dažādi cauruļu diametri ietekmē specifisko virsmas laukumu, elektronisko struktūru un izkliedes uzvedību.

Garums:Garums tieši ietekmē malu attiecību, sapīšanās tendenci un vircas reoloģiju.

Tīrība:Produkta specifikācijas tiek kontrolētas atbilstoši klientu prasībām attiecībā uz elektronisko, elektroķīmisko vai kompozītmateriālu veiktspēju.

Virsmas stāvoklis:Dažādiem medijiem var novērtēt sekojošo:

Senatnīgs SWCNT

Funkcionalizēts SWCNT

Īpaša virsma{0}}apstrādāta SWCNT

Pulvera stāvoklis:Koncentrējieties uz sausā pulvera aglomerāciju, uzglabāšanas stabilitāti un sekojošām de{0}}aglomerācijas grūtībām.

Lietojumprogrammu atbilstība:Kā oglekļa nanocauruļu pulvera ražotājs uzņēmums Shandong Tanfeng var veikt mērķtiecīgu oglekļa nanocauruļu specifikāciju saskaņošanu atbilstoši klientu ūdens, eļļas{0}}, organisko šķīdinātāju, sveķu un kompozītmateriālu sistēmām.

Tas nozīmē, ka klientiem nav vienkārši jāizvēlas starp: "0,8 nm vai 1,2 nm?"

Bet var apsvērt kopumā: caurules diametrs + garums + tīrība + virsmas stāvoklis + dispersijas sistēma.

XVIII. Kādi jautājumi būtu jāuzdod ražotājiem, pērkot vienu-sienu oglekļa nanocaurules pulveri?

Ja jūsu gala produktam ir prasības attiecībā uz dispersijas stabilitāti, piedāvājuma laikā vislabāk ir noskaidrot gan produkta strukturālos parametrus, gan ar lietojumu{0}}saistītus datus.

Ieteicams jautāt vismaz:

Kāds ir SWCNT vidējais caurules diametrs?

Kāds ir garuma diapazons?

Kā tiek pārbaudīta oglekļa tīrība?

Kāds ir metāla piemaisījumu saturs?

Vai tiek sniegti Ramana dati?

Vai tiek sniegti TGA dati?

Vai ir pieejams TEM/SEM raksturojums?

Vai pulverim ir veikta īpaša žāvēšanas apstrāde?

Vai ir ūdens dispersijas gadījumi?

Vai NMP/DMF un citās sistēmās ir izkliedes dati?

Kāds ir ieteicamais dispersants?

Kādi ir ieteicamie bīdes/ultraskaņas apstākļi?

Vai var nodrošināt paraugus faktiskai sastāva pārbaudei?

Īpaši nejautājiet tikai: "Kas ir SWCNT tīrība?"

Vēl svarīgāk ir jautāt: "Kā šo SWCNT ieteicams izkliedēt manā mērķa sistēmā?" Šis ir jautājums, kas patiešām var samazināt pētniecības un izstrādes izmēģinājuma{0}}un-kļūdu izmaksas.

XIX. Bieži uzdotie jautājumi par vienas-sienas oglekļa nanocaurules pulvera dispersiju

1. Kāpēc vienas sienas oglekļa nanocaurules ir pakļautas aglomerācijai?

Tā kā SWCNT ir lielas malu attiecības un spēcīga mijiedarbība starp{0}}caurulēm van der Vāls, tādēļ tie var veidot kūlī{1}} līdzīgas struktūras. Nesenie pētījumi vēlreiz apstiprina, ka SWCNT dabiskā apvienošana ir viens no galvenajiem izaicinājumiem to risinājumu apstrādē.

2. Vai oglekļa nanocaurules ar vienu -sienu obligāti ir grūtāk izkliedēt nekā daudzsienu oglekļa nanocaurules?

Ne vienmēr, taču SWCNT daudzās sistēmās ir acīmredzamākas grupēšanas un{0}}atdalīšanas grūtības. Konkrēti rezultāti ir saistīti arī ar garumu, caurules diametru, virsmas apstrādi, tīrību un vidi.

3. Vai ultraskaņa var atrisināt SWCNT aglomerāciju?

Tas var uzlabot aglomerāciju, bet ultraskaņas laiks un enerģija ir jākontrolē. Pārmērīga apstrāde var ietekmēt oglekļa caurules garumu un struktūru.

4. Vai SWCNT var tieši pievienot ūdenim?

Senatnīgi SWCNT parasti nevar izveidot ilgstošu{0}}stabilu atsevišķu caurulīšu dispersiju ūdenī, vienkārši maisot. Parasti ir nepieciešami dispersanti, virsmas modifikācijas vai citas stabilizācijas metodes.

5. Vai vairāk dispersantu ir labāki?

Nē. Dispersantiem ir jāpanāk pietiekams virsmas pārklājums un stabilizācijas efekti, vienlaikus izvairoties no pārmērīgas disperģētājas, kas ietekmē vadītspēju, elektroķīmisko veiktspēju vai turpmāko apstrādi.

6. Kāpēc tikko izkliedētie SWCNT pēc dienas atkal aglomerējas?

Tā kā sākotnējā mehāniskā izkliede ne vienmēr iznīcina visas stabilās saišķu struktūras, un elektrostatiskā, van der Vāla, hidrofobā un steriskā šķēršļu mijiedarbība sistēmā nepārtraukti mainīs aglomerācijas stāvokli.

7. Vai funkcionalizētos SWCNT noteikti ir vieglāk izkliedēt?

Tie parasti palīdz uzlabot izkliedi noteiktās polārajās sistēmās, taču vienlaikus var mainīt CNT raksturīgo struktūru un veiktspēju, tāpēc spriedums ir jāapvieno ar galīgo pielietojumu.

Atsevišķas-sienu oglekļa nanocaurules ir grūti izkliedējamas

Vienas{0}}sienu oglekļa nanocaurules pulveri ir grūtāk izkliedēt nekā daudzus daudzsienu oglekļa nanocaurules pulveri. Pamatproblēmu var apkopot šādi: Augsta malu attiecība, mazs caurules diametrs un ievērojama mijiedarbība starp caurulēm van der Vāls padara SWCNT ļoti pakļautus stabilu kūlī-līdzīgu aglomerātu struktūru veidošanai.

Tāpēc, risinot SWCNT izkliedes problēmu, nevar paļauties tikai uz: "Pievienojiet nedaudz vairāk šķīdinātāja + nedaudz ilgāk samaisiet."

Saprātīgāka pieeja ir šāda: atlasiet atbilstošās SWCNT specifikācijas → Kontrolējiet pulvera aglomerācijas stāvokli → atlasiet atbilstošu dispersijas vidi → Optimizējiet disperģētāju → Kontrolējiet bīdes/ultraskaņas enerģiju → pārbaudiet ilgtermiņa stabilitāti{0}}.

Oglekļa nanocauruļu pulvera iegūšanai tas arī izskaidro, kāpēc visiem produktiem, kas marķēti ar "vienas{0}}sienu oglekļa nanocaurules", var būt pilnīgi atšķirīgs izkliedes efekts pēc viena sastāva ievadīšanas.

Kā oglekļa nanocauruļu pulvera ražotājs Shandong Tanfeng var saskaņot produktus ar SWCNT caurules diametru, garumu, tīrību, virsmas stāvokli un uzklāšanas sistēmu, kā arī sniegt mērķtiecīgus atlases un dispersijas ieteikumus atbilstoši klientam specifiskām ūdens, eļļas, organisko šķīdinātāju vai polimēru sistēmām.

Ja jūsu mērķis nav vienkārši iegādāties SWCNT pulveri, bet galu galā iegūt oglekļa nanocaurules materiālus ar zemu aglomerāciju, vieglu izkliedi un partijas stabilitāti, tad produkta specifikācijās iepirkuma posmā iekļaut "dispersijas veiktspēju" ir efektīvāk nekā atkārtotu sastāva pielāgošanu pēc pulvera saņemšanas.