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咨詢電話:13918294437關鍵詞:分散
概述:傳統(tǒng)制備方法如超聲分散、機械攪拌等,要么難以突破高濃度體系下的團聚壁壘,要么會造成 MXene 片層結構破壞,制約了其工業(yè)化應用進程。TRILOS 超高壓納米均質機憑借獨特的高壓腔室設計與精準的能量控制技術,實現(xiàn)了MXene 漿料高效分散。
關鍵詞:MXene 漿料,MXene 漿料分散,超高壓納米均質機,高壓納米均質機
作為二維過渡金屬碳/氮化物的典型代表,MXene 憑借優(yōu)異的導電性能、力學性能及電化學活性,在超級電容器、鋰離子電池、電磁屏蔽、催化等領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。然而,MXene 片層間存在強烈的范德華力,在漿料制備過程中極易發(fā)生堆疊團聚,不僅會降低其比表面積與活性位點暴露量,還會嚴重影響后續(xù)成型加工質量與產(chǎn)品性能。傳統(tǒng)制備方法如超聲分散、機械攪拌等,要么難以突破高濃度體系下的團聚壁壘,要么會造成 MXene 片層結構破壞,制約了其工業(yè)化應用進程。TRILOS 超高壓納米均質機憑借獨特的高壓腔室設計與精準的能量控制技術,成功實現(xiàn)了MXene 漿料的高效分散制備。
一、MXene 漿料制備的核心技術痛點
MXene 通常采用qfs刻蝕 MAX 相材料制得,初產(chǎn)物經(jīng)洗滌、離心后得到的漿料濃度較低,需進一步濃縮才能滿足工業(yè)化生產(chǎn)對物料傳輸效率與加工成本的要求。但在濃縮過程中,隨著固含量提升,MXene 片層間距逐漸縮小,片層間的靜電引力與范德華力顯著增強,極易形成不可逆的團聚體。這種團聚體的存在會帶來多重問題:其一,團聚體內部的 MXene 片層無法充分與電解液或其它功能材料接觸,導致其導電、電化學等核心性能大幅衰減;其二,團聚的漿料流動性極差,難以通過涂覆、印刷等常規(guī)工藝成型,增加了后續(xù)加工難度;其三,傳統(tǒng)分散手段如高強度超聲,雖然能在一定程度上打破團聚,但會產(chǎn)生局部高溫與強剪切力,導致 MXene 片層邊緣斷裂、結構破損,破壞其本征性能。因此,實現(xiàn)高濃度下的高效分散,同時兼顧 MXene 片層結構完整性,成為制約其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關鍵難題。
二、TRILOS超高壓納米均質機的原理和核心技術優(yōu)勢
TRILOS超高壓納米均質機依靠強大壓力驅動和分散物料。物料在超高壓力下,經(jīng)過分散單元的狹小縫隙,瞬間產(chǎn)生強大剪切力,將大顆粒物料裁剪成微小碎片。同時,物料高速流動相互撞擊,還會形成空穴效應。這些綜合作用,讓大小不一的顆粒被粉碎并均勻分散。
該設備不堵不漏,配備10寸工業(yè)觸控屏實時監(jiān)控壓力曲線,至高壓力可達3000bar。
圖1 均質機原理圖
圖2 TRILOS超高壓納米均質機
TRILOS 超高壓納米均質機基于“超高壓空化+精準剪切+撞擊分散"的復合作用機理,能夠有效打破 MXene 片層間的團聚作用力;同時,漿料在分散腔室內發(fā)生高速剪切與撞擊,進一步將殘留的微小團聚體分散為單一片層或少量幾片的堆疊結構,且整個過程能量傳遞均勻,避免了局部過度剪切對 MXene 片層結構的破壞。
相較于傳統(tǒng)分散設備,TRILOS 超高壓納米均質機具有三大核心優(yōu)勢,能夠適配高濃度 MXene 漿料的制備需求:
1. 超高壓力調節(jié)范圍:設備可實現(xiàn) 0-3000bar 的精準壓力控制,針對不同濃度的 MXene 漿料可靈活匹配至優(yōu)壓力參數(shù),既能保證團聚體分散,又能避免壓力過高導致的片層破損;
2. 高效的能量利用率:獨特的腔室結構使能量集中作用于物料分散過程,分散效率較超聲分散大幅提升,且能耗明顯降低,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn);
3. 穩(wěn)定的連續(xù)化運行能力:連續(xù)運行時的物料處理量大,能夠滿足不同規(guī)模的生產(chǎn)需求,且分散效果一致性佳,有效避免了批次間的性能差異。
三、在MXene 漿料中的應用案例
以 Ti?AlC? 為原料,經(jīng)qfs刻蝕制備初生態(tài) MXene 漿料,將其濃縮后,采用 TRILOS 超高壓納米均質機進行分散處理,……(下載閱讀全文)
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