Hvernig á að búa til Carbon Nanotube slurry úr Carbon Nanotube dufti?

Að búa til slurry úr kolefnis nanórördufti er ekki einfaldlega að bæta kolefnis nanórördufti í vatn eða NMP og hræra. Það er kerfisbundið ferli sem felur í sér val á dufti, forbleyta, þéttingu, dreifingarstöðugleika, styrkleikastjórnun, seigjustillingu og gæðaprófun. Fyrir rafhlöðuleiðandi efni, leiðandi húðun, ofurþétta og samsett efni, það sem á endanum ákvarðar hvort hægt sé að nota slurry á stöðugan hátt er ekki bara hreinleiki og leiðni kolefnis nanóröranna sjálfra, heldur meira um vert, dreifingarástand kolefnis nanóröranna í vökvanum.

Frá ferlissjónarmiði er hægt að skilja framleiðslu kolefnis nanóröra slurry sem: Kolefni nanórörduft → Leysi/dreifingarkerfi → Fordreifing → High-shear de-agglomeration → Stöðugleiki → Styrkur/seigju aðlögun → Síun og prófun → Lokið kolefni nanórör slurry.

I. Af hverju er ekki hægt að fá hágæða slurry með því einfaldlega að bæta kolefnisnanotube dufti í leysi?

Kjarnaniðurstaðan er: Eftir að kolefni nanórörduft fer í vökva þarf fyrst að leysa þéttingar- og bleytuvandamálin, frekar en að auka hræringarhraðann einfaldlega.

Kolefnis nanórör hafa tiltölulega mikið sérstakt yfirborð og sterka millisameindakrafta og eru hætt við að mynda búntlíkar eða stærri þyrpingar í þurru duftástandi. Tengdar rannsóknir benda á að CNT mynda auðveldlega kristallaða knippi vegna van der Waals víxlverkana, sem er einnig einn helsti erfiðleikinn við að ná samræmdri dreifingu í vökvakerfum.

Þess vegna: "Hægt að bæta dufti við leysi" ≠ "Kolefni nanórör hefur verið dreift."

Raunverulegt slurry-framleiðsluferlið þarf venjulega að fara í gegnum þrjú stig:

Bleyta:Leyfa leysinum að komast inn í uppbyggingu CNT duftþyrpingarinnar;

Byggingareyðing:Minnka stærð CNT knippa og stærri þyrpinga;

Stöðugleiki:Koma í veg fyrir að þegar dreifðir CNTs safnist saman aftur.

Ef aðeins er hrært með venjulegum hraða getur svartur einsleitur vökvi virst hafa myndast eftir nokkrar mínútur, en stærri CNT þyrpingar geta enn verið til á smásjánum mælikvarða.

II. Hvert er grunnferlið til að búa til slurry úr kolefnisnanotube dufti?

Fullkomið undirbúningsferli kolefnis nanóröra inniheldur venjulega sex meginþrep: "undirbúningur lausnar-for-bleytu-dreifingar-stöðugleika-seigjuaðlögunar-prófunar."

Grunnferli sem á við um flestar rannsóknarstofu- og iðnaðarþróunarsviðsmyndir má tákna sem:

CNT duft úrval
↓
Leysi/dreifingarmiðill undirbúningur
↓
Lághraða forblöndun og bleyta
↓
Háhraða klippa eða önnur vélræn dreifing
↓
Frekari þéttbýlismyndun og einsleitni
↓
Aðlögun á fast efni og seigju
↓
Síun/froðueyðandi
↓
Prófanir á kornastærð, seigju, stöðugleika, mótstöðu osfrv.

Það skal tekið fram að mismunandi forritakerfi geta ekki einfaldlega notað sama sett af breytum.

Til dæmis:

Vatnskennd kolefnis nanórörslausn þarf að einbeita sér að vatnssækni, dreifiefni og pH;

NMP olíu-undirstaða kolefni nanórör slurry þarf að einbeita sér að samhæfni CNTs við PVDF / NMP kerfið;

Rafhlaða slurry þarf einnig að huga að víxlverkunum milli virkra efna, bindiefna og leiðandi efna;

Leiðandi húðun gæti einbeitt sér meira að seigju á notkun, geymslustöðugleika og húðunarfilmuþol.

III. Af hverju er fyrsta skrefið í að búa til kolefnisnanotube slurry að velja rétta kolefnisnanotube duftið?

Duftforskriftin ákvarðar erfiðleika síðari slurry-framleiðslu og frammistöðuþakið sem endanleg slurry getur náð.

Einnig kallað "margveggað kolefnis nanórörduft," mismunandi vörur geta haft verulegan mun á rörþvermáli, lengd, stærðarhlutföllum, hreinleika, málmleifum, grafitization gráðu og yfirborðsástandi.

Þessar breytur hafa áhrif á:

Dreifingarerfiðleikar;

Nauðsynleg klipporka;

Seigja slurry;

Leiðandi netmyndunargeta;

Geymslustöðugleiki;

Lokaviðnám;

Samhæfni við rafhlöðuvirk efni eða plastefniskerfi.

Þess vegna, þegar þú kaupir kolefni nanórörduft, geturðu ekki aðeins litið á "99% hreinleika."

Hvaða vísbendingar ætti að einbeita sér að þegar þú velur kolefnisnanotube duft?

Fyrir viðskiptavini sem raunverulega stunda fjöldaframleiðslu er stöðugleiki duftlotu oft mikilvægari en ákveðinn mælikvarði á rannsóknarstofu.

IV. Hvernig ætti að dreifa kolefni nanórördufti fyrirfram?

Megintilgangur fordreifingar er ekki að ljúka þyrpingu á nanóskala í einu skrefi, heldur að bleyta CNT duftið að fullu og leggja grunninn að síðari skilvirkri dreifingu.

Í raunverulegri framleiðslu er miklu magni af þurru dufti venjulega ekki bætt beint við vökva á miklum hraða allt í einu, heldur bætt smám saman í samræmi við búnað og samsetningu.

Algeng nálgun er:

1. Undirbúðu hluta af leysinum

Bætið fyrst hluta af vatni, NMP, eða öðrum viðeigandi miðli í samsetninguna.

2. Bætið við dreifiefni eða hluta af bindiefninu

Ef kerfið krefst dreifiefnis ætti að ákvarða íblöndunaraðferðina út frá CNT yfirborðseiginleikum og markkerfinu.

3. Bætið CNT Powder hægt út í

Stjórnaðu fóðrunarhraðanum til að forðast að duftið myndi samstundis mikið magn af þurrum þéttum kubbum.

4. Lághraða forblöndun

Leyfðu CNT duftinu fyrst að bleyta að fullu, farðu síðan í dreifingarstigið með meiri orku.

Þessi aðferð kann að virðast vera hægari skref, en í raun getur hún dregið úr stórum þyrpingum sem "ekki er hægt að brjóta upp, sama hvað" í síðara ferli.

V. Hvers vegna krefst kolefnisnanotubeykja dreifingar með mikilli skerf?

Kjarnahlutverk háskerpu er að veita nægilega vélrænni orku til CNT þyrpingarbyggingarinnar, sem veldur því að stærri þyrpingar sundrast smám saman.

Algengar vélrænar aðferðir í rannsóknum á dreifingu kolefnis nanóröra eru ómskoðun, klippablöndun, kúlumölun og einsleitni, með mismunandi aðferðum sem samsvara mismunandi klippuumhverfi og orkuinntaki.

En það er vandamál hér sem auðvelt er að gleymast: Dreifing er ekki "því sterkari, því betri."

CNT dreifingarástand hefur áhrif á slurry rheology og leiðandi netkerfi; ófullnægjandi dreifing myndar ójafna leiðandi brautir, en óhófleg dreifing getur einnig eyðilagt upprunalega virka CNT netið.

Þannig að það sem sannarlega þarf að stjórna er: Næg þéttbýli + Viðhalda hæfilegri rörlengd + Koma á stöðugu leiðandi neti. Frekar en einfaldlega að sækjast eftir "því minni sem agnirnar eru, því betra."

VI. Hver er munurinn á ómskoðun, klippingu, kúlumölun og einsleitni við gerð kolefnis nanóröra slurry?

Mismunandi dreifingarbúnaður leysir þéttbýlisvandamál á mismunandi mælikvarða. Raunveruleg iðnaðar slurry-gerð krefst venjulega val á viðeigandi vélrænni dreifingaraðferð byggt á CNT forskriftum og kerfi.

Núverandi rannsóknir sýna að aðferðir eins og vélræn mölun og ómskoðun geta breytt stærð CNT þyrpingarinnar, en aukin vélræn orka getur samtímis valdið vandamálum eins og lengdarminnkun CNT. Þess vegna þarf að ákvarða ferligluggann með tilraunum og ekki er hægt að afrita færibreytur frá öðrum framleiðendum einfaldlega.

VII. Hvernig á að búa til vatnskenndan kolefnisnanotube slurry?

Lykillinn að vatnskenndri kolefnisnanotube slurry er að leysa bleyta og stöðuga dreifingarvandamál milli vatnsfælna CNT yfirborðsins og vatnsins.

Náttúrulegt yfirborð CNT er aðallega samsett úr grafítuðum kolefnisbyggingum og samhæfni þess við vatn er venjulega lakari en vatnssækin efni. Þess vegna þarf oft að íhuga vatnslausn slurry:

Dreifingarefni gerð;

styrkur dreifiefna;

pH;

CNT yfirborðsbreyting;

Skurstyrkur;

Sterkt efni;

Geymslustöðugleiki.

Núverandi rannsóknir hafa sannað að stöðugt vatnskennt CNT slurry getur myndast með viðeigandi yfirborðsmeðferð eða dreifikerfi; til dæmis er hægt að dreifa dópuðum CNT í rannsóknum stöðugt í vatni og nota sem leiðandi efni fyrir litíumjónarafhlöður vegna betri vatnssækni.

Hvað ætti að leggja áherslu á að stjórna fyrir vatnskenndan CNT slurry?

Það skal áréttað að ekki er hægt að gefa sérstakt fast innihald og dreifiefnishlutföll svokallað „staðlað svar“ aðskilið frá búnaði og notkun. Sömu CNT við mismunandi dreifiefni og búnaðaraðstæður geta haft algjörlega mismunandi ákjósanlega samsetningu.

VIII. Hvernig á að búa til NMP-System Carbon Nanotube slurry?

NMP kerfi þurfa venjulega að vera hönnuð í kringum samskipti CNT, NMP, PVDF og rafhlöðuvirkra efna, frekar en að hagræða aðeins dreifingu milli CNT og NMP.

Fyrir kerfi eins og litíum rafhlöðu bakskaut eru CNT leiðandi efni oft notuð ásamt NMP/PVDF kerfum.

Algeng rökfræði við gerð slurry á rannsóknarstofu er:

CNT + Hluti af NMP/bindiefniskerfi
→ CNT fordreifing
→ Bæta við virku efni
→ Blöndun með mikið fast efni
→ Bættu smám saman við NMP í samræmi við seigju
→ Froðueyðandi
→ Húðunarpróf

Tengd verkfræðiefni bjóða einnig upp á undirbúningsferli fyrir slurry á rannsóknarstofu sem notar þá nálgun að dreifa fyrst leiðandi aukefninu í hluta bindiefnalausnarinnar, bæta síðan virka efninu við og að lokum stilla seigju í gegnum NMP. Dæmi grugglausnin í þessu efni hefur um það bil 62% fast efni og seigjusviðið við skurðhraða 10 s⁻¹ er 3.000–15.000 mPa·s; þetta eru ferlidæmi fyrir tiltekin kerfi, ekki alhliða staðlar fyrir allar rafhlöður.

IX. Af hverju getur fast innihald og seigja kolefnisnanotube slurry ekki einfaldlega stundað „Því hærra, því betra“?

Hátt fast efni getur dregið úr álagi á að fjarlægja leysiefni í kjölfarið, en of hátt CNT eða heildarfast efni getur aukið seigju slurry verulega og haft áhrif á vinnslu.

CNTs hafa há stærðarhlutföll og mynda auðveldlega netkerfi, þannig að lítið magn af CNTs getur einnig breytt rheological hegðun kerfisins verulega.

CNT-dreifingarástand hefur veruleg áhrif á seigju og skurðþynnandi hegðun rafskautslausnar.

Hægt er að skilja ferlimarkmiðið sem jafnvægi:

Leiðni ↑
Dreifingarstöðugleiki ↑
Sterkt efni ↑
En seigja getur ekki verið stjórnlaus.

Til dæmis, í ákveðnu rafhlöðukerfi, getur CNT-leiðandi efni aðeins tekið þátt í litlum hluta af endanlegri heildarmassa slurrys, en samt haft veruleg áhrif á gruggafræði slurrys.

Svo það sem raunverulega ætti að spyrja birgja við innkaup er: "Getur þessi CNT slurry náð markmiði seigju og leiðandi áhrifum í kerfinu mínu?"

Frekar en að spyrja bara: "Hvað er CNT-efnið þitt?"

X. Hver er munurinn á Carbon Nanotube dufti og Carbon Nanotube slurry?

Púður hentar viðskiptavinum betur til að móta og þróa sjálfan sig djúpt, á meðan kosturinn við fordreifða slurry er að færa erfiðasta dreifingarþrepið upp á við til faglegra framleiðenda.

Þetta er líka ástæðan fyrir því að fleiri og fleiri viðskiptavinir sem krefjast stöðugrar framleiðslu kaupa beint Carbon Nanotube slurry / CNT Dispersion / Carbon Nanotube Conductive Paste.

XI. Af hverju getur „Sama kolefnisnanotube-duftið“ framleitt slurry með mismunandi afköstum frá mismunandi framleiðendum?

Það sem sannarlega ákvarðar gæði slurry er ekki einn CNT duftvísir, heldur samsetningin af "duftbyggingu + dreifingarkerfi + ferlibreytur + gæðaeftirlit."

Til dæmis, tveir framleiðendur veita báðir: MWCNT, hreinleika sem er meira en eða jafnt og 95%

En raunverulegur munur getur verið í:

Mismunandi þvermál rör;

Mismunandi rörlengd;

Mismunandi stærðarhlutföll;

Mismunandi málmleifar;

Mismunandi yfirborðsgallar;

Mismunandi duftstöflun;

Mismunandi dreifiefni;

Mismunandi klippibúnaður;

Mismunandi dreifingartími.

Endanleg slurry sem framleidd er getur sýnt allt öðruvísi: seigju, kornastærð, botnfallshraða, leiðni og geymslustöðugleika. Þess vegna, þegar þú velur CNT birgja, geturðu ekki aðeins borið saman dufttilboð.

XII. Hvaða vísbendingar ættu sannarlega að vera prófaðar þegar búið er til kolefnisnanotube slurry?

Hágæða CNT slurry krefst samtímis prófunar á „grindunni sjálfri“ og „endanlegri notkunarframmistöðu,“ ekki bara útliti.

Mælt er með því að koma á eftirfarandi prófunarkerfi:

Viðskiptavinir rafhlöðu þurfa sérstaklega að hafa í huga: Hæfi til að prófa slurry þýðir ekki að rafskautið uppfylli endilega kröfur.

Sannlega fullkomin sannprófun ætti að halda áfram í: slurry → Húðun → Þurrkun → Rolling → Rafskautsþol → Rafefnafræðileg prófun.

XIII. Af hverju er ekki hægt að dæma slurry úr kolefni nanórörum eingöngu út frá „hvort sem það er svart eða hvort það er set“?

Útlit getur aðeins þjónað sem bráðabirgðaákvörðun og getur ekki beint táknað að CNTs hafi náð ákjósanlegu smásjárdreifingarástandi.

Tunna af slurry sem lítur alveg einsleit út þýðir ekki að CNTs hafi myndað besta leiðandi netið.

Hins vegar þýðir lítilsháttar botnfall ekki endilega að ekki sé hægt að nota vöruna; það ætti einnig að sameina með:

Sethraði;

Endurdreifanleiki;

Stærð þyrpingar;

Breytingar á seigju;

Geymslutími;

Raunveruleg afköst húðunar;

Rafskautsviðnám.

Sérstaklega í rafhlöðukerfum hafa nýjustu rannsóknir sýnt ennfremur að CNT dreifingarástand hefur ekki aðeins áhrif á slurry rheological hegðun, heldur hefur einnig áhrif á innra leiðandi net rafskautsins og síðari rafefnafræðilega frammistöðu.

XIV. Hvers vegna er Shandong Tanfeng hentugur fyrir samþætt framboð á "kolefnisnanotube dufti → kolefnisnanotube slurry"?

Kostur Shandong Tanfeng liggur í getu þess til að tengja framleiðslu kolefnis nanótúpudufts við dreifingu slurry niðurstreymis, frekar en að veita aðeins einangrað CNT hráefni.

Fyrir fyrirtæki sem krefjast langtímakaupa þýðir þessi samþætta getu að hægt sé að framkvæma stöðuga hagræðingu í kringum sama efniskerfið.

Shandong Tanfeng veitir nú kolefni nanórörduft og kolefni nanórör slurry vörur, sem nær yfir bæði vatnskennd og olíu-undirstaða dreifikerfi; fyrirtækið stjórnar öllu ferlinu frá CNT-dufti til slurry-dreifingar og leggur áherslu á lotuvísa eins og fast efni, seigju og málmóhreinindi.

Í hvaða þáttum getur Shandong Tanfeng unnið með viðskiptavinum?

Í fyrsta lagi er hægt að þróa duft og slurry í tengingu.

Ef viðskiptavinur kemst að því að tiltekið CNT duft er erfitt að uppfylla kröfur um seigju slurrys, er hægt að breyta öfugt frá duftforskriftarendanum, frekar en að auka stöðugt dreifingarorku í slurry endann.

Í öðru lagi er hægt að útvega vatns- og olíulausnir.

Fyrir mismunandi forrit er hægt að þróa eftirfarandi:

Vatnskennd kolefni nanórör slurry;

NMP olíu-undirstaða kolefni nanórör slurry;

Rafhlöðusértæk CNT leiðandi slurry;

Sérsniðin slurry með föstu efni;

Sérsniðin seigjulausn.

Í þriðja lagi er hægt að aðlaga í samræmi við ferla viðskiptavina.

Fyrir viðskiptavini sem þurfa að fara frá staðfestingu á rannsóknarstofu yfir í fjöldaframleiðslu, gerir þetta "duft + slurry + stuðningur við vinnslu" það venjulega auðveldara að koma á stöðugum ferliglugga en að kaupa hráefni eitt og sér.

XV. Kjarninn í því að búa til kolefnisnanotube slurry úr kolefnisnanotube dufti er ekki "að setja duft í vökva"

Hinn sanni kjarni er að leyfa CNT að mynda stöðuga, vinnanlega dreifibyggingu í markvökvakerfinu sem getur framkvæmt leiðandi netvirkni.

Allt ferlið má þétta í eina setningu: Að velja rétta duftið er útgangspunkturinn; rétt bleyta er grunnurinn; skilvirk þéttbýlismyndun er lykillinn; stöðug dreifing er kjarninn; Staðfesting á lokaafurð er niðurstaðan.

Fyrir framleiðendur kolefnis nanóröra er sannarlega dýrmæt hæfileiki ekki bara "að geta framleitt CNT duft," heldur að geta skilið: Sambandið á milli CNT duft uppbyggingu → dreifingarhegðun → slurry rheology → leiðandi net → endanleg vöruframmistöðu.

Shandong Tanfeng hefur beitt bæði kolefnis nanórördufti og kolefnis nanórörslausn, sem er fær um að ná frá andstreymis CNT efnislýsingum alla leið til vatnskenndra, NMP kerfa og sérsniðna grugglausna. Fyrir viðskiptavini sem þurfa að fara smám saman frá rannsóknarstofusamsetningum til stöðugrar fjöldaframleiðslu, getur þessi samþætta framboðsaðferð dregið úr upplýsingatapi á milli stiga duft- og slurryframleiðslu og stöðugt fínstillt efni og ferla í kringum raunveruleg forrit.

Algengar spurningar um að búa til kolefnisnanotube slurry úr kolefnisnanotube dufti

1. Er hægt að bæta kolefni nanórördufti beint við vatn?

Það er hægt að bæta því við, en það þýðir ekki að hægt sé að fá stöðuga dreifingu beint. Bleytanleiki milli CNTs og vatns, dreifiefni, klippuaðferð og styrkur hafa allir áhrif á lokaniðurstöðuna.

2. Þarf kolefnis nanótúbu slurry endilega dreifiefni?

Ekki endilega. Hvort þörf er á dreifiefni fer eftir CNT yfirborðseiginleikum, leysi, innihaldi föstu efna og lokanotkun; sum kerfi geta náð því með líkamlegri dreifingu eða öðrum stöðugleikaaðferðum.

3. Hvers vegna verður slurry úr kolefni nanórör auðveldlega þykkt?

Hátt stærðarhlutfall og netuppbygging CNTs hafa veruleg áhrif á rheological hegðun kerfisins. Þegar styrkur CNT, þéttingarstig eða dreifingarástand breytist getur seigja slurry breyst verulega.

4. Er hærra CNT slurry fast efni alltaf betra?

Nei. Hátt fast efni hjálpar til við að draga úr hlutfalli leysiefna, en getur leitt til meiri seigju og meiri dreifingarerfiðleika, og ætti að ákvarða í samræmi við raunverulegan húðunar- og flutningsferla.

5. Er hægt að kaupa kolefni nanórörduft og slurry frá einum framleiðanda á sama tíma?

Já, og það hefur augljóst ferli samlegðargildi fyrir viðskiptavini sem þurfa langtíma fjöldaframleiðslu. Shandong Tanfeng veitir bæði kolefnis nanótúpuduft og vatnskenndan/olíu-undirstaða kolefnis nanórör slurry og getur passað og sérsniðið í samræmi við umsóknarkröfur.

6. Hvernig á að dæma hvort slurry úr kolefni nanórör sé vel dreift?

Þú getur ekki bara horft á útlitið. Mælt er með því að prófa kornastærð, seigju, botnfallsstöðugleika, örbyggingu, viðnám og endanlega húðun/rafskautsframmistöðu ítarlega.

7. Eru slurry-gerð aðferðir fyrir MWCNT og SWCNT þær sömu?

Grunnferlisrökfræðin er svipuð, en ákjósanlegustu færibreyturnar eru venjulega mismunandi. Þessir tveir eru mismunandi í þvermál rörsins, lengd, tiltekið yfirborðsflatarmál, þéttbýlisstöðu og netmyndunargetu, þannig að dreifingarferli þarf að koma á sérstaklega.

8. Er hægt að sérsníða slurry úr kolefnis nanórörum?

Já. Raunveruleg aðlögun snýst venjulega um CNT gerð, styrk, innihald fasts efnis, seigju, leysikerfi, dreifingarstöðugleika og lokanotkun.