Меню змесціва
● Уводзіны ў наначастицы карбіду вальфрама
>> Уласцівасці наначастиц карбіду вальфраму
>> Палепшаныя ўласцівасці на нанамаштабе
● Прымяненне наначастиц карбіду вальфрама
>> 1. Рэжучыя інструменты і здабыча абсталявання
>> 2. Каталіз
>> 3. пакрыцці
>> 4. Нанакаміты
>> 5. Фотакаталіз
>> 6. Біямедыцынскія прыкладанні
>> 7. Электроніка
● Метады сінтэзу
>> Тэхніка характарыстыкі
● Праблемы і будучыя напрамкі
● Выснова
● Часта задаюць пытанні
>> 1. Якія асноўныя прымяненне наначасціц вальфрама?
>> 2. Як сінтэзуюцца наначасціцы карбіду вальфраму?
>> 3. Якія каталітычныя ўласцівасці наначасціц вальфраму карбіду?
>> 4. Ці можна выкарыстоўваць наначастицы карбіду вальфраму ў фотакаталізацыі?
>> 5. Якія ўмовы захоўвання для наначастиц карбіду вальфраму?
● Цытаты:
Наначастицы з карбіду вальфраму ў апошнія гады набываюць значную ўвагу дзякуючы іх унікальным уласцівасцям і разнастайным прымяненнем. Гэтыя наначасціцы не зусім новыя, як Сам карбід вальфраму выкарыстоўваецца ў розных прамысловых дадатках на працягу дзесяцігоддзяў. Аднак прагрэс у нанатэхналогіі дазволіў выпрацоўваць карбід вальфраму на нанамаштабе, адкрыўшы новыя шляхі для яго выкарыстання.
Уводзіны ў наначастицы карбіду вальфрама
Карбід вальфраму (WC) - гэта злучэнне, якое складаецца з вальфрама і вугляроду, вядомы сваёй выключнай цвёрдасцю, зносам і ўстойлівасцю да карозіі. На нанамаштабе гэтыя ўласцівасці дадаткова ўзмацняюцца, што робіць наначасціцы WC высока запатрабаванымі ў такіх галінах, як матэрыялазнаўства, каталіз і інжынерыя.
Уласцівасці наначастиц карбіду вальфраму
- Цвёрдасць і зносаўстойлівасць: Наначасціцы WC маюць цвёрдасць 9-9,5 па шкале MOHS, што робіць іх ідэальнымі для прымянення, якія патрабуюць высокай трываласці і ўстойлівасці да ізаляцыі. Гэта ўласцівасць асабліва выгадная ў такіх галінах, як майнинг і вытворчасць, дзе інструменты падвяргаюцца экстрэмальным умовам.
-Каталітычныя ўласцівасці: яны праяўляюць каталітычную дзейнасць, падобную на матэрыялы на аснове плаціны, але больш эканамічна эфектыўныя і ўстойлівыя да дэактывацыі СО. Гэта робіць іх прыдатнымі для розных хімічных рэакцый, уключаючы працэсы гідрагенацыі і акіслення.
- Цеплавая ўстойлівасць: Наначасціцы WC маюць высокую тэмпературу плаўлення прыблізна 2870 ° С і тэмпературу кіпення 6000 ° С. Гэтая цеплавая ўстойлівасць дазваляе ім эфектыўна працаваць у высокатэмпературных прыкладаннях без прыніжэння.
- Электрычная праводнасць: наначастицы карбіду вальфраму таксама валодаюць добрай электрычнай праводнасці, што робіць іх прыдатнымі для электронных прыкладанняў, уключаючы датчыкі і праводныя пакрыцці.
Палепшаныя ўласцівасці на нанамаштабе
Зніжэнне памеру да нанамаштабу значна змяняе фізічныя і хімічныя ўласцівасці карбіду вальфраму. Напрыклад:
-Падвышаная плошча паверхні: суадносіны плошчы паверхні да аб'ёму рэзка павялічваецца на нанамаштабе, узмацняючы рэактыўнасць і робячы гэтыя наначасціцы больш эфектыўнымі ў якасці каталізатараў.
- Квантовыя эфекты: На нанамаштабе квантавыя эфекты могуць паўплываць на паводзіны матэрыялаў. Для наначастиц карбіду вальфраму гэта можа прывесці да унікальных аптычных уласцівасцей, якія можна выкарыстоўваць у фатоніцы і оптаэлектронікі.
Прымяненне наначастиц карбіду вальфрама
1. Рэжучыя інструменты і здабыча абсталявання
Наначастицы WC выкарыстоўваюцца для павышэння цвёрдасці і зносу рэжучых інструментаў і горназдабыўнога абсталявання, паляпшэння тэрміну службы і эфектыўнасці. Гэтыя наначасціцы можна ўключыць у пакрыцці інструментаў альбо выкарыстоўваць для стварэння кампазітных матэрыялаў, якія вытрымліваюць экстрэмальныя ўмовы.
2. Каталіз
Яны служаць каталізатарамі або каталізатарамі ў розных хімічных рэакцыях, у тым ліку нафтахімічных парэпаннях і рэакцыі эвалюцыі вадароду. Здольнасць наначасціц WC эфектыўна палягчаць гэтыя рэакцыі, робіць іх прывабнай альтэрнатывай традыцыйным каталізатарам.
3. пакрыцці
Наначастицы WC ўключаюцца ў пакрыцці, каб забяспечыць каразійную ўстойлівасць, зносаўстойлівасць і ўстойлівасць да эрозіі. Гэтыя пакрыцці маюць важнае значэнне ў такіх галінах, як аэракасмічная, аўтамабільная і нафтавая і газавая, дзе абсталяванне падвяргаецца суровым асяроддзем.
4. Нанакаміты
Яны выкарыстоўваюцца ў нанакамітах для ўзмацнення механічных уласцівасцей, такіх як цвёрдасць і трываласць. Даданне наночастиц карбіду вальфрама можа значна палепшыць прадукцыйнасць палімераў і металаў, якія выкарыстоўваюцца ў будаўнічых матэрыялах.
5. Фотакаталіз
Апошнія даследаванні даследавалі выкарыстанне наначасціц WC у якасці фотакаталізатараў для дэградацыі арганічных забруджвальных рэчываў пры амаль інфрачырвоным святле. Гэта прыкладанне асабліва перспектыўнае для намаганняў па аднаўленні навакольнага асяроддзя, накіраваных на ачыстку забруджаных крыніц вады.
6. Біямедыцынскія прыкладанні
Новыя даследаванні паказваюць на патэнцыяльныя біямедыцынскія прымяненне для наначасціц вальфрама. Іх біялагічная сумяшчальнасць у спалучэнні з іх механічнай трываласцю робіць іх прыдатнымі кандыдатамі для выкарыстання ў зубных імплантатах або пратэзаванні.
7. Электроніка
Электраправоднасць наначасціц вальфрамавых карбіду адкрывае магчымасці для іх выкарыстання ў электронных прыладах. Іх можна выкарыстоўваць у датчыках альбо ў якасці праводных напаўняльнікаў у палімерных матрыцах для электроннай упакоўкі.
Метады сінтэзу
Сінтэз наначастиц карбіду вальфрама можа быць дасягнуты рознымі метадамі, у тым ліку:
-Лячэнне высокага ціску і высокатэмпературнай (HPHT): гэты метад прадугледжвае піралізаваныя злучэнні арганотынгстэна пад высокім ціскам і тэмпературай, утвараючы наначастицы WC, убудаваныя ў графітнага вугляроду. Метад HPHT эфектыўны, але патрабуе спецыялізаванага абсталявання з -за экстрэмальных умоў.
-Метад смалы іённага аб'ёму: Гэты раман выкарыстоўвае іённую смалу ў якасці крыніцы вугляроду для сінтэзацыі WC Nanoscale пры больш нізкіх тэмпературах, прапаноўваючы эканамічна эфектыўны падыход. Гэты метад дазваляе лепш кантраляваць памер часціц і размеркаванне.
-Працэс золь-геля: У гэтым метадзе металічныя солі змешваюць з гелем, які ўтварае гель, а затым піроліз для атрымання вальфрамавых наначасціц карбіду. Гэтая методыка выгадная дзякуючы сваёй прастаце і здольнасці вырабляць раўнамерныя часціцы.
- Механічнае фрэзерванне: Механічнае фрэзерванне прадугледжвае шліфаванне аб'ёмнага карбіду вальфраму ў дробныя часціцы ў кантраляваных умовах. Хоць гэты метад просты, гэта можа прывесці да забруджвання з фрэзерных асяроддзяў.
Тэхніка характарыстыкі
Пасля сінтэзавання вельмі важна ахарактарызаваць наначасціцы вальфраму карбіду, каб зразумець іх уласцівасці ў поўнай меры:
- Электронная мікраскапія перадача (TEM): TEM забяспечвае падрабязныя выявы марфалогіі наначасціц і размеркавання памераў.
- рэнтгенаўская дыфракцыя (XRD): XRD выкарыстоўваецца для вызначэння крышталічнай структуры сінтэзаваных наначастиц карбіду вальфраму.
- Сканаванне электроннай мікраскапіі (SEM): SEM дапамагае візуалізаваць марфалогію паверхні і агрэгацыю часціц.
- Дынамічнае рассейванне святла (DLS): DLS вымярае размеркаванне памераў часціц у коллоідных завісях.
Праблемы і будучыя напрамкі
Нягледзячы на дасягненне наначастиц карбіду вальфраму, застаюцца праблемы:
1. Маштаб вытворчасці: маштабаванне вытворчасці, захоўваючы чысціню і аднастайнасць, з'яўляецца значнай перашкодай, з якой сутыкаюцца даследчыкі.
2. Уплыў на навакольнае асяроддзе: Уплыў на навакольнае асяроддзе сінтэзуе карбід вальфраму патрабуе ўважлівага разгляду з -за патэнцыяльных праблем таксічнасці, звязаных з нанаматэрыяламі.
3. Прыняцце рынку: Для новых прыкладанняў, такіх як біямедыцынскія ўжыванні або фотакаталіз для атрымання цягі, прыняцце рынку павінна быць усталявана за кошт строгага тэсціравання.
Будучыя даследаванні павінны засяроджвацца на распрацоўцы больш эфектыўных метадаў сінтэзу пры вывучэнні новых прыкладанняў, асабліва ў галіне аднаўляльных крыніц энергіі (напрыклад, захоўвання вадароду) і экалагічнай аднаўленні (напрыклад, ачысткі сцёкавых вод).
Выснова
Наначастицы карбіду вальфраму ўяўляюць сабой займальную вобласць даследаванняў з вялікім патэнцыялам у розных галінах з -за іх унікальных уласцівасцей на нанамаштабе. Хоць яны і не зусім новыя ў плане матэрыяльнага складу, іх прымяненне ў гэтым маштабе адкрыла цікавыя магчымасці, якія маглі б зрабіць рэвалюцыю ў некалькіх галінах: ад вытворчых інструментаў да тэхналогій ачысткі навакольнага асяроддзя. Па меры прасоўвання даследаванняў мы можам чакаць далейшых новаўвядзенняў, якія выкарыстоўваюць гэтыя выдатныя ўласцівасці матэрыялаў.
Часта задаюць пытанні
1. Якія асноўныя прымяненне наначасціц вальфрама?
Наначастицы з карбіду вальфраму ў асноўным выкарыстоўваюцца ў рэжучых інструментах, горназдабыўным абсталяванні, каталізацыі, пакрыццях, нанакамітах, фотакаталізе, біямедыцыне і электронікі з -за іх цвёрдасці і зносу.
2. Як сінтэзуюцца наначасціцы карбіду вальфраму?
Наначастицы WC можна сінтэзавацца з выкарыстаннем такіх метадаў, як высокі ціск з высокім ціскам лячэння арганатонгстенных злучэнняў або метадаў смалы іённага аб'ёму разам з працэсамі золь-геля або метадамі механічных фрэзеравання.
3. Якія каталітычныя ўласцівасці наначасціц вальфраму карбіду?
Наначасціцы WC праяўляюць каталітычную дзейнасць, падобную на плаціну, але больш эканамічна эфектыўныя і ўстойлівыя да дэактывацыі СО; Яны падыходзяць для такіх рэакцый, як эвалюцыя вадароду і нафтахімічны парэпанне.
4. Ці можна выкарыстоўваць наначастицы карбіду вальфраму ў фотакаталізацыі?
Так, нядаўнія даследаванні паказалі, што наначасціцы WC могуць быць выкарыстаны ў якасці фотакаталізатараў для дэградацыі арганічных забруджвальных рэчываў пры амаль інфрачырвоным святле.
5. Якія ўмовы захоўвання для наначастиц карбіду вальфраму?
Наначасціцы WC павінны захоўвацца ў вакуумным кантэйнеры ў прахалодным, сухім месцы для прадухілення ўздзеяння паветра і стрэсу.
Цытаты:
[1] https://shop.nanografi.com/nanoparticles/tungsten-carbide-wc-nanopowder-nanoparticles--prance-99-99-size-55-nm/
[2] https://www.mdpi.com/1420-3049/27/15/4751
[3] https://www.us-nano.com/inc/sdetail/202
[4] https://www.mdpi.com/2079-4991/15/3/170
[5] https://www.indiamart.com/proddetail/tungsten-carbide-nanoparticles-20795115173.html
[6] https://nanografi.com/nanoparticles/tungsten-carbide-wc-nanopowder-nanoparticles--prans--prance-99-99-size-55-nm/
[7] https://nanografi.com/nanoparticles/compounds-nanoparticles/tungsten-carbide-wc-nanoparticles/
[8] https://www.nature.com/articles/srep01646
[9] https://www.americanelements.com/tungsten-carbide-nanoparticles-12070-12-1
[10] https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ta/c9ta03151k
[11] https://www.nanoshel.com/product/tungsten-carbide-nanoparticles
[12] https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aesr.202500016
[13] https://www.spandidos-publications.com/10.3892/ijo.2013.1828/abscrate
[14] https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsanm.3c05497
[15] https://www.sigmaaldrich.com/us/en/product/aldrich/778346
[16] https://www.indiamart.com/proddetail/tungsten-carbide-nanoparticles- 18483444691 .html
[17] https://abmnano.com/product/tungsten-carbide-nano-powder/
