Turinys
- etapai
- 1 dalis Superkritinio džiovintuvo statyba
- 2 dalis. Silicio elektrogelo gamyba
- 3 dalis. Vykdykite alternatyvias džiovinimo instrukcijas: Subkritinis džiovinimas
- Pastatyti superkritinę džiovyklę
- Norėdami pagaminti silicio dioksido elektrogelį
- Norėdami pakeisti silicio dioksido elektrodiją subkritiniu džiovinimu
„Laerogel“ yra ypač lengva medžiaga, turinti labai mažą tankį ir mažą šilumos laidumą. Jis yra labai permatomas, tačiau jo šlaplė yra šiurkšti. Paprastai laogelis gaunamas džiovinant superkritiškai. Taigi, jei norite patys pasidaryti šią medžiagą, namuose turite pastatyti savo superkritinį džiovintuvą. Kai kurios veislės gali būti gaminamos be superkritinio džiovintuvo, tačiau yra jautresnės ir tankesnės. Sužinokite šiandien, kad galėtumėte sukurti abi šios medžiagos rūšis.
etapai
1 dalis Superkritinio džiovintuvo statyba
- Gaukite 9 kg anglies dioksido buteliuką. Įsitikinkite, ar turite sifoną, kuriame yra vamzdelis, einantis iš butelio dugno į išorę.
- Šio tipo buteliai turėtų leisti jums surinkti anglies dioksidą iš talpyklos kaip skystį, o ne tik kaip dujas.
-
Pažvelkite į džiovintuvo schemą. Šiame straipsnyje išsamiai paaiškinta, kaip surinkti superkritinį džiovintuvą, tačiau labai rekomenduojama susipažinti su schema, kurią siūlo „Airgel“ svetainė.- Galite pamatyti šią diagramą šiuo adresu.
-
Užmegzkite jungtis. Pritvirtinkite nerūdijančio plieno vamzdžių jungiamąsias detales ir vožtuvus 316 arba 304 prie nesuvirinto T vamzdžio. Šio vamzdžio korpusas turėtų būti 2 cm.- Iš abiejų T vamzdžio pusių reikia uždėti dangtelius.
- Jei norite, užuot įdėję kištuką, vienoje pusėje galite įdiegti lygio indikatorių.
- T formos gabalo apačioje turite prijungti rutulinį vožtuvą naudodami 6 mm reduktoriaus įvorę.
- T vamzdžio viršuje turite atsukti šia tvarka: 1 cm reduktoriaus rankovę, 1 cm spenelį ir 1 cm skersinės formos jungtį.
-
Baigkite surinkti mašinos viršutinę dalį. Likę vožtuvai ir indikatoriai turi būti prijungti prie šio antrojo kryžminio vamzdžio.- Ant kryžminio vamzdelio viršaus pritvirtinkite bimetalinį termometrą.
- Kairėje pusėje pritvirtinkite 6 mm spenelį prie 1 cm, tada prie jo pritvirtinkite rutulinį vožtuvą.
- Dešinėje pusėje pritvirtinkite dar 1 mm spenelį. Norėdami sureguliuoti, prijunkite 6 mm skersinį vamzdį prie manometro, pritvirtinto prie prietaiso viršaus, ir slėgio ribotuvą, esančio apačioje.
- Prie mažesnio skersinio vamzdžio atviros šoninės rankos pritvirtinkite dar 6 mm spenelį ir adatinės sklendę.
-
Žinokite medžiagą, kuria galite ir ko negalite naudoti. Patogu naudoti nerūdijantį plieną, nes jis yra švarus ir atsparus.- Galite naudoti varinius srieginius matuoklius ir anglinio plieno vožtuvus.
- Nenaudokite varinių ar anglinio plieno vamzdžių jungiamųjų detalių ir nenaudokite jokių dalių, skirtų mažesniam nei 2 000 psi slėgiui.
-
Prijunkite anglies dioksido balioną prie superkritinio džiovintuvo. Turite juos tvirtai sujungti, kad skystas anglies dioksidas lengvai patektų į džiovyklę.- Rekomenduojama susipažinti su oficialia schema, kurią galite rasti šiuo adresu.
- Prijunkite anglies dioksido balioną tokia tvarka: CGA320 vidinio sriegio jungtis, teflono sandariklis, CGA įleidimo nipelis, CGA įvesties veržlė, 6 mm NPT greito atjungimo vidinė jungtis, NPT vidinis kištukas 6 mm greito atjungimo ir 6 mm aukšto slėgio sunki NPT pinta žarna su vidinėmis jungtimis.
- Kitoje vamzdžio pusėje padarykite jungtį tokia tvarka: 6 mm greitojo atjungimo NPT kištukas ir 6 mm greitai atjungiamas NPT kištukas.
- Paskutinę movą pritvirtinkite prie džiovintuvo rutulinio vožtuvo. Tai atlikę, galite pradėti projektą.
2 dalis. Silicio elektrogelo gamyba
-
Praskieskite koncentruotą amoniako hidroksidą. Plastikiniame arba stikliniame buteliuke sumaišykite 5 g arba 5,5 ml koncentruoto amonio hidroksido su 1000 ml vandens.- Šis butelis turi būti paženklintas motininės rūgšties motinos tirpalas, Galite laikyti uždarytą ir kambario temperatūroje vėlesniam naudojimui.
-
Sumaišykite metanolį su tetrametilortosilikatu. Stiklinėje stiklinėje sumaišykite 10 g arba 10 ml tetrametilortosilikato ir 8 g arba 10 ml metanolio. Viską maišyti, kol gaunamas vienalytis tirpalas.- Ant šio mišinio turi būti nuoroda sprendimas A arba alkaloido tirpalas.
- Atminkite, kad tetrametilortosilikatą nusipirkti gali būti labai sunku, nes daugelis tiekėjų nenori parduoti chemikalų asmenims. Tačiau jūs turite įsitikinti, kad šį junginį perkate iš patikimo tiekėjo, kad jame nebūtų pavojingų medžiagų.
-
Sumaišykite amonio hidroksido tirpalą su metanoliu. Į kitą stiklinę įpilkite 5 g arba 5 ml pradinio tirpalo, kurį paruošėte anksčiau, į 8 g arba 10 ml metanolio. Maišykite, kol gerai išmaišysite.- Parašyti B tirpalas arba katalizatoriaus tirpalas ant šios stiklinės.
-
Supilkite katalizatoriaus tirpalą į alkaloido tirpalą. Atsargiai supilkite katalizatorių (B tirpalas) į alkaloidą (A tirpalas) ir maišykite maišant lazdele, kol viskas gerai susimaišys.- Atminkite, kad gautas sprendimas bus vadinamas tiesė.
-
perkėlimas tiesė formose. Prieš pilant, išlyginkite savo formas su riebalams atspariu silikono popieriumi tiesė skystis. Leiskite tirpalui pailsėti, kol susidarys gelis.- Tai gali trukti nuo penkiolikos minučių iki valandos.
- Šį tirpalą taip pat galite supilti į švirkštus be adatų ar stūmoklio. Tokiu būdu galite pašalinti gatavą gelį, išstumdami jį iš švirkšto su stūmokliu.
- Taikant šį metodą, silicio dioksido šaltinis yra tetrametilortosilikatas. Vanduo leidžia šiam cheminiam junginiui polimerizuotis, o metanolis leidžia vandeniui ir tetrametilortosilikatui patekti į tą pačią fazę, kad jie galėtų sukelti reakciją. Dammonio hidroksidas pagreitina reakciją.
-
Leiskite geliui pailsėti. Kai jis susiformuoja, įdėkite jį į metanolį ir palikite sėdėti bent 24 valandas. -
Leiskite vandeniui išgaruoti. Bent keturis kartus per savaitę seną metanolį pakeiskite nauju metilo alkoholiu, etanoliu arba grynu acetonu.- Šis procesas ištrauks vandenį, nes gausite gryną metanolio gelį.
-
Išdžiovinkite gelį superkritiniame džiovintuve. Įdėkite jį į tinkamą mašinos skyrių ir šildykite anglies dioksidą už jo kritinio taško (31 laipsnio Celsijaus ir 73 barų) iki maždaug 45 laipsnių maždaug 100 barų slėgyje.- Džiovinant superkritiškai, iš gelio ekstrahuojamas metanolis.
- Sumažinkite mašinos slėgį 7 barų h-1 greičiu.
- Kai procesas bus baigtas, turėtumėte turėti savo silicio oregelį.
3 dalis. Vykdykite alternatyvias džiovinimo instrukcijas: Subkritinis džiovinimas
-
Paruoškite laérogel kaip įprasta. Paruoškite silikagelį, kaip nurodyta ankstesnėse instrukcijose, ir gaukite tuos pačius cheminius komponentus tiesė, skysta gelio būsena. -
Gelis gryninamas keičiant tirpiklius, kaip įprasta. Uždenkite acetonu arba etanoliu, vieną savaitę keisdami tirpalą keturis kartus. -
Paruoškite etanolio ir heksano tirpalą. Sumaišykite tris etanolio kiekius su heksanu iki penkis kartus didesnio tūrio nei ką tik pagamintas gelis.- Atminkite, kad jei norite, vietoje etanolio galite naudoti acetoną.
- Pavyzdžiui, jei norite gauti 20 ml aerogelio, turite paruošti 25 ml heksano ir 75 ml acetono arba etanolio tirpalą.
- Pažymėkite šį tirpalą kaip 25-75 mišinys.
-
Paruoškite dar du etanolio ir heksano tirpalus. Antrajam tirpalui sunaudokite vienodus abiejų medžiagų kiekius. Trečiajam naudokite tris matus heksano ir vieną matavimą etanolio.- Kaip ir anksčiau, vietoj etanolio galite naudoti acetoną.
- Paskirkite antrąjį sprendimą 50-50 mišinio o trečioji kaip sumaišykite 75-25.
-
Pamerkite gelį į tris mišinius. Leiskite tai įsigerti į jūsų 25-75 mišinys 12 - 48 valandas.- Tada leiskite jam įsigerti 50-50 mišinio tą patį laiką ir pagaliau leiskite jam įsigerti sumaišykite 75-25 dar 12 - 48 valandas.
-
Leiskite geliui mirkyti heksane. Tris kartus per 24–72 valandas pakeiskite gryną lheksaną. -
Paruoškite chlorotrimetilsilano tirpalą. Įpilkite šio organinio junginio į heksaną, kol 6% tirpalo masės yra chlorotrimetilsilanas.- Paruoškite pakankamai tirpalų, kad jų būtų apie 15 kartų daugiau nei turite gelyje.
- name it TMCS sprendimas.
-
Panardinkite laogelį į TMCS sprendimas. Įdėkite gelį į platų, vandeniui atsparų, chemikalams atsparų indą. Pridėti pakankamai TMCS sprendimas kol gausite penkis-dešimt kartų didesnį gelio tūrį. Uždarykite talpyklą.- Jei naudojate stiklinį indą, sutepkite dangtį silikono pagrindu pagamintu tepalu, kitaip jis gali įstrigti.
-
Šildykite ir atvėsinkite indą. Tai darykite 12–24 valandas pastovioje 60 laipsnių Celsijaus temperatūroje, naudodami orkaitę su karšta plokštele. Prieš pakeisdami, leiskite jam atvėsti iki kambario temperatūros TMCS sprendimas paskelbta naujiena.- Pakartokite šį procesą dar 2 kartus.
-
Leiskite šaltam geliui mirkyti gryname heksane. Pakeiskite TMCS sprendimas užpilkite grynu heksanu ir leiskite želiui įsigerti 12–24 valandas.- Per 24–72 valandas mažiausiai du kartus pakeiskite indo heksaną nauju.
-
Džiovinkite gelį subkritiškai. Įdėkite gelį į stiklainį su trupučiu heksano ir uždarykite dangtį iki pusės. Tokiu būdu leiskite želė išdžiūti 1 arba 2 dienas.- Pasibaigus šiam žingsniui, jūsų airgelis turėtų būti paruoštas.
- Guminės ar plastikinės pirštinės
- Apsauginiai akiniai
- Drabužiai ilgomis rankovėmis
- Uždaryti batai
- Prijuostė
Pastatyti superkritinę džiovyklę
- Du rutuliniai vožtuvai 316 ir NPT vidutinio slėgio 6 mm nerūdijantis plienas
- Du šešiakampiai 316 ir NPT nerūdijančio plieno antgaliai, kurių ilgis 4 cm ir sumažinti nuo 1 cm iki 6 mm
- 1 cm NPT šešiabriaunis spenelis
- Du 6 mm šešiabriauniai NPT speneliai
- 316 nerūdijančio plieno NPT kryžius, tinkantis 1 cm
- 6 mm NPT kryžminė armatūra iš 316 nerūdijančio plieno
- Vidutinio slėgio 316 nerūdijančio plieno adatinis vožtuvas, vidinis x vidinis, 6 mm NPT
- Į atmosferą išleidžiamas 6 mm ASME patinas ir NPT žalvario slėgio ribotuvas su traukimo žiedu bandymams
- Bimetalinis termometras, 1 cm dydžio NPT, 304 nerūdijančio plieno, su sausu ratuku
- Manometras nuo 0 iki 20 000 kPa (nuo 0 iki 3 000 psi) su 6 mm NPT dugno jungtimi
- Šilumos pistoletas arba plaukų džiovintuvas
- Juosta tinklams užsandarinti
- Veržliaraktis
- 9 kg anglies dioksido butelis su sifonu ir CGA320 rankove
Norėdami pagaminti silicio dioksido elektrogelį
- Tetrametilortosilikatas
- Metanolis
- Dejonizuotas vanduo
- Aliuminio hidroksido - nuo 28 iki 30% vandens masės
- Etanolis (neprivaloma)
- Lacetonas (pasirinktinai)
Norėdami pakeisti silicio dioksido elektrodiją subkritiniu džiovinimu
- Iš anksto paruoštas silikagelis
- Grynas etanolis arba acetonas
- Iš lheksano
- Chlorotrimetilsilanas
- Stiklainis ar butelis su plačia anga ir atsparus chemikalams
- Viryklė arba orkaitė
- Dūmų gaubtas
- Pentanas
- Heksametildisilazanas