Innehåll
- stadier
- Del 1 Bygga den superkritiska torken
- Del 2 Tillverkning av kiselelektrogel
- Del 3 Följ alternativa torkinstruktioner: Subkritisk torkning
- För att bygga den superkritiska torken
- För att göra kiselelektrogel
- För att ändra kiseldioxidelektrogi genom subkritisk torkning
Laerogel är ett ultralätt material med mycket låg densitet och låg värmeledningsförmåga. Det är väldigt genomskinligt, men det är grovt att beröra. Vanligtvis erhålles laogeln genom superkritisk torkning. Så du måste bygga din egen superkritiska torktumlare hemma om du vill göra detta material själv. Vissa sorter kan tillverkas utan en superkritisk torktumlare, men tenderar att vara mer känsliga och täta. Lär dig idag att skapa båda typerna av detta material.
stadier
Del 1 Bygga den superkritiska torken
- Skaffa en 9 kg koldioxidflaska. Se till att du har en sifon som innehåller ett rör som går från botten till utsidan av flaskan.
- Denna typ av flaska bör låta dig samla upp koldioxid från behållaren som en vätska och inte bara i form av gas.
-
Titta på diagrammet över torktumlaren. Den här artikeln förklarar i detalj hur man monterar den superkritiska torken, men det rekommenderas starkt att läsa diagrammet som föreslås av Airgel-webbplatsen.- Du kan se detta diagram på den här adressen.
-
Gör anslutningarna. Fäst rörbeslag och ventiler 316 eller 304 i rostfritt stål på ett icke-svetsat T-rör. Kroppen på detta rör bör vara 2 cm.- På båda sidor av T-röret måste du sätta lock.
- Om du vill kan du installera en nivåindikator på ena sidan istället för att placera en plugg.
- Längst ner i T-stycket måste du ansluta en kulventil med en 6 mm reducerande hylsa.
- Överst på T-röret måste du skruva i denna ordning: en 1 cm reducerande hylsa, en 1 cm nippel och en 1 cm korsformad beslag.
-
Avsluta monteringen av maskinens överdel. De återstående ventilerna och indikatorerna måste anslutas till det andra tvärröret.- Fäst en bimetallisk termometer på toppen av tvärröret.
- Fäst en 6 mm nippel på 1 cm på vänster sida, sedan en kulventil till den.
- Fäst ytterligare 6 mm bröstvårtor på 1 cm på höger sida. För att justera ansluter du ett 6 mm tvärrör till en tryckmätare som är fäst vid enhetens överdel och en tryckbegränsare i botten.
- Vid den öppna sidormen på det mindre tvärröret, fäst ytterligare en 6 mm nippel och en nålventil.
-
Känner till materialet du kan och inte kan använda. Det är bekvämt att använda rostfritt stål eftersom det är rent och motståndskraftigt.- Du har möjlighet att använda koppartrådmätare och kolstålventiler.
- Använd inte koppar- eller kolstålrörbeslag eller använd någon del avsedd för tryck mindre än 2 000 psi.
-
Anslut koldioxidcylindern till den superkritiska torken. Du måste ansluta dem ordentligt så att den flytande koldioxiden lätt kan rinna in i torken.- Det rekommenderas att se det officiella diagrammet som finns tillgängligt på denna adress.
- Anslut koldioxidcylindern i följande ordning: CGA320 manlig gängmontering, Teflon-tätning, CGA-inloppsnippel, CGA-ingångsmutter, 6mm NPT snabbkoppling av honmontering, NPT-hanplugg 6mm snabbkoppling och 6mm högtrycks NPT-flätad slang med honbeslag.
- På den andra sidan av röret gör du anslutningen i den här ordningen: en 6 mm snabbkoppling av NPT-hanplugg och en 6 mm snabbkoppling av NPT-hanplugg.
- Fäst den sista hylsan på torkbollventilen. När du är klar kan du starta projektet.
Del 2 Tillverkning av kiselelektrogel
-
Späd den koncentrerade ammoniakhydroxiden. Blanda 5 g eller 5,5 ml koncentrerad ammoniumhydroxid med 1000 ml vatten i en plast- eller glasflaska.- Denna flaska måste vara märkt dammoniac syra moderlösning. Du kan förvara den förseglade och i rumstemperatur för senare användning.
-
Bland metanol med tetrametylortosilikat. Gör en blandning av 10 g eller 10 ml tetrametylortosilikat med 8 g eller 10 ml metanol i ett glasbägare. Rör om allt tills en homogen lösning erhålls.- Denna blandning måste ha indikationen lösning A eller alkaloidlösning.
- Tänk på att det kan vara mycket svårt att köpa tetrametylortosilikat eftersom många leverantörer är ovilliga att sälja kemikalier till individer. Du måste dock se till att köpa denna förening från en pålitlig leverantör så att den inte innehåller några farliga ämnen.
-
Blanda ammoniumhydroxidlösningen med metanol. Tillsätt 5 g eller 5 ml av den stamlösning som du tidigare berett till 8 g eller 10 ml metanol i en annan bägare. Rör om tills det är väl blandat.- Skriv lösning B eller katalysatorlösning på denna bägare.
-
Häll katalysatorlösningen i alkaloidlösningen. Häll försiktigt katalysatorn (lösning B) i alkaloid (lösning A) och rör om med en omrörningsstav tills allt är ordentligt blandat.- Tänk på att den resulterande lösningen kommer att kallas rak kant.
-
överföring rak kant i formarna. Rikta in formarna med fettbeständigt silikonpapper innan du häller rak kant vätska. Låt lösningen vila tills gelén bildas.- Det kan ta femton minuter till en timme.
- Du kan också hälla denna lösning i sprutor utan nålar eller kolv. På detta sätt kan du ta bort den färdiga gelén genom att trycka den ut ur sprutan med kolven.
- Tetrametylortosilikat är källan till kiseldioxid i denna metod. Vatten tillåter denna kemiska förening att polymerisera och metanolen tillåter vatten och tetrametylortosilikat att gå in i samma fas så att de kan generera en reaktion. Dammoniumhydroxid påskyndar reaktionen.
-
Låt gelén vila. När det bildas placerar du det i metanol och låter det sitta i minst 24 timmar. -
Låt vattnet avdunsta. Åtminstone fyra gånger i veckan ersätter gammal metanol med ny metylalkohol, etanol eller ren aceton.- Denna process extraherar vatten genom att ge dig en ren metanolgel.
-
Torka gelén i den superkritiska torken. Placera den i lämpligt utrymme på maskinen och värma koldioxiden bortom dess kritiska punkt (31 grader Celsius och 73 bar) upp till cirka 45 grader vid ett tryck på cirka 100 bar.- Under superkritisk torkning extraheras metanol från gelén.
- Sänk ner maskinens tryck med en hastighet av 7 bar h-1.
- När processen är klar bör du ha din kiseldioxidgel.
Del 3 Följ alternativa torkinstruktioner: Subkritisk torkning
-
Förbered laérogel som vanligt. Förbered silikagelen som anges i tidigare instruktioner och kombiner samma kemiska ingredienser för att producera rak kantgelens flytande tillstånd. -
Rensa gelén genom utbyte av lösningsmedel som vanligt. Täck med aceton eller etanol genom att byta lösning fyra gånger under en vecka. -
Förbered en lösning av etanol och hexan. Blanda tre mått etanol med ett mått på hexan till en volym som är minst fem gånger den för gelén du just har gjort.- Kom ihåg att du kan använda aceton istället för etanol om du vill.
- Om du till exempel vill få 20 ml airgel måste du förbereda en lösning av 25 ml hexan och 75 ml aceton eller etanol.
- Märk den här lösningen som 25-75 blandning.
-
Bered två ytterligare lösningar av etanol och hexan. För den andra lösningen, använd lika stora mängder av båda substanserna. För det tredje använder du tre mått av hexan och ett mått på etanol.- Som tidigare kan du istället för etanol använda aceton.
- Utse den andra lösningen med 50-50 blandning och den tredje som blanda 75-25.
-
Doppa gelén i de tre blandningarna. Låt det suga in din 25-75 blandning under 12 till 48 timmar.- Låt det sedan blöta i 50-50 blandning under samma varaktighet och låt det slutligen blötläggas i blanda 75-25 under ytterligare 12 till 48 timmar.
-
Låt gelén blötläggas i hexan. Byt ren lhexan tre gånger inom 24 till 72 timmar. -
Bered en lösning av klortrimetylsilan. Tillsätt denna organiska förening till hexan tills 6% av lösningens vikt är klortrimetylsilan.- Förbered tillräckligt med lösningar för att ha cirka 15 gånger mer än du har i gel.
- name it TMCS-lösning.
-
Doppa laogeln i TMCS-lösning. Lägg gelén i en bred, vattentät, kemikaliebeständig behållare. Lägg till tillräckligt TMCS-lösning tills du får fem till tio gånger volymen på gelén. Stäng behållaren.- Smörj locket med silikonbaserat fett om du använder en glasbehållare, annars kan det fastna.
-
Värm och kyl behållaren. Gör detta under 12 till 24 timmar vid en konstant temperatur på 60 grader Celsius med hjälp av en värmeplattaugn. Låt den svalna till rumstemperatur innan du byter ut TMCS-lösning av en nyhet.- Upprepa denna process ytterligare två gånger.
-
Låt den kalla gelén blötläggas i ren hexan. Byt ut TMCS-lösning med ren hexan och låt gelén blötläggas i 12 till 24 timmar.- På 24 till 72 timmar ska du byta ut minst två gånger behållarens hexan med en ny.
-
Torka gelén subkritiskt. Lägg gelén i en burk med lite hexan och stäng locket halvvägs. Låt gelén torka i 1 eller 2 dagar på detta sätt.- I slutet av detta steg bör din airgel vara redo.
- Gummi- eller plasthandskar
- Skyddsglasögon
- Kläder med lång ärm
- Stängda skor
- Ett förkläde
För att bygga den superkritiska torken
- Två kulventiler 316 och NPT medeltryck 6 mm rostfritt stål
- Två sexkantiga 316- och NPT-rostfritt stålnipplar 4 cm långa och reducerade från 1 cm till 6 mm
- 1 cm NPT hexnippel
- Två 6 mm hex NPT-bröstvårtor
- En 316 rostfritt stål NPT korsarm 1 cm
- En 6 mm NPT korsarm i 316 rostfritt stål
- Medeltryck 316 rostfritt stål nålventil, hona x hona, 6 mm NPT
- En 6 mm ASME hane- och NPT-mässtryckbegränsare, med dragring för testning, släpper ut i atmosfären
- En bimetallisk termometer, manlig NPT 1 cm, 304 rostfritt stål med torr urtavla
- 0 till 20 000 kPa (0 till 3 000 psi) manometer med 6 mm NPT bottenanslutning
- En värmepistol eller en hårtork
- Ett band för att täta näten
- En skiftnyckel
- En 9 kg flaska koldioxid med en sifon och en CGA320-hylsa
För att göra kiselelektrogel
- Från lorthosilicate tetrametyl
- metanol
- Avjoniserat vatten
- Av aluminiumhydroxid, 28 till 30 viktprocent vatten
- Etanol (valfritt)
- Laceton (valfritt)
För att ändra kiseldioxidelektrogi genom subkritisk torkning
- Silikagel framställd i förväg
- Ren etanol eller aceton
- Från lhexan
- klortrimetylsilan
- En burk eller flaska med bred öppning och resistent mot kemikalier
- En kokplatta eller en ugn
- En avgaskåpa
- pentan
- från lhexaméthyldisilazane