adamasnano NDNV20nmhi说明书

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钻石可分为两大产地:(1)天然钻石,(2)合成钻石。

天然钻石

天然钻石包括任何因自然发生的过程或事件而形成的钻石。在天然钻石 分类中,可以确定两个主要的子分类,我们将其称为陆地钻石和冲击钻石。 

陆地钻石形成于地幔内(地表以下约 100 英里),在那里难以置信的温度和压力可以促进由碳材料形成钻石。这些钻石通过火山运输运输到地表,通常在金伯利岩中发现。开采的天然钻石主要来自金伯利岩。

 

合成钻石由通过人类开发的方法生长的钻石组成。对金刚石合成的生长方法的开发是中期到20的后半中有影响力的创新个世纪,创造了几个行业,如石油和天然气革命性的材料的开发,切割和研磨,结束电子行业,等等。已开发的合成金刚石的三个主要来源是高压高温 (HPHT)、爆炸和化学气相沉积 (CVD)。对于纳米晶金刚石和荧光纳米金刚石的生产,爆炸或高温高压金刚石是最重要的。

高压高温 (HPHT) 合成钻石是在模拟天然钻石生长条件的高压(几 Gigapascals)和高温(~3000 °C)细胞内生产的(尽管受到更多控制)。在这些电池中,高纯度石墨通过熔融金属催化剂(例如镍)传输到金刚石晶种,在那里会发生成核和随后的金刚石生长。通常,可以用HPHT方法生长几十微米到几百微米数量级的颗粒。HPHT 金刚石最大的工业用途是制备高度耐磨的磨料切割或钻孔部件;然而,HPHT 钻石目前是制备荧光钻石的主要原料(原因稍后会说明)。

爆炸纳米金刚石 (DND) 是在爆炸的最初几微秒内存在的条件下形成的。不,爆震金刚石不是指通过引爆较大的金刚石颗粒将它们破碎成更小的颗粒而形成的金刚石,而是指由含碳本身形成的金刚石。TNT 和 RDX 的混合物等在密封腔内引爆,在某些情况下由气体、液体或什至冰块提供冷却(爆炸装药在爆炸前被冻结在一块冰块内)。在爆炸的最初几微秒内经历的高压和高温导致中含有的碳转化为液相,随着液体冷却,碳以约 4-5 纳米的球形金刚石颗粒形式沉淀出来。

化学气相沉积 (CVD) 金刚石是在特殊的生长反应器中在高温下形成的(但与 HPHT 或爆炸技术相比压力要低得多)。金刚石的生长是在含有金刚石籽晶的基材上开始的,通常使用甲烷 (CH 4 ) 和氢气 (H 2) 气体。CVD 金刚石和生长方法是半导体工业中许多材料所使用的生长方法的延伸;然而,用于生长 CVD 金刚石的反应器不同于传统的 CVD 反应器(这里将不讨论)。CVD 金刚石允许对非常原子级纯的金刚石进行最可控的生长,但它不是纳米晶微粒金刚石的可扩展生产方法。尽管如此,CVD 是生产用于微电子应用的薄膜金刚石的方法,它可用于生产更大的宝石级钻石。

钻石的类型分类

成熟的钻石科学分类系统与其天然或合成 来源有关,但与其氮杂质含量有关。氮可能是钻石中最重要的杂质成分,因为它会对光学外观和荧光特性产生巨大影响。应该注意的是,术语“杂质”在这个意义上的意思是“不是碳”,并不暗示氮的存在是不需要的污染物(在某些情况下,这可能是真的,但在其他情况下,它可能不是是)。两种主要的类型分类是:

  • I 型:含有氮作为其主要杂质成分的金刚石。

  • II 型:几乎不含可测量的氮杂质的金刚石。

在I类分类中:

  • Ia 型:含有约 0.1 at.% (~1000 ppm) 的置换氮杂质含量的金刚石。几乎所有的天然钻石都属于Ia 型。

  • Ib 型:含有约 0.01 at.% (~100 ppm) 置换氮杂质含量的金刚石。大多数HPHT 钻石 属于Ib 型。 

同样,II 类分类包含两个子分类(IIa 类和 IIb 类);然而,它们目前并未用于生产荧光纳米金刚石。大多数CVD 合成金刚石属于II 型,并且含有少于 0.005 at.% (<50 ppm) 的氮杂质。硼的存在用于确定 IIa 型和 IIb 型之间的区别,IIa 型是原子级纯度最高的钻石。

 

 

 

 

NDNV20nmhi 072621 1

System
Temperature (°c): 25.0
Duration Used (s): 80
count Rate (kcps): 148.5
Measurement Position (mm): 4.65
cell Description: Disposable sizing cuvette
Attenuator:6

 

 

 

 

 

 

如何将adamasnano金刚石粉末分散在溶液中?

 

如何将adamasnano金刚石粉末分散在溶液中?

 

在许多应用中,在水或溶剂中具有分散良好的纳米金刚石溶液对于达到理想的结果至关重要。纳米金刚石的聚集体(实际上,大多数纳米材料)在许多应用中的表现不如分散良好的颗粒。从金刚石粉末开始可以准确控制溶液中金刚石的浓度,但如果没有适当的仪器,将金刚石悬浮在溶液中可能很棘手。

 

重要的是要理解,“分散性”(钻石在溶剂中不聚集的分散程度)是一个复杂的问题,取决于多个因素,其中一些因素相互关联,例如:  (1)纳米金刚石表面化学,(2)粒度,(4)pH,(5)溶剂类型。关于这些话题的考虑,看我的纳米金刚石粒子在溶液中是不稳定的,我该怎么办?或者纳米金刚石可以使用哪些溶剂?在本讨论中,假设您使用的溶剂中特定的金刚石分散良好,并且您从粉末状金刚石开始。

 

金刚石粉末的分散方法

 

将纳米金刚石粉末悬浮在溶液中有几种常见的实验室技术:(1)用超声波浴超声分散,(2)用空化超声波喇叭超声分散,(3)涡旋混合。每种方法的示意图如下所示。

 

图1.每种分散技术的示意图。在超声波浴中,将容器内的样品浸入超声波通过的水浴中,并在适当条件下发生超声空化。加热可以应用于许多实验室超声波浴。通过基于角的超声空化,将头端直径为“d”的金属(通常为钛)探针置于含有液体的样品内,超声波在探针头端附近产生空化。这种方法提供了非常高的功率密度。涡旋混合主要用于离心后复溶颗粒,或促进两种或多种组分的快速均匀混合。它可以在较小程度上用于促进金刚石粉末的溶解,但如果确实发生聚集,它并不能提供任何解聚的手段,这在以纳米金刚石粉末开始时是典型的。

 

 

 

 

超声波浴Ultrasonic Bath

超声空穴作用

Ultrasonic Cavitation 

涡旋混合

 Vortex Mixing

典型质量标准

-40 kHz工作频率(典型)

-大功率:~100瓦/加仑(26瓦/升)

-1 L至20 L浴体积

– 25-30 kHz工作频率(典型)

– 大功率:500w

– >10 kW

  • 250 μL(样品)至20 L/h(批处理),带流通池

-~100至~3000 rpm操作

-样品容器激活的压力

优点

-无样品污染

-通过水浴提供冷却(或加热)

-多个样本同时处理

-费用(一般$100-$3k)

– 优异的分散性和解聚性(高功率密度)

– 快速治疗时间(秒至分钟)

– 可能的较小治疗体积(uL)和流通池允许大的过程治疗

– 占地面积小

– 使用简单

– 样品无外部污染

– 与生物材料相容(温和)

– 价格低廉(100美元至

500美元(典型值)

– 占地面积非常小

缺点

-解聚不良,功率密度较低

-样本处理不均匀(浴槽中的样本定位棘手)

-治疗时间长(分钟至小时)

-超声波通过样品容器壁的衰减潜在的大足迹

– 高成本(通常 > $4 k)

– 需要外部冷却,样品可能很快过热

– 随着时间的推移,超声导致的样本污染

– 随着时间的推移,探头需要更换,费用约为几百美元

– 未提供解聚方法

– 在某些情况下,菱形可能粘附在样品血管侧壁上

建议

不建议获得分散良好、均匀的纳米金刚石混悬液。它们可用于在离心后帮助复溶材料(尤其是。联合使用时

涡旋混合)。

强烈建议实现纳米金刚石粉末的解聚和分散到溶液中。

建议在使用纳米金刚石时用作通用工具。涡旋混合提供了一种复溶离心材料的简单方法,在处理生物材料时是必要的。

 

 

 

 

超声空化探头分散金刚石粉的典型工艺

 

 

以下为制备10 mg/mL(1%w/v)100 nm羧化HPHT金刚石溶液的一般使用程序。它可以用于其他金刚石粉末和样品保存容器;但是,根据具体材料,可能需要一些程序开发。使用配有1/8”探头的Cole Parmer 750 W超声处理器编写程序。

 

1. 称取50 mg纳米金刚石粉末,加入15 mL聚丙烯锥形离心管中。

2. 向离心管中加入约5 mL去离子水。

3. 将超声处理器的幅值设置为22%。

4. 用去离子水填充单独的15 mL锥形离心管至至少5 mL体积,并将超声变幅杆浸入水中。短暂(约5秒)打开超声处理器,冲洗探头表面上的任何材料。

5. 从去离子水中取出探头,然后短暂脉冲超声变幅杆(约0.5 s),以除去探头上的残留水。

6. 向单独的容器中加入冷水(理想情况下为冰冷水),然后将含有金刚石和水悬浮液的离心管放入冷水浴中。

7. 将超声探头浸入样品瓶中。确保探针不接触离心管的侧壁,或者,如果接触,确保管壁可以自由地远离探针。请勿强行将探针头端移至离心管底部。

8. 打开超声波处理器,让其运行3 min(实际上,该时间可以缩短很多,在这种情况下,不到1 min就足够了)。确保粉末不沉积在离心管底部,必要时上下移动离心管,以便于从小瓶底部取出材料。

9. 完成10 mg/mL(50 mg,5 mL)100 nm溶液的制备。