Máy nghiền bi cho vật liệu mới: pin lithium, đất hiếm, xúc tác, quang điện và bảo vệ môi trường

Kể từ khi được phát minh cách đây hơn một thế kỷ, máy nghiền bi đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Bao gồm hóa chất, khai thác, vật liệu xây dựng, điện, dược phẩm và quốc phòng. Nghiền bi đặc biệt có giá trị trong quá trình chế biến khoáng sản phức tạp. Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng nó để biến đổi và hoạt hóa bề mặt bột. Phương pháp này hỗ trợ tổng hợp bột chức năng và hợp kim cơ học. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc chế tạo bột siêu mịn. Nghiền bi cơ học có tiềm năng nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực này. Bây giờ máy nghiền bi đã bước vào lĩnh vực vật liệu mới cho pin lithium, đất hiếm, xúc tác, quang điện và bảo vệ môi trường với cấu trúc đơn giản, hoạt động liên tục và khả năng thích ứng mạnh mẽ.

Ưu điểm và nhược điểm của máy nghiền bi

Máy nghiền bi có cấu trúc đơn giản và hoạt động liên tục. Nó có khả năng thích ứng cao và hoạt động ổn định, phù hợp để sử dụng trên quy mô lớn và dễ dàng tự động hóa. Tỷ lệ nghiền dao động từ 3 đến 100 µm. Nó có thể xử lý nhiều loại nguyên liệu khoáng. Người dùng có thể áp dụng cả phương pháp nghiền ướt và nghiền khô.

Người ta biết rằng máy nghiền bi có mức tiêu thụ năng lượng cao. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng thành diện tích bề mặt bột thấp. Hệ thống lãng phí phần lớn năng lượng thay vì sử dụng để giảm kích thước hạt. Hơn nữa, công suất sản xuất của máy nghiền bi ảnh hưởng đến hiệu quả của toàn bộ quy trình. Do đó, việc tối ưu hóa quy trình nghiền là điều cần thiết. Giảm mức tiêu thụ năng lượng và cải thiện hiệu quả là điều cần thiết. Điều này sẽ tăng cường nghiền nguyên liệu thô và tăng sản lượng sản phẩm cuối cùng.

Tiến trình nghiên cứu về nghiền bi cơ học trong lĩnh vực vật liệu mới

Vật liệu pin lithium

Sử dụng máy nghiền bi Đối với vật liệu mới - pin lithium, tiền chất niken-coban-mangan hydroxit hỗn hợp Ni0,5Co0,2Mn0,39(OH)2 được trộn đều với lithium cacbonat. Sau đó, hỗn hợp được nung ở nhiệt độ cao để tổng hợp LiNi0,5Co0,2Mn0,3O2 có hình dạng không đều. Đặc tính cho thấy vật liệu có cấu trúc NaFeO2 và giá trị pH là 11,18. Dung lượng xả chu kỳ đầu tiên là 167,5 mAh/g (ở mật độ dòng điện 30 mA/g, 2,5-4,3V). Hiệu suất Coulombic là 88,9%. Những kết quả này cho thấy LiNi0,5Co0,2Mn0,3O2 tổng hợp bằng phương pháp nghiền bi có độ pH thấp và dung lượng xả cao.

Vật liệu SiOx được tổng hợp bằng phương pháp nghiền bi cơ học trong môi trường không khí. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng vật liệu này làm vật liệu anot cho pin lithium-ion. Dung lượng thể tích của SiOx đạt 1487 mAh/cc, gấp hơn hai lần so với graphite. Hiệu suất Coulombic đầu tiên của nó cao hơn SiO chưa qua xử lý, đạt tới 66,8%. Hơn nữa, SiOx cho thấy độ ổn định chu kỳ tuyệt vời. Ở mật độ dòng điện 200 mA/g, dung lượng vẫn ổn định ở mức khoảng 1300 mAh/g sau 50 chu kỳ. Do đó, những kết quả này cho thấy tiềm năng thực tế của SiOx được chế tạo bằng phương pháp này.

Vật liệu tổng hợp nghiền bi cơ học năng lượng cao của than chì nhân tạo sinh khối và silicon có thể cải thiện hiệu quả cấu trúc vi mô và hiệu suất điện hóa của vật liệu anot silicon. Điện cực tổng hợp duy trì dung lượng xả 995 mAh/g sau 100 chu kỳ ở dòng xả 1 A/g, cho thấy hiệu suất tốc độ tốt.

Vật liệu đất hiếm

Trong bột đánh bóng đất hiếm, nghiền bi cơ học làm tăng lực cắt trong các phản ứng hóa học. Điều này làm tăng tốc độ khuếch tán hạt, tinh chế chất phản ứng và sản phẩm. Nó tránh đưa dung môi vào, làm giảm quá trình kết tủa. Điều này làm giảm tác động của các điều kiện chuẩn bị, mở rộng đáng kể phạm vi nghiên cứu về vật liệu đánh bóng. Đối với vật liệu xúc tác đất hiếm, máy nghiền bi cơ học có quy trình đơn giản và điều kiện nhẹ nhàng.
Nó cho phép xử lý vật liệu quy mô lớn và đồng thời tránh sử dụng dung môi lớn, do đó ngăn ngừa các chất gây ô nhiễm độc hại. Hơn nữa, trong nam châm vĩnh cửu đất hiếm hiệu suất cao, nghiền bi cơ học làm giảm nhiệt độ tổng hợp và cải thiện mật độ lý thuyết. Do đó, điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng và đột phá lớn trong các lĩnh vực công nghệ cao cấp.

Ngoài ra, máy nghiền bi được ứng dụng trong việc chế tạo vật liệu lưu trữ hydro đất hiếm và vật liệu phát quang đất hiếm.
Tóm lại, nghiền bi cơ học được ưa chuộng rộng rãi trong việc chế tạo vật liệu đất hiếm. Nó mang lại hiệu quả cao, quy trình đơn giản, chu kỳ sản xuất ngắn và công nghiệp hóa dễ dàng.

Vật liệu xúc tác

Để thay đổi kích thước hạt của TiO2 và cải thiện hiệu suất quang xúc tác của nó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy nghiền bi năng lượng cao trên bột TiO2.
Họ đã nghiên cứu tác động của thời gian nghiền lên hình thái, cấu trúc tinh thể, phổ Raman, phổ huỳnh quang và hiệu suất quang xúc tác của mẫu. Kết quả là tốc độ phân hủy của các mẫu TiO2 nghiền bi cao hơn so với các mẫu không nghiền. Đáng chú ý là mẫu nghiền trong 4 giờ cho thấy tốc độ phân hủy cao nhất, cho thấy hiệu suất quang xúc tác tốt nhất.

Vật liệu quang điện

Sử dụng phương pháp nghiền bi khử hóa học-cơ học để chế tạo bột bạc vảy sáng. Nghiên cứu đã kiểm tra ảnh hưởng của phương pháp nghiền, thời gian nghiền và tốc độ nghiền đến tính chất của bột. Kết quả cho thấy nghiền bi ướt có hiệu suất tạo vảy cao hơn.
Tuy nhiên, bột bạc dạng vảy được chế tạo bằng phương pháp nghiền bi khô có kích thước vảy lớn hơn và màu bạc sáng hơn.

Vật liệu perovskite

Bột nano perovskite đôi không chì Cs2AgBiBr6 được chế tạo bằng phương pháp nghiền bi cơ học. Khi thời gian nghiền bi tăng lên, bột nano Cs2AgBiBr6 cuối cùng đạt đến pha tinh khiết, kích thước hạt giảm dần xuống khoảng 100nm và hình dạng hạt thay đổi từ dạng que sang dạng tròn.

Vật liệu hấp phụ

Máy nghiền bi hoạt hóa các khoáng chất phi kim loại như đá vôi, cao lanh và serpentin, tăng cường khả năng phản ứng của chúng với các thành phần có hại như đồng, chì và asen trong nước. Điều này đạt được một quy trình lọc nước mới, hiệu quả, đơn giản và chi phí thấp, cho phép kết tủa có chọn lọc và thu hồi các thành phần kim loại mục tiêu. Chúng tôi đã chuẩn bị vật liệu biến tính montmorillonit (BHTMt) có cấu trúc lỗ rỗng tuyệt vời và các nhóm chức năng phong phú bằng cách nghiền bi khô, do đó cải thiện các hạn chế ứng dụng của nó trong hấp phụ khí. Sau khi nghiền bi, diện tích bề mặt riêng của BTMt tăng từ 20,6m2/g lên 186,4m2/g và độ xốp vi mô cao tới 47%. BTMt có hiệu suất hấp phụ tốt nhất đối với toluen (55,9mg/g), cao gấp 6 lần so với Mt ban đầu.

Phần kết luận

So với các phương pháp khác, nghiền bi làm giảm đáng kể năng lượng hoạt hóa trong các phản ứng hóa học. Nó làm giảm kích thước hạt bột và tăng hoạt động của bột. Hơn nữa, nó cải thiện sự phân bố kích thước hạt và tăng cường liên kết giao diện. Nó cũng thúc đẩy sự khuếch tán ion trạng thái rắn và gây ra các phản ứng hóa học ở nhiệt độ thấp.
Nó cũng cải thiện mật độ vật liệu và các đặc tính quang học, điện và nhiệt. Ngoài ra, nghiền bi sử dụng thiết bị đơn giản và cung cấp khả năng kiểm soát quy trình dễ dàng. Nó có chi phí thấp, ô nhiễm tối thiểu và hiệu quả năng lượng cao. Do đó, đây là một kỹ thuật đầy hứa hẹn cho sản xuất vật liệu có thể mở rộng quy mô.

bột sử thi

Bột Epic, Hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!