Sonokimya: Tətbiq Qeydləri
Sonokimya ultrasəs kavitasiyasının kimyəvi sistemlərə təsiridir. Kavitasiyada baş verən ekstremal şəraitə görə “isti nöqtə”, güclü ultrasəs reaksiya nəticəsini (daha yüksək məhsuldarlıq, daha yaxşı keyfiyyət), kimyəvi reaksiyanın çevrilməsini və müddətini yaxşılaşdırmaq üçün çox təsirli bir üsuldur. Bəzi kimyəvi dəyişikliklər yalnız sonikasiya ilə əldə edilə bilər, məsələn, titan və ya alüminiumun nano ölçülü qalay örtüyü.
Aşağıda müvafiq tövsiyələrlə hissəciklər və mayelərin seçimini tapın, ultrasəs homogenizatordan istifadə edərək hissəcikləri üyütmək, dağıtmaq, deaqqlomerasiya etmək və ya dəyişdirmək üçün materialın necə müalicə olunacağı.
Uğurlu sonokimyəvi reaksiyalar üçün bəzi sonication protokollarını aşağıda tapın!
Əlifba sırası ilə:
α-epoksiketonlar – Halqa açma reaksiyası
Ultrasəs tətbiqi:
α-epoksiketonların katalitik halqasının açılması ultrasəs və fotokimyəvi üsulların birləşməsindən istifadə etməklə həyata keçirilmişdir. Fotokatalizator kimi 1-benzil-2,4,6-trifenilpiridinium tetrafloroborat (NBTPT) istifadə edilmişdir. NBTPT varlığında bu birləşmələrin sonication (sonokimya) və fotokimyasının birləşməsi ilə epoksid halqasının açılmasına nail olundu. Sübut olundu ki, ultrasəsdən istifadə foto-induksiya reaksiyasının sürətini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Ultrasəs α-epoksiketonların fotokatalitik halqasının açılmasına ciddi təsir göstərə bilər, çünki reaktivlərin effektiv kütlə ötürülməsi və NBTPT-nin həyəcanlı vəziyyəti. Həmçinin sonikasiyadan istifadə edərək bu homojen sistemdə aktiv növlər arasında elektron ötürülməsi baş verir
sonikasiya olmadan sistemdən daha sürətli. Yüksək məhsuldarlıq və daha qısa reaksiya müddətləri bu metodun üstünlükləridir.

α-epoksiketonların ultrasəs köməyi ilə fotokatalitik halqasının açılması (tədqiqat və qrafik: ©Memarian et al 2007)
Sonikasiya protokolu:
α-epoksiketonlar 1a-f və 1-benzil-2,4,6-trifenilpiridinium tetrafloroborat 2 məlumat verilmiş prosedurlara uyğun olaraq hazırlanmışdır. Metanol Merck-dən alınmış və istifadədən əvvəl distillə edilmişdir. İstifadə olunan ultrasəs cihazı Hielscher Ultrasonics GmbH şirkətinin UP400S ultrasəs prob cihazı idi. 460Wcm maksimum səs gücü sıxlığına qədər tənzimlənə bilən intensivlik səviyyələrində 24 kHz ultrasəs yayan S3 ultrasəs immersion buynuz (zond və ya sonotrode kimi də tanınır)-2 istifadə olunurdu. Sonikasiya 100% (maksimum amplituda 210μm) həyata keçirildi. Sonotrode S3 (maksimum daldırma dərinliyi 90 mm) birbaşa reaksiya qarışığına batırıldı. UV şüalanmaları Duran şüşəsində nümunələrin soyudulması ilə Narvadan 400 Vt yüksək təzyiqli civə lampası istifadə edilərək həyata keçirilmişdir. The 1Fotoməhsulların qarışığının H NMR spektrləri CDCl-də ölçüldü3 Bruker drx-500 (500 MHz) üzərində daxili standart kimi tetrametilsilan (TMS) ehtiva edən məhlullar. Hazırlayıcı təbəqənin xromatoqrafiyası (PLC) 20 × 20 sm ölçüdə aparılmışdır2 plitələr Merck silisium gel PF-nin 1 mm təbəqəsi ilə örtülmüşdür254 silisium məhlul kimi tətbiq edilərək havada qurudulmaqla hazırlanır. Bütün məhsullar məlumdur və onların spektral məlumatları daha əvvəl bildirilmişdir.
Cihaz tövsiyəsi:
UP400S ultrasəs buynuz S3 ilə
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Memarian, Həmid R.; Saffar-Teluri, A. (2007): α-epoksiketonların fotosonokimyəvi katalitik halqasının açılması. Beilstein Journal of Organic Chemistry 3/2, 2007.

SonoStation – ultrasəs prosesləri üçün sadə açar təslim həll
Alüminium/Nikel katalizatoru: Al/Ni ərintinin nano-strukturlaşdırılması
Ultrasəs tətbiqi:
Al/Ni hissəcikləri ilkin Al/Ni ərintisi nano-strukturlaşdırılması ilə sonokimyəvi şəkildə dəyişdirilə bilər. Asetofenonun hidrogenləşməsi üçün təsirli bir katalizator olan Therbey istehsal olunur.
Al/Ni katalizatorunun ultrasəs hazırlanması:
5 q kommersiya Al/Ni ərintisi təmizlənmiş suda (50 mL) səpələnmiş və 50 dəqiqəyə qədər sonikasiya edilmişdir. UIP1000hd (1kVt, 20kHz) ultrasəs zondu tipli sonikator BS2d22 (baş sahəsi 3,8 sm) ilə təchiz edilmişdir.2) və gücləndirici B2-1.8. Maksimum intensivlik 140 Wcm olaraq hesablanmışdır−2 106μm mexaniki amplituda. Sonikasiya zamanı temperaturun artmasının qarşısını almaq üçün təcrübə termostatik hüceyrədə aparılmışdır. Sonikasiyadan sonra nümunə istilik tabancası ilə vakuum altında qurudulur.
Cihaz tövsiyəsi:
UIP1000hd sonotrode BS2d22 və gücləndirici buynuz B2-1.2 ilə
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Dulle, Jana; Nemet, Silke; Skorb, Yekaterina V.; Irrgang, Torsten; Şenker, Yurgen; Kempe, Rhett; Feri, Andreas; Andreeva, Daria V. (2012): Al / Ni hidrogenləşdirmə katalizatorunun sonokimyəvi aktivləşdirilməsi. Təkmil Funksional Materiallar 2012. DOI: 10.1002/adfm.201200437
MgO katalizatoru ilə biodizelin transesterifikasiyası
Ultrasəs tətbiqi:
Transesterifikasiya reaksiyası katalizatorun miqdarı, metanol və yağın molyar nisbəti, reaksiya temperaturu və reaksiya müddəti kimi müxtəlif parametrlər üçün sonikator UP200S ilə daimi ultrasəs qarışdırma altında tədqiq edilmişdir. Partiya təcrübələri iki boyunlu torpaqlanmış qapaqlı sərt şüşə reaktorda (300 ml, 7 sm daxili diametr) aparılmışdır. Bir boyun UP200S (200W, 24kHz) ultrasəs prosessorunun titan sonotrode S7 (ucu diametri 7 mm) ilə birləşdirildi. Ultrasəs amplitudası saniyədə 1 dövrə ilə 50% olaraq təyin edildi. Reaksiya qarışığı bütün reaksiya zamanı sonikləşdirildi. Reaktor kamerasının digər boğazı buxarlanmış metanolun geri axını üçün xüsusi hazırlanmış, su ilə soyudulmuş, paslanmayan poladdan hazırlanmış kondensatorla təchiz edilmişdir. Bütün aparat mütənasib inteqral törəmə temperatur tənzimləyicisi tərəfindən idarə olunan sabit temperaturlu yağ banyosuna yerləşdirildi. Temperatur ±1°C dəqiqliklə 65°C-ə qədər qaldırıla bilər. Biodizelin transesterifikasiyası üçün material kimi tullantı yağı, 99,9% saf metanol istifadə edilmişdir. Katalizator kimi tüstü ilə yığılmış nano ölçülü MgO (maqnezium lenti) istifadə edilmişdir.
1,5 ağırlıq% katalizatorda çevrilmənin əla nəticəsi əldə edilmişdir; 55°C-də 5:1 metanol yağı molar nisbəti, 45 dəqiqədən sonra 98,7% çevrilmə əldə edildi.
Cihaz tövsiyəsi:
UP200S ultrasəs sonotrode S7 ilə
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Sivakumar, P.; Sankaranarayanan, S.; Renqanathan, S.; Sivakumar, P.(): Duman Depozit Nano MgO Katalizatoru istifadə edərək Sono-Kimyəvi Biodizel İstehsalına dair Tədqiqatlar. Kimyəvi reaksiya mühəndisliyi bülleteni & Kataliz 8/ 2, 2013. 89 – 96.
Kadmium(II)-tioasetamid nanokompozit sintezi
Ultrasəs tətbiqi:
Kadmium (II)-tioasetamid nanokompozitləri sonokimyəvi yolla polivinil spirtinin iştirakı və olmaması ilə sintez edilmişdir. Sonokimyəvi sintez (sono-sintez) üçün 0,532 q kadmium (II) asetat dihidrat (Cd(CH3COO)2,2H2O), 0,148 q tioasetamid (TAA, CH3CSNH2) və 0,664 q kalium (KİL)20-də həll edildi. ikiqat distillə edilmiş deionlaşdırılmış su. Bu məhlul 1 saat ərzində otaq temperaturunda UP400S (24 kHz, 400W) yüksək güclü zond tipli ultrasəs cihazı ilə sonikasiya edilmişdir. Reaksiya qarışığının sonikasiyası zamanı temperatur dəmir-konstantin termocütlə ölçüldüyü kimi 70-80degC-ə yüksəldi. Bir saatdan sonra parlaq sarı bir çöküntü meydana gəldi. O, sentrifuqa (4000 rpm, 15 dəq) ilə təcrid olundu, qalıq çirkləri çıxarmaq üçün ikiqat distillə edilmiş su və sonra mütləq etanol ilə yuyuldu və nəhayət havada qurudu (məhsul: 0,915 q, 68%). Dekabr s.200°C. Polimer nanokompozitin hazırlanması üçün 1,992 q polivinil spirti 20 mL ikiqat distillə edilmiş deionlaşdırılmış suda həll edildi və sonra yuxarıdakı məhlula əlavə edildi. Parlaq narıncı məhsul əmələ gələndə bu qarışıq 1 saat ultrasəs zondu UP400S ilə ultrasəslə şüalandı.
SEM nəticələri göstərdi ki, PVA varlığında hissəciklərin ölçüləri təxminən 38 nm-dən 25 nm-ə qədər azalıb. Sonra biz polimer nanokompozitin, kadmium (II)-tioasetamid/PVA-nın termal parçalanmasından sferik morfologiyaya malik altıbucaqlı CdS nanohissəciklərini sintez etdik. CdS nanohissəciklərinin ölçüsü həm XRD, həm də SEM ilə ölçüldü və nəticələr bir-biri ilə çox yaxşı uyğunlaşdı.
Rəncbər və başqaları. (2013) həmçinin polimerik Cd(II) nanokompozitinin maraqlı morfologiyalara malik kadmium sulfid nanohissəciklərinin hazırlanması üçün uyğun bir prekursor olduğunu müəyyən etmişdir. Bütün nəticələr ultrasəs sintezinin yüksək temperatur, uzun reaksiya müddətləri və yüksək təzyiq kimi xüsusi şərtlərə ehtiyac olmadan nanoölçülü materialların sintezi üçün sadə, səmərəli, ucuz, ekoloji cəhətdən təmiz və çox perspektivli bir üsul kimi uğurla tətbiq oluna biləcəyini göstərdi. .
Cihaz tövsiyəsi:
UP400S
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Rəncbər, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Kadmium-Tioasetamid Nanokompozitlərinin sintezi və xarakteristikası. Int. J. Nanosci. Nanotexnol. 9/4, 2013. 203-212.
CaCO3 – Ultrasonik olaraq Stearik turşu ilə örtülmüşdür
Ultrasəs tətbiqi:
Nano-çökülmüş CaCO-nun ultrasəs örtüyü3 (NPCC) polimerdə dispersiyasını yaxşılaşdırmaq və aglomerasiyanı azaltmaq üçün stearin turşusu ilə. 2 q örtülməmiş nano-çökülmüş CaCO3 (NPCC) 30ml etanolda sonikator UP400S ilə sonikasiya edilmişdir. Stearin turşusunun 9 %-i etanolda həll edilmişdir. Sonra stearin turşusu ilə etanol sonikləşdirilmiş suspenziya ilə qarışdırıldı.
Cihaz tövsiyəsi:
UP400S 22 mm diametrli sonotrode (H22D) və soyuducu gödəkçə ilə axın hüceyrəsi
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Kow, KV; Abdullah, EC; Əziz, AR (2009): Nano-çökülmüş CaCO3-ün stearin turşusu ilə örtülməsində ultrasəsin təsiri. Asiya-Sakit Okean Kimya Mühəndisliyi Jurnalı 4/5, 2009. 807-813.
Serium nitrat qatqılı silan
Ultrasəs tətbiqi:
Metal substratlar kimi soyuq haddelenmiş karbon polad panelləri (6,5 sm, 6,5 sm, 0,3 sm; kimyəvi təmizlənmiş və mexaniki cilalanmış) istifadə edilmişdir. Kaplama tətbiqindən əvvəl panellər asetonla ultrasəslə təmizləndi, sonra qələvi məhlulla (0,3mol L1 NaOH məhlulu) 60°C-də 10 dəqiqə təmizləndi. Astar kimi istifadə üçün, substratın ilkin təmizlənməsindən əvvəl, 50 hissə γ-glisidoksipropiltrimetoksisilan (γ-GPS) daxil olmaqla tipik bir formula, pH 4.5 (sirkə turşusu ilə tənzimlənmiş) ilə təxminən 950 hissə metanol ilə seyreltilmiş və hidrolizə icazə verilmişdir. silan. Serium nitrat piqmentləri ilə aşqarlanmış silanın hazırlanması proseduru eyni idi, yalnız (γ-GPS) əlavə edilməzdən əvvəl metanol məhluluna 1, 2, 3 ağırlıq% serium nitrat əlavə edildi, sonra bu məhlul pervaneli qarışdırıcı ilə qarışdırıldı. 30 dəqiqə ərzində 1600 rpm. otaq temperaturunda. Sonra, dispersiyaları olan serium nitrat xarici soyuducu vanna ilə 40 ° C-də 30 dəqiqə ultrasəs edildi. Ultrasəsləmə prosesi ultrasəs cihazı UIP1000hd (1000W, 20 kHz) ilə təxminən 1 Vt/mL giriş ultrasəs gücü ilə həyata keçirilmişdir. Substratın ilkin müalicəsi hər panelin 100 saniyə ərzində yuyulması ilə həyata keçirilmişdir. müvafiq silan məhlulu ilə. Müalicədən sonra panellərin otaq temperaturunda 24 saat qurumasına icazə verildi, sonra əvvəlcədən işlənmiş panellər iki paketli aminlə bərkidilmiş epoksi ilə örtüldü. (Epon 828, shell Co.) 90μm yaş film qalınlığı etmək üçün. Epoksi örtüklü panellər, epoksi örtükləri müalicə etdikdən sonra, 115 ° C-də 1 saat qurumağa icazə verildi; quru film qalınlığı təxminən 60μm idi.
Cihaz tövsiyəsi:
UIP1000hd
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Zəferani, Ş. Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Tərkibində serium nitrat olan silan ön müalicələrinin epoksi örtülmüş poladın katodik disbonding xüsusiyyətlərinə elektrokimyəvi təsiri. Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411–2420.
Mis-alüminium çərçivələr: məsaməli Cu-Al çərçivələrinin sintezi
Ultrasəs tətbiqi:
Metal oksidi ilə stabilləşdirilmiş məsaməli mis-alüminium, nəcib və ya təhlükəli metallardan təmizlənmiş propan dehidrogenləşməsi üçün yeni perspektivli alternativ katalizatordur. Oksidləşmiş məsaməli Cu-Al ərintisi (metal süngər) strukturu Raney tipli metallara bənzəyir. Yüksək güclü ultrasəs, metal oksidi ilə sabitləşdirilmiş məsaməli mis-alüminium çərçivələrin sintezi üçün yaşıl kimya vasitəsidir. Onlar ucuzdur (istehsal dəyəri təqribən 3 EUR/litrdir) və metodu asanlıqla genişləndirmək olar. Bu yeni məsaməli materiallar (və ya “metal süngərlər”) ərinti kütləsinə və oksidləşmiş səthə malikdir və aşağı temperaturda propanın dehidrogenləşməsini kataliz edə bilir.
Ultrasəs katalizatorunun hazırlanması proseduru:
Beş qram Al-Cu xəlitəli toz ultratəmiz suda (50ml) səpildi və Hielscher zond tipli sonikator UIP1000hd (20kHz, maksimum çıxış gücü 1000W) ilə 60 dəqiqə ultrasəs edildi. Ultrasəs zond tipli cihaz sonotrode BS2d22 (ucu sahəsi 3,8 sm) ilə təchiz edilmişdir.2) və gücləndirici buynuzu B2–1.2. Maksimum intensivlik 57 Vt/sm olaraq hesablanmışdır2 81μm mexaniki amplituda. Müalicə zamanı nümunə buz banyosunda soyudulur. Müalicədən sonra nümunə 120 ° C-də 24 saat qurudulur.
Cihaz tövsiyəsi:
UIP1000hd sonotrode BS2d22 və gücləndirici buynuz B2-1.2 ilə
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Schäferhans, Jana; Qomez-Quero, Santyaqo; Andreeva, Daria V.; Rothenberg, Gadi (2011): Yeni və Effektiv Mis-Alüminium Propan Dehidrogenləşdirmə Katalizatorları. Kimya. avro. J. 2011, 17, 12254-12256.
Mis Fathlocyanine Deqradasiyası
Ultrasəs tətbiqi:
Metaloftalosiyaninlərin rəngsizləşdirilməsi və məhv edilməsi
Mis fatlosiyanin, 37-59 Vt/sm güc səviyyəsində qatlanan kameralı 500 Vt ultrasəs cihazı UIP500hd istifadə edərək, oksidləşdiricinin katalitik miqdarının mövcudluğunda mühit temperaturunda və atmosfer təzyiqində su və üzvi həlledicilərlə sonikasiya olunur.2: 5 mL nümunə (100 mq/L), ultrasəs amplitüdünün 60%-də xoloform və piridin ilə 50 D/D su. Reaksiya temperaturu: 20°C.
Cihaz tövsiyəsi:
UIP500hd
Qızıl: Qızıl Nanohissəciklərin morfoloji modifikasiyası
Ultrasəs tətbiqi:
Qızıl nano hissəciklər intensiv ultrasəs şüalanması altında morfoloji cəhətdən dəyişdirilmişdir. Qızıl nanohissəcikləri dumbbell kimi bir quruluşa birləşdirmək üçün 20 dəqiqəlik ultrasəs müalicəsi. təmiz suda və səthi aktiv maddələrin mövcudluğunda kifayət qədər tapıldı. 60 dəqiqədən sonra. sonikasiya nəticəsində qızıl nanohissəciklər suda qurd və ya halqaya bənzər bir quruluş əldə edirlər. Sferik və ya oval formalı əridilmiş nanohissəciklər natrium dodesil sulfat və ya dodesil amin məhlullarının iştirakı ilə ultrasəs üsulu ilə əmələ gəlmişdir.
Ultrasəs müalicəsinin protokolu:
Ultrasəs modifikasiyası üçün orta diametri 25 nm (± 7 nm) olan əvvəlcədən formalaşmış sitratla qorunan qızıl nanohissəciklərdən ibarət olan kolloid qızıl məhlulu qapalı reaktor kamerasında (təxminən 50 ml həcmdə) sonikasiya edilmişdir. Koloidal qızıl məhlulu (0,97 mmol·L-1) yüksək intensivliklə (40 Vt/sm.) ultrasəs şüalanmasına məruz qalmışdır-2) sonicated məhlulun səthindən təxminən 2 sm aşağı batırılmış titan ərintisi sonotrode BS2d18 (0,7 düym ucu diametri) ilə təchiz edilmiş Hielscher UIP1000hdT ultrasəs cihazı (20kHz, 1000W) istifadə edərək. Koloidal qızıl arqonla qazlaşdırılmışdır (O2 < 2 ppmv, Hava Mayesi) 20 dəq. 200 mL·dəq sürətlə sonikasiyadan əvvəl və zamanı-1 məhluldakı oksigeni aradan qaldırmaq üçün. Trisodium sitrat dihidrat əlavə edilmədən hər səthi aktiv maddə məhlulunun 35 ml-lik hissəsi 20 dəqiqə ərzində arqon qazı ilə köpürdülmüş 15 mL əvvəlcədən formalaşmış koloidal qızılla əlavə edildi. ultrasəs müalicəsindən əvvəl və zamanı.
Cihaz tövsiyəsi:
UIP1000hd sonotrode BS2d18 və axın hüceyrə reaktoru ilə
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Radziuk, D.; Qriqoryev, D.; Zhang, W.; Su, D.; Möhvald, H.; Shchukin, D. (2010): Əvvəlcədən formalaşmış qızıl nanohissəciklərin ultrasəslə birləşməsi. Journal of Physical Chemistry C 114, 2010. 1835–1843.
Qeyri-üzvi gübrə – Analiz üçün Cu, Cd və Pb-nin yuyulması
Ultrasəs tətbiqi:
Analitik məqsədlər üçün qeyri-üzvi gübrələrdən Cu, Cd və Pb çıxarılması:
Mis, qurğuşun və kadmiumun ultrasəslə çıxarılması üçün tərkibində gübrə və həlledici qarışığı olan nümunələr dolayı sonikasiya üçün VialTweeter sonikatoru kimi ultrasəs cihazı ilə sonikasiya edilir. Gübrə nümunələri 2 mL 50% (h/v) HNO varlığında sonikasiya edilmişdir.3 şüşə borularda 3 dəqiqə. Cu, Cd və Pb ekstraktları alov atomik absorbsiya spektrometriyası (FAAS) ilə müəyyən edilə bilər.
Cihaz tövsiyəsi:
VialTweeter
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Lima, AF; Richter, EM; Muñoz, RAA (2011): Qeyri-üzvi gübrələrdə metalın təyini üçün alternativ analitik metod. Braziliya Kimya Cəmiyyətinin jurnalı 22/ 8. 2011. 1519-1524.
Lateks sintezi
Ultrasəs tətbiqi:
P(St-BA) lateksinin hazırlanması
Poli(stirol-r-butil akrilat) P(St-BA) lateks hissəcikləri səthi aktiv maddə DBSA-nın iştirakı ilə emulsiya polimerləşməsi yolu ilə sintez edilmişdir. 1 q DBSA əvvəlcə üç boyunlu kolbada 100 mL suda həll edildi və məhlulun pH dəyəri 2.0-ə düzəldildi. 2,80 q St və 8,40 q BA-nın AIBN (0,168 q) təşəbbüskarı ilə qarışıq monomerləri DBSA məhluluna töküldü. O/W emulsiyası 1 saat ərzində maqnit qarışdırmaqla hazırlanmış, daha sonra 30 dəqiqə ultrasəs buynuz (zond/ sonotrode) ilə təchiz olunmuş sonikator UIP1000hd ilə sonikasiya edilmişdir. buz hamamında. Nəhayət, polimerləşmə azot atmosferi altında 2 saat ərzində 90°C-də yağ vannasında aparılmışdır.
Cihaz tövsiyəsi:
UIP1000hd
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Toxunmamış parçalar substratı üzərində poli(3,4-etilendioksitiofen)epoli(stirensulfon turşusu) (PEDOT:PSS) əldə edilən çevik keçirici filmlərin istehsalı. Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143-148.
Lateksin sono-sintezi haqqında daha çox oxumaq üçün buraya basın!
Qurğuşun Təmizlənməsi (Sono-Silah)
Ultrasəs tətbiqi:
Çirklənmiş torpaqdan qurğuşunun ultrasəslə yuyulması:
Ultrasəslə yuyulma təcrübələri 20kHz tezliyində işləyən titan sonik zondu (diametri 14mm) olan ultrasəs homogenizatoru UP400S ilə aparılmışdır. Ultrasəs zondu (sonotrode) 51 ± 0,4 Vt sm-ə təyin edilmiş ultrasəs intensivliyi ilə kalorimetrik olaraq kalibrlənmişdir.-2 bütün sono-qablaşdırma təcrübələri üçün. Sono-qələviləşdirmə təcrübələri 25 ± 1°C-də düz dibli gödəkçəli şüşə hüceyrədən istifadə edərək termostatlaşdırılmışdır. Sonikasiya altında torpağın yuyulması məhlulları (0,1L) kimi üç sistem istifadə edilmişdir: 6 mL 0,3 mol L-2 sirkə turşusu məhlulu (pH 3,24), 3% (h/v) azot turşusu məhlulu (pH 0,17) və sirkə turşusu/asetatın tamponu (pH 4,79) 60 ml 0f 0,3 mol L qarışdırılaraq hazırlanmışdır.-1 19 ml 0,5 mol L ilə sirkə turşusu-1 NaOH. Sono-qələviləşdirmə prosesindən sonra nümunələr süzülmə məhlulunu torpaqdan ayırmaq üçün filtr kağızı ilə süzüldü, ardınca süzülmə məhlulunun qurğuşun elektrodepozisiyası və ultrasəs tətbiqindən sonra torpağın həzmi həyata keçirildi.
Ultrasəsin çirklənmiş torpaqdan qurğuşun süzülməsini artırmaq üçün dəyərli vasitə olduğu sübut edilmişdir. Ultrasəs də çox az təhlükəli torpaqla nəticələnən süzülə bilən qurğuşunun torpaqdan tamamilə çıxarılması üçün effektiv üsuldur.
Cihaz tövsiyəsi:
UP400S sonotrode H14 ilə
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Sandoval-Qonzales, A.; Silva-Martinez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Qurğuşun Təmizləmə Torpağı üçün Birləşdirilmiş Ultrasəs Yuyulması və Elektrokimyəvi Müalicə. Elektrokimyəvi sistemlər üçün yeni materiallar jurnalı 10, 2007. 195-199.
PbS – Qurğuşun sulfid nanohissəciklərinin sintezi
Ultrasəs tətbiqi:
Otaq temperaturunda 0,151 q qurğuşun asetat (Pb(CH3COO) 2.3H2O) və 0,03 q TAA (CH3CSNH2) 5 ml ion mayesinə, [EMIM] [EtSO4], və 50 mL stəkanda 15 mL ikiqat distillə edilmiş su Hielscher sonicator UP200S ilə 7 dəqiqə ərzində ultrasəs şüalanmasına qoyuldu. Ultrasəs zondu/sonotrot S1 ucu birbaşa reaksiya məhluluna batırıldı. Yaranan tünd qəhvəyi rəngli suspenziya çöküntünü çıxarmaq üçün sentrifuqadan keçirilmiş və reaksiyaya girməyən reagentləri çıxarmaq üçün müvafiq olaraq ikiqat distillə edilmiş su və etanol ilə iki dəfə yuyulmuşdur. Ultrasəsin məhsulların xüsusiyyətlərinə təsirini araşdırmaq üçün reaksiya parametrlərini sabit saxlayaraq daha bir müqayisəli nümunə hazırlanmışdır, istisna olmaqla, məhsul ultrasəs şüalanmasının köməyi olmadan 24 saat davamlı qarışdırmaqla hazırlanır.
PbS nanohissəciklərinin hazırlanması üçün otaq temperaturunda sulu ion mayesində ultrasəs köməyi ilə sintez təklif edilmişdir. Bu otaq temperaturu və ekoloji cəhətdən zərərsiz yaşıl üsul sürətli və şablonsuzdur, bu da sintez vaxtını nəzərəçarpacaq dərəcədə qısaldır və mürəkkəb sintetik prosedurların qarşısını alır. Hazırlanmış nanoklasterlər 3,86 eV-lik böyük mavi sürüşməni göstərir ki, bu da hissəciklərin çox kiçik ölçüsü və kvant qapanma effekti ilə əlaqələndirilə bilər.
Cihaz tövsiyəsi:
UP200S
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Behbudnia, M.; Həbibi-Yangjeh, A.; Cəfəri-Tərzanaq, Y.; Khodayari, A. (2008): Ultrasonik Şüalanmadan istifadə edərək Sulu [EMIM][EtSO4] İon Mayesində PbS Nanohissəciklərinin Asan və Otaq Temperaturunda Hazırlanması və Xarakteristikası. Koreya Kimya Cəmiyyətinin bülleteni 29/ 1, 2008. 53-56.
fenolun parçalanması
Ultrasəs tətbiqi:
Rokhina və başqaları. (2013) perasetik turşu (PAA) və heterojen katalizatorun (MnO) birləşməsindən istifadə etmişdir.2) ultrasəs şüalanması altında sulu məhlulda fenolun parçalanması üçün. Ultrasonikasiya 24 kHz sabit tezlikdə davamlı və ya nəbz rejimində (yəni 4 san. aktiv və 2 san. söndürmə) sonikasiya etməyə qadir olan 400W zond tipli ultrasəs cihazı UP400S istifadə edərək həyata keçirilmişdir. Hesablanmış ümumi güc girişi, güc sıxlığı və sistemə sərf olunan güc intensivliyi 20 Vt, 9,5 idi.×10-2 W/sm-3, və 14,3 Vt/sm-2, müvafiq olaraq. Təcrübələr boyu sabit gücdən istifadə edilmişdir. Reaktorun daxilində temperaturu idarə etmək üçün immersion sirkulyasiya qurğusu istifadə edilmişdir. Həqiqi sonikasiya müddəti 4 saat idi, baxmayaraq ki, impuls rejimində işləməyə görə real reaksiya müddəti 6 saat idi. Tipik bir təcrübədə, şüşə reaktor 100 mL fenol məhlulu (1,05 mM) və 0-2 g L arasında dəyişən MnO2 və PAA (2%) katalizatorunun müvafiq dozaları ilə dolduruldu.-1 və müvafiq olaraq 0-150 ppm. Bütün reaksiyalar ətraf neytral pH, atmosfer təzyiqi və otaq temperaturunda (22 ± 1 °C) aparılmışdır.
Ultrasonication ilə, katalizator səthi struktur heç bir dəyişiklik ilə 4 qat daha böyük səth sahəsi ilə nəticələndi artırıldı. Dövriyyə tezlikləri (TOF) 7 x 10-dan artırıldı-3 12,2 x 10-a qədər-3 min-1, səssiz proseslə müqayisədə. Bundan əlavə, katalizatorun əhəmiyyətli dərəcədə yuyulması aşkar edilməmişdir. Reagentlərin nisbətən aşağı konsentrasiyalarında fenolun izotermik oksidləşməsi mülayim şəraitdə fenolun yüksək xaric olma sürətini (89%-ə qədər) nümayiş etdirdi. Ümumiyyətlə, ultrasəs ilk 60 dəqiqə ərzində oksidləşmə prosesini sürətləndirdi. (Fenolun xaric edilməsinin 70%-i səssiz müalicə zamanı 40%-ə qarşı).
Cihaz tövsiyəsi:
UP400S
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Rokhina, EV; Makarova, K.; Lahtinen, M.; Golovina, EA; Van As, H.; Virkutyte, J. (2013): Ultrasəs yardımlı MnO2 Fenolun parçalanması üçün perasetik turşunun katalizləşdirilmiş homolizi: Prosesin kimyası və kinetikasının qiymətləndirilməsi. Chemical Engineering Journal 221, 2013. 476–486.
Fenol: RuI istifadə edərək fenolun oksidləşməsi3 katalizator kimi
Ultrasəs tətbiqi:
RuI üzərində fenolun heterojen sulu oksidləşməsi3 hidrogen peroksid ilə (H2O2): Fenolun (100 ppm) RuI üzərində katalitik oksidləşməsi3 katalizator kimi maqnit qarışdırıcı və temperatur tənzimləyicisi ilə təchiz olunmuş 100 ml-lik şüşə reaktorda tədqiq edilmişdir. Reaksiya qarışığı katalizator hissəciklərinin vahid paylanması və tam dayandırılması üçün tam qarışdırmağı təmin etmək üçün 1-6 saat ərzində 800 rpm sürətlə qarışdırıldı. Sonikasiya zamanı kavitasiya qabarcığının salınması və çökməsi nəticəsində yaranan pozğunluq səbəbindən məhlulun heç bir mexaniki qarışdırılması həyata keçirilmədi və özünü son dərəcə səmərəli qarışdırma təmin etdi. Məhlulun ultrasəs şüalanması ultrasəs (zond tipli sonikator adlanır) ilə təchiz edilmiş UP400S ultrasəs çeviricisi ilə həyata keçirildi, sabit 24 kHz tezliyində və maksimum güc çıxışı 400 Vt-da davamlı və ya nəbz rejimində işləyə bilər. .
Təcrübə üçün, müalicə olunmamış RuI3 katalizator kimi (0,5-2 qL-1) aşağıdakı H2O2 (30%, 200-1200 ppm aralığında konsentrasiya) əlavə edilməklə reaksiya mühitinə suspenziya kimi daxil edilmişdir.
Rokhina və başqaları. tədqiqatlarında aşkar etdilər ki, ultrasəs şüalanması katalizatorun faktura xassələrinin modifikasiyasında mühüm rol oynayıb, katalizator hissəciklərinin parçalanması nəticəsində daha yüksək səth sahəsinə malik mikroməsaməli struktur yaradır. Bundan əlavə, katalizator hissəciklərinin yığılmasının qarşısını alan və katalizatorun aktiv sahələrinə fenol və hidrogen peroksidin əlçatanlığını yaxşılaşdıran təşviqedici təsir göstərmişdir.
Səssiz oksidləşmə prosesi ilə müqayisədə ultrasəslə dəstəklənən prosesin səmərəliliyinin iki dəfə artması katalizatorun təkmilləşdirilmiş katalitik davranışı və •OH, •HO2 və •I kimi oksidləşdirici növlərin yaranması ilə əlaqələndirilir.2 hidrogen bağları vasitəsilə radikalların parçalanması və rekombinasiyası.
Cihaz tövsiyəsi:
UP400S
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Rokhina, EV; Lahtinen, M.; Nolte, MCM; Virkutyte, J. (2009): Fenolun Ultrasəslə Yardımlı Heterojen Rutenium Katalizli Yaş Peroksid Oksidləşməsi. Applied Catalysis B: Environmental 87, 2009. 162– 170.
PLA ilə örtülmüş Ag/ZnO hissəcikləri
Ultrasəs tətbiqi:
Ag/ZnO hissəciklərinin PLA örtülməsi: PLA ilə örtülmüş Ag/ZnO-nun mikro və submikrohissəcikləri suda yağ emulsiyası həlledici buxarlanma texnikası ilə hazırlanmışdır. Bu üsul aşağıdakı şəkildə həyata keçirildi. Əvvəlcə 400 mq polimer 4 ml xloroformda həll edildi. Nəticədə polimerin xloroformdakı konsentrasiyası 100 mq/ml olmuşdur. İkincisi, polimer məhlulu müxtəlif səthi aktiv maddələr sistemlərinin (emulqator, PVA 8-88) su məhlulunda homogenizatorla 24000 rpm qarışdırma sürətində davamlı qarışdırmaqla emulsiya edilmişdir. Qarışıq 5 dəqiqə qarışdırılır. və bu müddət ərzində əmələ gətirən emulsiya buzla soyudulur. Səthi aktiv maddənin sulu məhlulu ilə PLA-nın xloroform məhlulu arasındakı nisbət bütün təcrübələrdə eyni olmuşdur (4:1). Sonradan alınan emulsiya 5 dəqiqə ərzində ultrasəs zond tipli cihaz UP400S (400W, 24kHz) tərəfindən ultrasəslə səsləndi. dövrədə 0,5 və amplituda 35%. Nəhayət, hazırlanmış emulsiya Erlenmeyer kolbasına köçürüldü, qarışdırıldı və üzvi həlledici azaldılmış təzyiq altında emulsiyadan buxarlandı ki, bu da nəhayət hissəcik suspenziyasının yaranmasına gətirib çıxarır. Həlledici çıxarıldıqdan sonra süspansiyon emulqatoru çıxarmaq üçün üç dəfə sentrifuqa edilmişdir.
Cihaz tövsiyəsi:
UP400S
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Kucharczyk, P.; Sedlarik, V.; Stloukal, P.; Bazant, P.; Koutny, M.; Qreqorova, A.; Kreuh, D.; Kuritka, I. (2011): Poli (L-laktik turşu) örtülmüş mikrodalğalı sintez edilmiş hibrid antibakterial hissəciklər. Nanocon 2011.
Polianilin Kompozit
Ultrasəs tətbiqi:
Su əsaslı özünü qatqılı nanopolianilin (SPAni) kompozitinin (Sc-WB) hazırlanması
Su əsaslı SPAni kompozitini hazırlamaq üçün ScCO2 mühitində in-situ polimerləşmədən istifadə etməklə sintez edilmiş 0,3 qr SPAni su ilə seyreltilmiş və 1000 Vt ultrasəs homogenizatoru UIP1000hd ilə 2 dəqiqə sonikasiya edilmişdir. Daha sonra 125 qr su əsaslı sərtləşdirici matriks əlavə edilərək 15 dəqiqə ərzində suspenziya məhsulu homojenləşdirilir. və son sonication 5 dəqiqə ətraf temperaturda həyata keçirilmişdir.
Cihaz tövsiyəsi:
UIP1000hd
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Bağerzadə, MR; Musəvinejad, T.; Əkbərinezhad, E.; Ghanbarzadə, A. (2013): ScCO2 Tərkibində Su əsaslı Epoksi Örtünün Qoruyucu Fəaliyyəti. 2013.
Polisiklik Aromatik Karbohidrogenlər: Naftalin, Asenaftilen və Fenanthrenin sonokimyəvi deqradasiyası
Ultrasəs tətbiqi:
Polisiklik aromatik karbohidrogenlərin (PAH) suda naftalin, asenaftilen və fenantrenin sonokimyəvi deqradasiyası üçün nümunə qarışıqları 20◦C-də və hər bir hədəf PAH-dan 50 µq/l (ümumi ilkin konsentrasiyanın 150 µq/l) sonikasiya edilmişdir. Ultrasonication ya davamlı və ya nəbz rejimində işləməyə qadir olan UP400S buynuz tipli ultrasəs cihazı (400W, 24kHz) tərəfindən tətbiq edilmişdir. Sonicator UP400S 7 mm diametrli ucluq titan H7 zondla təchiz edilmişdir. Reaksiyalar 200 mL silindrik şüşə reaksiya qabında həyata keçirildi və titan buynuz reaksiya qabının üstünə quraşdırıldı və O-halqalar və Teflon klapan istifadə edərək möhürləndi. Prosesin temperaturuna nəzarət etmək üçün reaksiya qabı su banyosuna yerləşdirildi. Hər hansı bir fotokimyəvi reaksiyanın qarşısını almaq üçün gəmi alüminium folqa ilə örtülmüşdür.
Təhlil nəticələri göstərdi ki, PAH-ların çevrilməsi sonikasiya müddətinin artması ilə artır.
Naftalin üçün ultrasəs köməyi ilə çevrilmə (ultrasəs gücü 150 Vt-a təyin edilmiş) 30 dəqiqədən sonra əldə edilən 77,6%-dən artdı. sonikasiya 60 dəqiqədən sonra 84,4%-ə çatır. sonication.
Acenaphthylene üçün, ultrasəs köməyi ilə çevrilmə (ultrasəs gücü 150 Vt-a təyin olundu) 30 dəqiqədən sonra əldə edilən 77,6%-dən artdı. 60 dəqiqədən sonra 84,4%-ə qədər 150W ultrasəs gücü ilə sonikasiya. 150W ultrasəs ilə sonikasiya 30 dəqiqədən sonra əldə edilən 80,7%-dən artdı. 60 dəqiqədən sonra 96,6%-ə qədər 150 Vt ultrasəs gücü ilə sonikasiya. sonication.
Fenanthrene üçün ultrasəs köməyi ilə çevrilmə (ultrasəs gücü 150 Vt-a təyin olundu) 30 dəqiqədən sonra əldə edilən 73,8%-dən artdı. sonikasiya 60 dəqiqədən sonra 83,0%-ə çatır. sonication.
Deqradasiya səmərəliliyini artırmaq üçün, dəmir ionu əlavə edildikdə hidrogen peroksid daha səmərəli istifadə edilə bilər. Dəmir ionunun əlavə edilməsinin Fentona bənzər reaksiyanı simulyasiya edən sinergetik təsirlərə malik olduğu göstərilmişdir.
Cihaz tövsiyəsi:
UP400S H7 ilə
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Psillakis, E.; Goula, G.; Kalogerakis, N.; Mantzavinos, D. (2004): Ultrasonik şüalanma ilə sulu məhlullarda polisiklik aromatik karbohidrogenlərin deqradasiyası. Journal of Hazardous Materials B108, 2004. 95-102.
Substratlardan oksid qatının çıxarılması
Ultrasəs tətbiqi:
Cu substratlarında CuO nanotellərini böyütməzdən əvvəl substratı hazırlamaq üçün Cu səthindəki daxili oksid təbəqəsi nümunəni 0,7 M xlorid turşusunda 2 dəqiqə ultrasəslə çıxararaq çıxarıldı. Hielscher UP200S ilə. Nümunə asetonda 5 dəqiqə ultrasəslə təmizləndi. üzvi çirkləndiriciləri çıxarmaq üçün deionlaşdırılmış (DI) su ilə yaxşıca yuyulur və sıxılmış havada qurudulur.
Cihaz tövsiyəsi:
UP200S və ya UP200 St
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
Maşok, M.; Yu, K.; Cui, S.; Mao, S.; Lu, G.; Chen, J. (2012): Səthlərində Diskret Nanoölçülü p−n qovşaqlarının yaradılması vasitəsilə CuO Nanotellərinin Qaz Algılama Xüsusiyyətlərinin Modulyasiyası. ACS Tətbiqi Materialları & İnterfeyslər 4, 2012. 4192−4199.
voltametriya təcrübələri
Ultrasəs tətbiqi:
Ultrasəs ilə gücləndirilmiş voltammetriya təcrübələri üçün şüşə buynuz (13 mm diametrli uc) ilə təchiz olunmuş Hielscher 200 vatt ultrasəs cihazı UP200S istifadə edilmişdir. Ultrasəs 8 Vt/sm intensivliklə aparılmışdır–2.
Sulu məhlullarda nanohissəciklərin diffuziya sürətinin yavaş olması və hər nanohissəcikdə redoks mərkəzlərinin çox olması səbəbindən nanohissəciklərin birbaşa məhlul fazasının voltammetriyasında adsorbsiya effektləri üstünlük təşkil edir. Adsorbsiya nəticəsində yığılmayan nanohissəcikləri aşkar etmək üçün (i) nanohissəciklərin kifayət qədər yüksək konsentrasiyası, (ii) siqnal-zəmin nisbətini yaxşılaşdırmaq üçün kiçik elektrodlar və ya (iii) ilə eksperimental yanaşma seçilməlidir. çox sürətli kütləvi nəqliyyat.
Buna görə də, McKenzie et al. (2012) nanohissəciklərin elektrod səthinə doğru kütləvi daşınma sürətini kəskin şəkildə yaxşılaşdırmaq üçün güc ultrasəsindən istifadə etdi. Onların eksperimental quruluşunda elektrod 5 mm elektroddan buynuza məsafə və 8 Vt/sm olan yüksək intensivlikli ultrasəsə birbaşa məruz qalır.–2 həyəcanlanma və kavitasiya təmizlənməsi ilə nəticələnən sonikasiya intensivliyi. Test redoks sistemi, Ru (NH3) bir elektron azaldılması63+ sulu 0,1 M KCl-də, bu şərtlərdə əldə edilən kütləvi nəqliyyat sürətini kalibrləmək üçün istifadə edilmişdir.
Cihaz tövsiyəsi:
UP200S və ya UP200 St
İstinad/Tədqiqat Sənədi:
McKenzie, KJ; Marken, F. (2001): Nanohissəcik Fe2O3-ün sulu məhlulda birbaşa elektrokimyası və qalay qatqılı indium oksidinə adsorbsiya. Saf Tətbiqi Kimya, 73/ 12, 2001. 1885–1894.
Laboratoriyadan sənaye miqyasına qədər sonokimyəvi reaksiyalar üçün sonikatorlar
Hielscher, yüksək həcmli axınlar üçün əl laboratoriyası homogenizatorundan tutmuş tam sənaye sonikatorlarına qədər ultrasəs cihazların tam çeşidini təklif edir. Test zamanı kiçik miqyasda əldə edilən bütün nəticələr, R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production. Hielscher sonicators etibarlı, möhkəm və 24/7 əməliyyat üçün qurulmuşdur.
Prosesinizi necə qiymətləndirmək, optimallaşdırmaq və miqyasını artırmaq üçün bizə sual verin! Bütün mərhələlərdə sizə kömək etməkdən məmnunuq – ilk sınaqlardan və prosesin optimallaşdırılmasından sənaye istehsal xəttinizdə quraşdırmaya qədər!
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizdən soruşun!
Ultrasəslə Təkmilləşdirilmiş Kimyəvi Reaksiyaya qarşı Adi Reaksiyalara nümunələr
Aşağıdakı cədvəl bir neçə ümumi kimyəvi reaksiya haqqında ümumi məlumat verir. Hər bir reaksiya üçün adi reaksiya ilə ultrasəslə gücləndirilmiş reaksiya məhsuldarlıq və çevrilmə sürəti ilə müqayisə edilir.
reaksiya | Reaksiya vaxtı – Ənənəvi | Reaksiya vaxtı – ultrasəs | məhsuldarlıq – şərti (%) | məhsuldarlıq – Ultrasəs (%) |
---|---|---|---|---|
Diels-Alder siklləşməsi | 35 h | 3,5 saat | 77.9 | 97.3 |
İndanın indan-1-birə oksidləşməsi | 3 h | 3 h | 27%-dən az | 73% |
Metoksiaminosilanın azaldılması | reaksiya yoxdur | 3 h | 0% | 100% |
Uzun zəncirli doymamış yağ efirlərinin epoksidləşməsi | 2 h | 15 dəq | 48% | 92% |
Arilalkanların oksidləşməsi | 4 h | 4 h | 12% | 80% |
Maykl nitroalkanların monoəvəz edilmiş α,β-doymamış efirlərə əlavə edilməsi | 2 gün | 2 h | 85% | 90% |
2-oktanolun permanqanat oksidləşməsi | 5 h | 5 h | 3% | 93% |
CLaisen-Schmidt kondensasiyası ilə xalkonların sintezi | 60 dəq | 10 dəq | 5% | 76% |
2-iyodonitrobenzolun UIllmann birləşməsi | 2 h | 2H | az qara 1,5% | 70,4% |
Reformatsky reaksiyası | 12h | 30 dəq | 50% | 98% |
(müq. Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis: The Fundamentals of Process Intensification, Birinci Nəşr. Nəşr 2019-cu ildə Wiley tərəfindən)
Bilməyə Dəyər Faktlar
Ultrasonik toxuma homojenizatorları müxtəlif proseslər və sənayelər üçün istifadə olunur. Sonikatorun istifadə olunduğu xüsusi tətbiqdən asılı olaraq, o, zond tipli ultrasəs cihazı, sonik lizer, sonolizator, ultrasəs pozucusu, ultrasəs öğütücü, sono-ruptor, sonifier, sonik dismembrator, hüceyrə pozan, ultrasəs dispersator və ya həlledici adlanır. Fərqli şərtlər sonikasiya ilə yerinə yetirilən xüsusi tətbiqə işarə edir.

Hielscher Ultrasonics yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir laboratoriya üçün sənaye ölçüsü.