• Метал-органични рамки са съединения, образувани от метални йони и органични молекули, така че да се създаде една, две, или три-измерна хибриден материал. Тези хибридни структури могат да бъдат порести или непорести и предлагат многобройни функции.
• В sonochemical синтез на MOFs е обещаващ техника като метал-органични кристали се произвеждат много ефективни и екологично чисти.
• Ултразвуковият производството на MOFs може да бъде линейно-малък мащаб в сравнение с подготовката на малки проби в лабораторията на пълно търговско производство.

Метал-органични рамки

Кристални метал-органични рамки (MOFs) попадат в категорията на висок потенциал порести материали, които могат да се използват за съхранение на газ, адсорбция / разделяне, катализа, като адсорбенти, в магнетизъм, сензор, и подаване на лекарство. MOFs обикновено се образуват чрез самосглобяване където вторичните строителни елементи (SBUs) се свързва с органични ограничители (лиганди) за създаване на сложни мрежи. Органичните дистанционните елементи или метален SBUs могат да бъдат модифицирани, за да се контролира порьозността на МФ, което е от решаващо значение по отношение на неговите функции и неговата полезност за специфични приложения.

Sonochemical Синтез на MOFs

Ултразвуково облъчване и по този начин генерираните кавитация са добре известни със своите уникални ефекти на химични реакции, известни като Sonochemistry, На насилие имплозията на кавитация мехурчета генерира локализирани горещи точки с изключително високи преходни температури (5000 К), натиск (1800 банкомат) и скорост на охлаждане (10¹⁰к^-1), Както и ударни вълни и получената течни струи. В тези Cavitational горещи точки, кристалната нуклеиране и растежа, например от Оствалд узряване, се предизвиква и насърчава. Въпреки това, размерът на частиците е ограничен от тези горещи точки се характеризира с екстремни скорост на охлаждане, което означава, че температурата на реакционната среда попада в рамките на милисекунди.
Блокада е известно да се синтезират MOFs бързо при мек условия на процеса, като например без разтворители, при стайна температура и при налягане на околната среда, Проучванията показват, че MOFs могат да бъдат произведени рентабилно при висок добив чрез sonochemical маршрут. И накрая, sonochemical Синтез на MOFs е зелен, Екологично чист метод.

Получаване на МФ-5

В проучването на Wang и сътр (2011), Zn₄О [1,4-бензендикарбоксилат]₃ се синтезира чрез sonochemical маршрут. 1,36 грама Н₂ДМТ и 4,84 гр Zn (NO₃)₂· 6H₂О бяха inilially разтваря в 160 мл DMF. След 6.43гр TEA се прибавя към сместа при ултразвуково облъчване. След 2 часа безцветна утайка се събира чрез Fi ltration и се промива с DMF. Твърдото вещество се суши при 90 ° С във вакуум и след това се съхранява във вакуумна сушилня.

Получаване на микропорест МФ Cu₃BTC₂

Li и др. (2009) докладва ефективното ултразвукова синтеза на триизмерен (3-D) метал-органични рамка (МФ) с 3-D канали, като например Cu₃BTC₂ (HKUST-1, BTC = бензен-1,3,5-трикарбоксилат). Реакцията на меден ацетат и Н₃BTC в смесен разтвор на DMF / EtOH / Н₂О (3: 1: 2, об / об) под ултразвуково облъчване при температура на околната среда и атмосферно налягане за къси реакционни времена (5-60 мин) с Подари₃BTC₂ в висок добив (62.6-85.1%). Това Cu₃BTC₂ нано-кристали имат размери на размер от 10-200 пМ, които са много по-малък от тези синтезира, използвайки конвенционален метод solvothermal. Няма значими разлики във физикохимичните свойства, например BET повърхностна площ, обем на порите, както и капацитет за съхранение на водород, между Cu₃BTC₂ нано-кристали получени като се използва ултразвуков метод и микрокристалите получени чрез използване на подобрен метод solvothermal. В сравнение с традиционните техники за синтез, като техника разтворител дифузия, хидротермална и solvothermal методи, ултразвуковата метод за изграждане на порест MOFs е установено, че е силно ефикасен и по-приятелски за околната среда,

Получаване на едномерен Mg (II) МФ

Tahmasian и сътр. (2013 г.) доклад за ефикасен, ниска цена, и природосъобразно маршрут за получаване на 3D супрамолекулярни метал-органични рамка (МФ), базирани на MGII {[Mg (HIDC) (Н₂О)₂] ⋅1.5H₂В}_п (H3L = 4,5-имидазол-дикарбоксилна киселина) чрез използване на ултразвук с помощта на маршрут.
Наноструктурирани {[Mg (HIDC) (Н₂О)₂] ⋅1.5H₂В}_п се синтезира чрез следното sonochemical маршрут. За да се подготви наноразмерни {[Mg (HIDC) (Н 2О) 2] ⋅1.5H₂О} п (1), 20 мл разтвор на лиганда Н₃IDC (0.05 М) и калиев хидроксид (0.1 М) се позиционира с висока плътност ултразвукова сонда с максимална мощност от 305 W. В този разтвор 20 мл воден разтвор на магнезиев нитрат (0.05 М) се добавя на капки. Получените утайки се филтрират, промиват се с вода andethanol, и се суши на въздух (т.т.> 300ºC (Намерено:... С, 24.84; Н, 3.22; N, 11.67%) IR (cm^-1) избрани ивици: 3383 (т), 3190 (W), 1607 (Вг), 1500 (т), 1390 (S), 1242 (т), 820 (M), 652 (т)).
За изучаване на ефекта на концентрацията на първоначални реагенти по размер и морфология на наноструктурирани съединение, горните процеси са извършени при следното условие концентрация на първоначални реагенти: [HL2-] = [Mg2 +] = 0.025 М.

Sono-Синтез на флуоресцентни микропорести MOFs

Qiu и сътр. (2008) намерих sonochemical маршрут за бърз синтез на флуоресцентен микропорест МФ, Zn₃BTC₂⋅ 12H₂O (1) и селективно наблюдение на organoamines използват нанокристали на 1. Резултатите показват, че ултразвуковата синтез е прост, ефективен, ниска цена, и екологичен подход към наномащабна MOFs.
МФ 1 се синтезира като се използва ултразвуков метод при околен температура и атмосферен налягане за различни реакционни времена от 5, 10, 30 и 90 минути, съответно. Контролен експеримент също се провежда за да се синтезира съединение 1 като се използва метода на хидротермичната и структури са потвърдени чрез IR, елементен анализ и Rietveld анализ на прахова рентгенова дифракция (XRD) модели, използващи WinPLOTR и Fullprof¹³, Изненадващо реакцията на цинков ацетат дихидрат с бензен-1,3,5-трикарбоксилна киселина (Н₃BTC) в 20% етанол във вода (о / о) под ултразвуково облъчване при стайна температура и налягане в продължение на 5 минути се получава 1 в забележително висок добив (75,3%, на базата на Н₃БТК). Освен това, добивът на 1 увеличава постепенно от 78,2% до 85,3% с увеличаване на времето на реакцията от 10 до 90 минути. Този резултат показва, че бърз синтез на МФ може да се реализира в значително по- висок добив като се използва ултразвуков метод. В сравнение с хидротермална синтеза на същото съединение МФ 1, който се провежда при 140 ° С при високо налягане в продължение на 24 часа, 12 ултразвукова синтез е установено, че е изключително ефективен метод с висок добив и ниска цена,
Тъй като не продукт се получава чрез смесване на цинков ацетат с H3BTC в същата реакционна среда при стайна температура и налягане в отсъствие на ултразвук, Звукообработването трябва да играе важно роля при формирането на МФ 1.

Ултразвукови процеси: От лаборатория да се индустриален мащаб

Sonochemical техника

Hielscher Ultrasonics има дългогодишен опит в проектирането и производството на мощни и надеждни ultrasonicators и sonochemical реактори. Hielscher покрива вашите изисквания за кандидатстване с своя широк спектър от ултразвукови устройства – от малък лабораторни устройства над стенд-отгоре и пилот ultrasonicators до пълно работнопромишлени системи за sonochemical производство в търговски мащаб. Голямо разнообразие от sonotrodes, бустер, реактори и проточни клетки, шум кутии за анулиране и аксесоари позволяват да действителните параметри на оптималната настройка за вашия sonochemical реакция. ултразвукови устройства Hielscher са много здрав, Построен за Непрекъснато работа и се нуждаят само много малко поддръжка.