Sonochemistry: Aplikační poznámky

Sonochemistry je vliv ultrazvukové kavitace na chemické systémy. Vzhledem k extrémním podmínkám, které se vyskytují v kavitačné “aktivní bod”, Síla ultrazvuk je velmi efektivní způsob, jak zlepšit reakční výsledek (vyšší výnos, lepší kvalita), konverze a trvání chemické reakce. Některé chemické změny, může být dosaženo na základě ultrazvuku jen, jako je například nanočástic cínu povlakem titanu nebo hliníku.

Níže je uveden výběr částic a kapaliny s související doporučení, jak zacházet s materiál, aby se mlýnu, rozptýlení, deaglomeraci nebo upravit částice pomocí ultrazvukového homogenizátoru.

Níže najdete některé použití ultrazvuku protokoly pro úspěšné sonochemická reakce!

V abecedním pořadí:

α-epoxyketones – vyzvánění-počáteční reakce

Ultrazvukové aplikace:
Otevření katalytického kruhu a-epoxyketonů bylo prováděno za použití kombinace ultrazvukových a fotochemických metod. Jako fotokatalyzátor byl použit 1-benzyl-2,4,6-trifenylpyridiniumtetrafluorborát (NBTPT). Kombinací sonikace (sonochemie) a fotochemie těchto sloučenin za přítomnosti NBTPT bylo dosaženo otevření epoxidového kruhu. Bylo prokázáno, že použití ultrazvuku výrazně zvýšilo rychlost fotoindukované reakce. Ultrazvuk může vážně ovlivnit fotokatalytické otevření kruhu α-epoxyketonů převážně kvůli účinnému přenosu hmoty reaktantů a excitovaného stavu NBTPT. Také dochází k přenosu elektronů mezi aktivními druhy v tomto homogenním systému za použití ultrazvuku
rychleji než systém bez ultrazvuku. Vyšší výtěžky a kratší reakční doby jsou výhody tohoto způsobu.

Ultrazvuková asistované fotokatalytické otevření kruhu a-epoxyketones (Memarian et al 2007)

Sonikace protokol:
a-Epoxyketones 1a-F a 1-benzyl-2,4,6-triphenylpyridinium tetrafluorborát 2 byly připraveny podle popsaných postupů. Methanol byl zakoupen od firmy Merck a destiluje před použitím. Ultrazvukový přístroj použitý byl UP400S ultrazvuková sonda-zařízení od Hielscher Ultrasonics GmbH. S3 ultrazvukové ponorné roh (také známý jako sondu nebo sonotrody) pro vyzařování ultrazvuku 24 kHz při hladinách intenzity laditelné až do maximální hustotou zvukové výkonu 460Wcm^-2 byl použit. Sonikace se provádí při 100% (maximální amplituda 210μm). Sonotroda S3 (maximální Ponořte hloubka 90 mm) se ponoří přímo do reakční směsi. UV ozáření byly prováděny s použitím vysokotlaké rtuťové 400W od Narva s chlazením vzorků v Duran skla. ¹'H NMR spektra směsi fotoproduktů byly měřeny v CDCI₃ roztoky obsahující tetramethylsilanu (TMS) jako vnitřního standardu, na spektrometru Bruker DRX-500 (500 MHz). Preparativní tenkovrstvá chromatografie (PLC) se provádí na 20 x 20 cm² destičky potažené 1 mm vrstvou silikagelu Merck PF₂₅₄ připravený za použití oxidu křemičitého ve formě suspenze a sušení na vzduchu. Všechny výrobky jsou známé a jejich spektrální údaje byly zaznamenány dříve.
Doporučení zařízení:
UP400S s ultrazvukovou hlavici S3
Referenční / Research Paper:
Memarian, Hamid R .; Saffar-Teluri, A. (2007): Photosonochemical katalytické otevření kruhu a-epoxyketones. Beilstein Journal of Organic Chemistry 3/2 2007.

Hliník / nikl katalyzátor: Nano-strukturování AI / Ni slitiny

Ultrazvukové aplikace:
AI / Ni částice mohou být sonochemically modifikovat nano-struktury počátečního AI / Ni slitiny. Therbey, účinný katalyzátor pro hydrogenaci acetofenonu se vyrábí.
Ultrazvuková Příprava AI / Ni katalyzátoru:
5 g komerčního AI / Ni slitiny byly dispergovány ve vyčištěné vodě (50 ml) a podrobí působení ultrazvuku až do 50 min. s ultrazvukové sondy typu zařízení UIP1000hd (1kW, 20 kHz), vybavené ultrazvukové hlavice BS2d22 (oblasti hlavy 3,8 cm²) A booster B2-1.8. Maximální intenzita byla vypočítána na 140 Wcm^-2 při mechanickém amplitudy 106μm. Aby se zabránilo zvýšení teploty při použití ultrazvuku se pokus provádí v termostatické buňce. Po sonikaci se vzorek se suší ve vakuu s horkovzdušnou pistolí.
Doporučení zařízení:
UIP1000hd s sonotrode BS2d22 a posilovací roh B2-1.2
Referenční / Research Paper:
Dulle, Jana; Nemeth, Silke; Skorbu, Katěrina V.; Irrgang, Torsten; Senker, Jürgen; Kempe, Rhett; Fery, Andreas; Andreeva, Daria V. (2012): Sonochemická aktivace Hydrogenačních katalyzátorů Al/ni. Pokročilé funkční materiály 2012. DOI: 10.1002/adfm. 201200437

Bionafta Transesterifikace použití MgO katalyzátoru

Ultrazvukové aplikace:
Transesterifikační reakce byla studována za stálého míchání ultrazvukem s UP200S pro různé parametry, jako je množství katalyzátoru, molární poměr methanolu a oleje, reakční teplota a trvání reakce. Zkušební pokusy se prováděly v reaktoru z tvrdého skla (300 ml, vnitřní průměr 7 cm) se dvěma hrdly uzemněným víkem. Jeden hrdlo bylo spojeno s titanovou sonotrode S7 (průměr špičky 7 mm) ultrazvukového procesoru UP200S (200 W, 24 kHz). Ultrazvuková amplituda byla nastavena na 50% s 1 cyklem za sekundu. Reakční směs se podrobila působení ultrazvuku po celou dobu reakce. Druhý hrdlo reaktorové komory bylo vybaveno přizpůsobeným vodou chlazeným kondenzátorem z nerezavějící oceli k refluxu odpařeného methanolu. Celé zařízení bylo umístěno do olejové lázně s konstantní teplotou řízené proporcionálním integrovaným regulátorem derivační teploty. Teplota může být zvýšena až na 65 ° C s přesností ± 1 ° C. Jako materiál pro transesterifikaci bionafty byl použit odpadní olej, 99,9% čistý methanol. Jako katalyzátor byl použit nanočásticový MgO (hořčík).
Vynikající výsledek konverze byla získána na 1,5% hmotnostních katalyzátoru; 5: 1 methanol olej molární poměr při 55 ° C, konverze 98,7%, bylo dosaženo po 45 minutách.
Doporučení zařízení:
UP200S s ultrazvukové sonotrody S7
Referenční / Research Paper:
Sivakumar, P .; Sankaranarayanan, S .; Renganathan, S .; Sivakumar, P. (): Studie na Sono-chemických výrobu bionafty používání kouřových nanesený Nano MgO katalyzátoru. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Katalýza 8/2, 2013. 89 – 96.

Kadmia (II) thioacetamid syntéza nanokompozitní

Ultrazvukové aplikace:
Kadmia (II) thioacetamid nanokompozity byly syntetizovány v přítomnosti a nepřítomnosti polyvinylalkoholu přes sonochemická cestou. Pro sonochemická syntézy (sono-syntéza), 0,532 g kadmia (II) acetátu dihydrát (Cd (CH3COO) 2.2H2O), 0,148 g thioacetamidu (TAA, CH3CSNH2) a 0,664 g jodidu draselného (KI), se rozpustí v 20 ml dvakrát destilovaná deionizovaná voda. Tento roztok se podrobí působení ultrazvuku s vysokou spotřebou sonda typu ultrasonicator UP400S (24 kHz, 400 W) při teplotě místnosti po dobu 1 hodiny. Při použití ultrazvuku reakční směsi se teplota zvýšila na 70-80degC jako měřena termočlánkem železo Constantin. Po jedné hodině se vytvoří jasně žlutá sraženina. To se oddělí odstředěním (4000 otáček za minutu, 15 minut), promyty dvakrát destilovanou vodou a pak absolutním ethanolem, aby se odstranily zbytkové nečistoty, a nakonec se suší ve vzduchu (výtěžek 0,915 g, 68%). Dec. p.200 ° C. Pro přípravu polymerního nanokompozitu, 1,992 g polyvinylalkoholu se rozpustí v 20 ml dvakrát destilované deionizované vody a potom se přidá do shora uvedeného roztoku. Tato směs byla ozařována ultrazvukem s UP400S po dobu 1 hodiny, kdy vznikne jasně oranžový produkt.
Výsledky SEM ukázaly, že v přítomnosti PVA velikosti částic se snížila z asi 38 nm až 25 nm. Pak jsme syntetizován šestihranné CDS nanočástic se sférickou morfologií z tepelného rozkladu polymerního nanokompozitu, kadmia (II) thioacetamid / PVA jako prekurzor. Velikost nanočástic CdS byla měřena jak XRD a SEM a výsledky byly ve velmi dobré shodě s sebou.
Ranjbar a kol. (2013) také zjistil, že polymerní Cd (II) nanokompozitu je vhodný prekurzor pro přípravu sulfidu kademnatého nanočástic se zajímavými morfologií. Všechny výsledky ukázaly, že ultrazvukové syntéza může být úspěšně použit jako jednoduchý, účinný, nízké náklady, šetrný k životnímu prostředí a velmi slibnou metodu pro syntézu nano materiálů bez potřeby zvláštních podmínek, jako je vysoká teplota, dlouhé reakční doby, a vysokým tlakem ,
Doporučení zařízení:
UP400S
Referenční / Research Paper:
Ranjbar, M .; Mostafa Yousefi, M .; Nozari, R .; Sheshmani, S. (2013): Syntéza a charakterizace kadmium-thioacetamidu nanokompozitů. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

Caco₃ ultrazvukově potažený kyselinou stearovou

Ultrazvukové aplikace:
Ultrazvukové povlak nano vysrážený CaCO₃ (NPCC) s kyselinou stearovou zlepšit jeho disperze v polymeru a snížení aglomerace. 2 g nepotažené nano-vysráží CaCO₃ (NPCC) byl sonikován s UP400S v 30 ml ethanolu. 9% hmotnostních kyseliny stearové byla rozpuštěna v ethanolu. Ethanol kyselinou stearovou se poté smísí s sonificated suspenze.
Doporučení zařízení:
UP400S s 22mm průměrem sonotrody (H22D), a průtokové buňky s chladicím pláštěm
Referenční / Research Paper:
Kow, K. W .; Abdullah, E. C .; Aziz, A. R. (2009): Vliv ultrazvuku v povlaku nano-vysráží CaCO3 s kyselinou stearovou. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5 2009. 807-813.

dusičnan ceru dopované silan

Ultrazvukové aplikace:
Povrchy z uhlíkové oceli válcované za studena (6,5 cm, 6,5 cm, 0,3 cm, chemicky vyčištěné a mechanicky leštěné) byly použity jako kovové substráty. Před nanášením povlaku byly panely ultrazvukem vyčištěny acetonem a pak byly čistěny alkalickým roztokem (0,3 mol roztoku L1 NaOH) při 60 ° C po dobu 10 minut. Pro použití jako základní nátěrová hmota před předúpravou substrátu byla typická formulace obsahující 50 dílů y-glycidoxypropyltrimethoxysilanu (γ-GPS) zředěna asi 950 díly methanolu, pH 4,5 (upraveno kyselinou octovou) a bylo umožněno hydrolýza silan. Postup přípravy dopovaného silanu pigmenty dusičnanu ceričitého byl stejný, s tím rozdílem, že před přidáním (γ-GPS) bylo do methanolového roztoku přidáno 1, 2, 3% hmotn. Dusičnanu ceritého, pak byl tento roztok smíchán s vrtulovým míchadlem 1600 ot / min po dobu 30 min. pokojová teplota. Poté disperze obsahující dusičnan ceru byly vystaveny působení ultrazvuku po dobu 30 minut při teplotě 40 ° C s externí chladicí lázní. Proces ultrazvuku byl proveden pomocí ultrazvuku UIP1000hd (1000 W, 20 kHz) se vstupním ultrazvukovým výkonem přibližně 1 W / ml. Předběžné zpracování substrátu bylo prováděno vypláchnutím každého panelu po dobu 100 sekund. s vhodným silanovým roztokem. Po zpracování byly desky ponechány sušit při pokojové teplotě po dobu 24 hodin, poté byly předem ošetřené panely potaženy epoxidem vytvrzeným dvousložkovým aminem. (Epon 828, shell Co.), aby se dosáhla tloušťka vlhkého filmu 90 um. Epoxidově potažené panely se nechaly vytvrdit po dobu 1 hodiny při 115 ° C po vytvrzení epoxidových povlaků; tloušťka suchého filmu byla přibližně 60 um.
Doporučení zařízení:
UIP1000hd
Referenční / Research Paper:
Zaferani, S.H .; Peikari, M .; Zaarei, D .; Danaei, I. (2013): Elektrochemické účinky silanových předběžné úpravy, které obsahují cer dusičnan na katodových disbonding vlastnosti epoxidové potažené oceli. Journal of adheze Science and Technology 27/22, 2013. 2411-2420.

Měděné a hliníkové kostry: Syntéza porézních Cu-Al rámců

Ultrazvukové aplikace:
Porézní měděné a hliníkové stabilizovaný oxidem kovu je slibnou novou alternativu katalyzátor pro dehydrogenaci propanu, který je prostý ušlechtilých nebo nebezpečných kovů. Struktura oxidovaného porézního Cu-Al slitiny (kovové houby) je podobný Raneyova typu kovů. Vysoce výkonný ultrazvuk je zelená chemie nástroj pro syntézu porézních měděné a hliníkové rámců stabilizovaných oxidem kovu. Jsou levné (výrobní náklady na cca. 3 EUR / litr) a tento způsob může být snadno zmenšen-up. Tyto nové porézní materiály (nebo „kovové houby“) mají slitiny objem a oxidovaný povrch, a může katalyzovat dehydrogenaci propanu při nízkých teplotách.
Postup pro ultrazvukové přípravě katalyzátoru:
Pět gramů prášku slitiny Al-Cu byly rozptýleny v ultračisté vody (50 ml) a podrobí působení ultrazvuku po dobu 60 minut s Hielscher je UIP1000hd ultrasonicator (20kHz, max. výkon 1000W). Ultrazvukové sondy typu zařízení bylo vybaveno sonotrody BS2d22 (tip oblast 3,8 cm²) A booster roh B2-1.2. Maximální intenzita byla vypočítána na 57 W / cm² při mechanickém amplitudě 81μm. Během léčby byl vzorek ochlazen v ledové lázni. Po ošetření se vzorek se suší při teplotě 120 ° C po dobu 24 hodin.
Doporučení zařízení:
UIP1000hd s sonotrode BS2d22 a posilovací roh B2-1.2
Referenční / Research Paper:
Schäferhans, Jana; Gómez-Quero, Santiago; Andreeva, Daria V .; Rothenberg, Gadi (2011): nové a účinné měď-hliník dehydrogenaci propanu katalyzátory. Chem. Eur. J. 2011, 17, 12254-12256.

degradace mědi phathlocyanine

Ultrazvukové aplikace:
Odbarvování a zničení metallophthalocyanines
Měď phathlocyanine se podrobí působení ultrazvuku s vodě a organických rozpouštědlech při teplotě místnosti a za atmosférického tlaku v přítomnosti katalytického množství oxidačního činidla, za použití 500W ultrasonicator UIP500hd s násobným žlab komoře při výkonové úrovni 37 až 59 W / cm²: 5 ml vzorku (100 mg / l), 50 D / D voda s choloform a pyridinu při 60% amplituda ultrazvuku. Reakční teplota: 20 ° C.
Doporučení zařízení:
UIP500hd

Gold: morfologická modifikace nanočástic zlata

Ultrazvukové aplikace:
Zlaté nanočástice byly morfologicky modifikovány pod intenzivním ozáření ultrazvukem. Fúzovat zlaté nanočástice do činka-jako struktura s ultrazvukem 20 minut. v čisté vodě a v přítomnosti povrchově aktivních látek bylo zjištěno, dostačující. Po 60 min. sonikace, zlaté nanočástice získat strukturu červovitý nebo prstencovou ve vodě. Tavené nanočástice s sférických nebo oválné tvary byly vytvořeny ultrazvukem v přítomnosti dodecylsulfátu sodného nebo dodecyl aminové řešení.
Protokol o působení ultrazvuku:
Pro ultrazvukové modifikace, koloidního zlata roztoku, který se skládá v předem vytvořených citrátových chráněné zlatých nanočástic se středním průměrem 25 nm (± 7nm), byla sonikována v uzavřené komory reaktoru (cca. Objem 50 ml). Koloidní zlato roztok (0,97 mmoll^-1) Se zpracovává ultrazvukem při vysoké intenzitě (40 W / cm^-2) Za použití Hielscher UIP1000hd ultrasonicator (20 kHz, 1000W) vybavený slitiny titanu sonotrody BS2d18 (0,7 palce průměr tip), která byla ponořena asi 2 cm pod povrchem sonikovaného roztoku. Koloidní zlato se sytí plynným argonem (O₂ < 2 ppm objemově, Air Liquide, 20 minut). Před a během použití ultrazvuku při rychlosti 200 ml · min^-1 k odstranění kyslíku v roztoku. A 35-ml část každého roztoku povrchově aktivní látky bez přídavku dihydrátu citrátu trisodného bylo přidáno do 15 ml předem vytvořeného koloidní zlato, probublává se argonem 20 min. před a během zpracování ultrazvukem.
Doporučení zařízení:
UIP1000hd s sonotrody BS2d18 a průtokového reaktoru buněk
Referenční / Research Paper:
Radziuk, D .; Grigorjev, D .; Zhang, W .; Ne, D .; Möhwald, H .; Shchukin, D. (2010): Ultrazvuková-Asistovaná Fusion předem vytvořených nanočástic zlata. Journal of Physical Chemistry C 114, 2010. 1835-1843.

Anorganické hnojivo – Vyluhování CU, CD a PB pro analýzu

Ultrazvukové aplikace:
Extrakce Cu, Cd a Pb od anorganických hnojiv pro analytické účely:
Pro ultrazvukové extrakci mědi, olova a kadmia, vzorky obsahující směs hnojiva a rozpouštědlo se vystaví působení ultrazvuku v ultrazvukové zařízení, jako je VialTweeter (Nepřímé použití ultrazvuku). Vzorky byly sonikovány hnojivo v přítomnosti 2 ml 50% (objem / objem) HNO₃ ve skleněných zkumavkách po dobu 3 minut. Extrakty z Cu, Cd a Pb může být stanoven plamenovou atomovou absorpční spektrometrií (FAAS).
Doporučení zařízení:
VialTweeter
Referenční / Research Paper:
Lima, A. F .; Richter, E. M .; Muñoz, R. A. A. (2011): Alternativní analytická metoda pro stanovení kovů v anorganických hnojivech na Ultrazvuková asistované extrakci Based. Journal of brazilské Chemical Society 22 / 8. 2011. 1519-1524.

latex Synthesis

Ultrazvukové aplikace:
Příprava P (St-BA) latex
Poly (styren-t-butylakrylát), P (St-BA), latexové částice se připraví emulzní polymerací za přítomnosti povrchově aktivní látky DBSA. 1 g DBSA se nejprve rozpustí ve 100 ml vody v baňce s třemi hrdly a hodnota pH roztoku se upraví na 2,0. Smíšené monomery 2,80 g St a 8.40g BA s iniciátoru AIBN (0,168 g) se nalije do roztoku DBSA. Emulze O / W byl připraven za magnetického míchání po dobu 1 hodiny a následně pomocí ultrazvuku s UIP1000hd vybaven ultrazvukovou trubkou (sonda / sonotrody) po dobu dalších 30 minut. v ledové lázni. Nakonec se polymerace provádí při 90degC v olejové lázni po dobu 2 hodin v atmosféře dusíku.
Doporučení zařízení:
UIP1000hd
Referenční / Research Paper:
Výroba pružných vodivých filmů získaných z poly (3,4-ethylendioxythiofenu) epoly (kyselina styrensulfonová) (PEDOT: PSS) na netkané textilie substrátu. Materiály, Chemistry and Physics 143, 2013. 143-148.
Klikněte zde se dozvíte více o sono-syntéze latexu!

Olovo Removal (Sono-loužení)

Ultrazvukové aplikace:
Ultrazvukový vyplavování olova z kontaminované zeminy:
Experimenty ultrazvukové loužení byly prováděny s ultrazvukovým zařízením UP400S s titanu zvukové sondy (o průměru 14 mm), který pracuje při frekvenci 20 kHz. Čidlo (sonotroda) se kolorimetricky kalibrován s ultrazvukovým intenzitou nastavenou na 51 ± 0,4 W cm^-2 Pro všechny experimenty na sono-loužení. Experimenty sono-loužení byla temperována pomocí ploché dno pláštěm skleněné cely při teplotě 25 ± 1 ° C. Tři systémy byly použity jako půdní loužení řešení (0.1L) za použití ultrazvuku: 6 ml 0,3 mol L^-2 roztoku kyseliny octové (pH 3,24), 3% (objem / objem) roztoku kyseliny dusičné (pH 0,17) a pufru kyselina octová / octan (pH 4,79), připravené smícháním 60 ml 0,3 mol L 0f^-1 kyseliny octové s 19 ml 0,5 mol L^-1 NaOH. Po procesu sono-loužení, vzorky se filtrují přes filtrační papír pro separaci roztoku výluhu z půdy a následně vedoucí elektrolytického roztoku výluhu a trávení půdy po aplikaci ultrazvuku.
Ultrazvuk se ukázala být cenným nástrojem pro posílení výluh olova z znečistit půdu. Ultrazvuk je také efektivní metoda pro téměř úplné odstranění vyluhovatelné olova z půdy, což vede k mnohem méně nebezpečné půdě.
Doporučení zařízení:
UP400S s sonotrode H14
Referenční / Research Paper:
Sandoval-González, A .; Silva-Martinez, S .; Blass-Amador, G. (2007): Ultrazvuk loužení a elektrochemické léčba v kombinaci pro olovo odstranění nečistot. Journal of nových materiálů pro elektrochemické systémy 10, 2007. 195-199.

Pbs – Syntéza olověně nanofodíku

Ultrazvukové aplikace:
Při teplotě místnosti se 0,151 g octanu olovnatého (Pb (CH₃COO) 2.3 H₂O) a 0,03 g TAA (CH₃Funkce CSNH₂) byly přidány do 5 ml iontové kapaliny, [EMIM] [EtSO₄] a 15 ml dvakrát destilované vody v kádince o objemu 50 ml, která je uvalena na ultrazvukové ozáření UP200S po dobu 7 min. Hrot ultrazvukové sondy / sonotrody S1 byl ponořen přímo do reakčního roztoku. Vzniklá tmavohnědá barevná suspenze se odstředí, čímž se získá sraženina a dvakrát se promyje dvakrát destilovanou vodou a ethanolem, aby se odstranily nezreagované činidla. Pro zkoumání vlivu ultrazvuku na vlastnosti produktů byl připraven jeden další srovnávací vzorek udržující reakční parametry konstantní s tím rozdílem, že se produkt připravuje za nepřetržitého míchání po dobu 24 hodin bez ultrazvukového ozáření.
Ultrazvuková asistované syntéza ve vodném roztoku iontové kapaliny při teplotě místnosti, bylo navrženo pro přípravu nanočástic PBS. Tento pokojové teplotě a ekologicky nezávadné zelená metoda je velmi jednoduché a neobsahujícími matrice, čímž se zkracuje čas syntézu pozoruhodně a vyhýbá se složité syntetických postupů. AS-připravené nanoklastry ukazují obrovský modrý posun 3,86 eV, které lze připsat na velmi malá velikost částic a kvantové omezujícím účinkem.
Doporučení zařízení:
UP200S
Referenční / Research Paper:
Behboudnia, M .; Habibi-Yangjeh, A .; Jafari-Tarzanag, Y .; Khodayari, A. (2008): Facile a pokojové teploty Příprava a charakterizace PBS nanočástic ve vodném [EMIM] [EtSO4] Iontová kapalina pomocí ultrazvuku. Bulletin korejský Chemical Society 29/1, 2008. 53-56.

degradace fenolu

Ultrazvukové aplikace:
Rokhina a kol. (2013), používá kombinace kyseliny peroctové (PAA) a heterogenního katalyzátoru (MnO₂) Pro degradaci fenolu ve vodném roztoku za ozáření ultrazvukem. Ultrazvuku se provádí za použití 400W sonda typu ultrasonicator UP400S, Který je schopen se vystaví působení ultrazvuku a to buď kontinuálně, nebo v pulsním režimu (tj. 4 s., O a 2 s. Off) při pevné frekvenci 24 kHz. Intenzita vstup vypočítat celkový výkon, hustota výkonu a energie rozptýlena do systému byly 20 W, 9,5×10^-2 W / cm^-3A 14,3 W / cm^-2, V tomto pořadí. Pevná síla byla použita v průběhu experimentů. Ponoření cirkulátoru jednotka byla použita pro řízení teploty uvnitř reaktoru. Skutečná doba působení ultrazvuku byla 4 h, i když skutečná reakční doba je 6 hodin vzhledem k provozu v impulsním režimu. Při typickém pokusu se sklo reaktor byl naplněn 100 ml roztoku fenolu (1,05 mM) a příslušných dávek katalyzátoru MnO₂ a PAA (2%), v rozmezí mezi 0-2 g L^-1 a 0 až 150 ppm, v tomto pořadí. Všechny reakce byly prováděny při circum neutrálním pH, atmosférickém tlaku a pokojové teplotě (22 ± 1 ° C).
Ultrazvukem, plocha povrchu katalyzátoru byla zvýšena což vede k 4-krát větší plochy beze změny strukturální. Frekvence obratu (TOF) se zvýšil z 7 x 10^-3 do 12,2 x 10^-3 mě^-1, Ve srovnání s velice tichý provoz. Kromě toho bylo zjištěno žádné významné vyluhování katalyzátoru. Izotermická oxidace fenolu při relativně nízkých koncentracích činidel prokázaly vysokou míru odstranění fenolu (až 89%) při mírných podmínek. Obecně platí, že ultrazvuk urychlil proces oxidace v průběhu prvních 60 min. (Během tiché léčby 70% odstranění fenolu vs. 40%).
Doporučení zařízení:
UP400S
Referenční / Research Paper:
Rokhina, EV; Makarova, K .; Lahtinen, M .; Golovina, EA; Van As, H .; Virkutyte, J. (2013): MnO s ultrazvukovým signálem₂ katalyzovaná homolýza kyseliny peroctové degradace fenolu: Posouzení chemie procesu a kinetiky. Chemical Engineering Journal 221, 2013. 476-486.

Fenol: Oxidace fenolu pomocí RUI₃ jako katalyzátoru

Ultrazvukové aplikace:
Heterogenní vodný oxidace fenolu přes RUI₃ s peroxidem vodíku (H₂Ó₂): Katalytická oxidace fenolu (100 ppm) přes RUI₃ jako katalyzátor byl studován v 100 ml skleněném reaktoru vybaveného magnetickým míchadlem a regulátorem teploty. Reakční směs se míchá rychlostí 800 otáček za minutu pro 1-6 hodiny pro zajištění úplné promíchání pro rovnoměrné rozložení a úplné zastavení katalyzátorů částic. Žádné mechanické míchání roztoku se provádí při použití ultrazvuku v důsledku potíží způsobených kavitační bublin oscilací a kolapsu, poskytuje sama o sobě velmi účinné míchání. Ultrazvuk ozáření roztoku se provádí s ultrazvukovým snímačem UP400S vybaveny ultrazvukovými (tzv sonda typu pro zpracování ultrazvukem), které je schopno provozu buď kontinuálně nebo v pulzním režimu s pevnou frekvencí 24 kHz a maximálním výkonem 400W.
Pro experiment, neošetřené RUI₃ jako katalyzátoru (0,5 až 2 gL^-1) Se zavádí jako suspenze do reakční směsi s následnou H₂Ó₂ (30%, koncentrace v rozmezí 200-1200 ppm) navíc.
Rokhina a kol. nalezeno ve své studii, že ozáření ultrazvukem hraje významnou roli v modifikaci texturních vlastností katalyzátoru je, produkovat mikroporézní strukturou s větší povrchovou plochu v důsledku fragmentace částic katalyzátoru. Navíc, to mělo propagační účinek, brání aglomeraci částic katalyzátoru a zlepšení přístupnosti fenolu a peroxidu vodíku na aktivních místech katalyzátoru.
Dvou-násobné zvýšení účinnosti procesu ultrazvukem asistované ve srovnání s tiché oxidačního procesu byla přičítána zlepšené katalytické chování katalyzátoru a vzniku oxidačních látek, jako jsou • OH, • HO₂ a • I₂ přes vodíkové můstky štěpení a rekombinace radikálů.
UP400S
Referenční / Research Paper:
Rokhina, E. V .; Lahtinen, M .; Nolte, M. C. M .; Virkutyte, J. (2009): ultrazvukem asistované heterogenní katalyzované ruthenium Mokré Peroxide Oxidace fenolu. Applied Catalysis B: Environmental 87, 2009. 162- 170.

PLA potažený Ag / ZnO částice

Ultrazvukové aplikace:
Povlak PLA z částic Ag / ZnO: Mikro- a submikročástice Ag / ZnO potažené PLA byly připraveny technikou odpařování rozpouštědla emulze olej ve vodě. Tato metoda byla provedena následujícím způsobem. Nejprve se 400 mg polymeru rozpustí ve 4 ml chloroformu. Výsledná koncentrace polymeru v chloroformu byla 100 mg / ml. Za druhé, roztok polymeru byl emulgován ve vodném roztoku různých povrchově aktivních systémů (emulgační činidlo, PVA 8-88) za stálého míchání s homogenizátorem při rychlosti míchání 24 000 otáček za minutu. Směs byla míchána po dobu 5 minut. a během této doby se tvářecí emulze ochladila ledem. Poměr mezi vodným roztokem surfaktantu a chloroformovým roztokem PLA byl stejný ve všech experimentech (4: 1). Následně byla získaná emulze ultrazvukem ultrazvukovým zařízením sondy UP400S (400W, 24kHz) po dobu 5 minut. v cyklu 0,5 a amplitudě 35%. Nakonec se připravená emulze se převede do Erlenmeyerovy baňky a za míchání se a organické rozpouštědlo se odpaří z této emulze za sníženého tlaku, která nakonec vede ke vzniku suspenze částic. Po odstranění rozpouštědla se suspenze odstředí třikrát, aby se odstranil emulgátor.
Doporučení zařízení:
UP400S
Referenční / Research Paper:
Kucharczyk, P .; Sedlařík, V .; Stloukal, P .; Bažant, P .; Koutný, M .; Gregorova, A .; Kreuh, D .; Kuřitka, I. (2011): poly (L-mléčná kyselina) s povrchovou úpravou Mikrovlnná Syntetizuje hybridní antibakteriální částice. Nanocon 2011.

polyanilin kompozitní

Ultrazvukové aplikace:
Příprava na bázi vody sebe dopovaný polyanilin nano (SPAni) kompozitní (Sc-WB)
Pro přípravu vodní bázi SPAni kompozit, 0,3 g SPAni, syntetizovaný za použití polymerace in situ v ScCO₂ médium, se zředí vodou a podrobí působení ultrazvuku po dobu 2 minut s 1000W ultrazvukového homogenizátoru UIP1000hd, Potom se suspenze produktu byla homogenizována přidáním 125 gr na bázi vody, tužidla matici po dobu 15 minut. a konečný působení ultrazvuku se provádí při teplotě okolí po dobu 5 minut.
Doporučení zařízení:
UIP1000hd
Referenční / Research Paper:
Bagherzadeh, M.R .; Mousavinejad, T .; Akbarinezhad, E .; Ghanbarzadeh, A. (2013): Ochranný Performance of Water-Based epoxidovou povlak obsahující ScCO2 syntetizován Self-dopovaných Nanopolyaniline. 2013.

Polycyklických aromatických uhlovodíků: sonochemická Odbourávání naftalenu acenaftylen a fenanthrenu

Ultrazvukové aplikace:
Pro sonochemická degradaci polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) naftalenu, acenaftylenu a fenanthrenu ve vodě, směsi vzorku se zpracovává ultrazvukem při 20◦C a 50 ug / l každého cíle PAH (150 ug / l celkového počáteční koncentrace). Ultrazvuku byl připsaný UP400S Rohové ultrasonicator (400W, 24kHz), který je schopen pracovat jak v kontinuálním nebo v pulsním režimu. Ultrazvukový přístroj UP400S byl vybaven titanovou sondou H7 s hrotem o průměru 7 mm. Reakce byly prováděny v 200 ml válcovité skleněné reakční nádoby s titanu rohem namontován na horní části reakční nádoby a utěsněny pomocí O-kroužky a ventil teflonu. Reakční nádoba se umístí do vodní lázně, aby řízení teploty procesu. Aby se zabránilo fotochemických reakcí, nádoba byla pokryta hliníkovou fólií.
Výsledky analýzy ukázaly, že konverze PAH se zvyšuje s rostoucí dobou ultrazvuku.
Pro naftalenu, ultrazvukem asistované konverze (ultrazvuková energie nastavena na 150 W) se zvýšila z 77,6% dosaženo po 30 minutách. sonikace na 84,4% po 60 minutách. ultrazvuku.
Pro acenaftylenu, ultrazvukem asistované konverze (ultrazvuková energie nastavena na 150 W) se zvýšila z 77,6% dosaženo po 30 minutách. sonikace s 150W ultrazvukové energie na 84,4% po 60 minutách. sonikace s 150W ultrazvukem se zvýšila z 80,7% dosaženo po 30 minutách. sonikace s 150W ultrazvukové energie na 96,6% po 60 minutách. ultrazvuku.
Pro fenanthrenu, ultrazvukem asistované konverze (ultrazvuková energie nastavena na 150 W) se zvýšila z 73,8% dosaženo po 30 minutách. sonikace na 83,0% po 60 minutách. ultrazvuku.
Pro zvýšení účinnosti degradace, peroxid vodíku mohou být použity účinnější, když je přidán železnaté ionty. Přidání železnatých iontů bylo prokázáno, že mají synergické efekty simulující Fenton podobné reakce.
Doporučení zařízení:
UP400S s H7
Referenční / Research Paper:
Psillakis, E .; Goula, G .; Kalogerakis, N .; Mantzavinos, D. (2004): Degradace polycyklických aromatických uhlovodíků ve vodných roztocích pomocí ultrazvuku. Journal of nebezpečných materiálů B108, 2004 95-102.

Odstranění vrstvy oxidu ze substrátů

Ultrazvukové aplikace:
Pro přípravu substrátu před rostoucí CuO nanovláken na Cu substrátech, vnitřní vrstva oxidu na povrchu Cu se odstraní ultrasonicating vzorku do 0,7 M kyseliny chlorovodíkové po dobu 2 minut. s Hielscher UP200S. Vzorek byl čištěny ultrazvukem v acetonu po dobu 5 minut. k odstranění organických nečistot, důkladně opláchnuty deionizovanou (DI) vody, a vysuší se ve stlačeném vzduchu.
Doporučení zařízení:
UP200S nebo UP200St
Referenční / Research Paper:
Mashock, M .; Yu, K .; Cui, S .; Mao, S .; Lu, G .; Chen, J. (2012): Spojité Plynové snímání Vlastnosti CuO nanodrátů tvorbou diskrétních Nanosized p-n uzlů na jejich povrchu. ACS Applied Materials & Rozhraní 4, 2012. 4192-4199.

voltametrie experimenty

Ultrazvukové aplikace:
Pro Voltammetry experimenty ultrazvuku se zvýšenou, je Hielscher 200 wattů ultrasonicator UP200S vybavena bylo použito sklo roh (průměr 13 mm, špička). Ultrazvuk se aplikuje s intenzitou 8 W / cm^-2,
Vzhledem k pomalé rychlosti difúze nanočástic ve vodných roztocích a vysokému počtu redoxních center na nanočástice dominuje přímá voltammetrie nanočástic v roztoku ve fázi adsorpčních účinků. Aby se detekovaly nanočástice bez akumulace v důsledku adsorpce, musí být zvolen experimentální přístup s (i) dostatečně vysokou koncentrací nanočástic, (ii) malými elektrodami pro zlepšení poměru signálu k zadní části, nebo (iii) velmi rychlá masová doprava.
Z tohoto důvodu, McKenzie a kol. (2012) použité energie ultrazvuku drasticky zlepšit rychlost hromadné dopravy nanočástic směrem k povrchu elektrody. V jejich experimentálního uspořádání, elektroda je přímo vystavena vysoké intenzity ultrazvuku s 5 mm elektrody s rohem vzdálenosti a 8 W / cm^-2 Intenzita působení ultrazvuku vede k míchání a kavitačné čištění. Zkouška redox systému, snížení Jednoelektronová Ru (NH₃).₆^{3 +} ve vodném roztoku 0,1 M chloridu draselného, ​​byl použit pro kalibraci rychlosti hromadné dopravy dosažené za těchto podmínek.
Doporučení zařízení:
UP200S nebo UP200St
Referenční / Research Paper:
McKenzie, K. J .; Marken, F. (2001): Direct elektrochemie nanočástic Fe2O3 ve vodném roztoku a adsorbován na cínu dotovaného oxidu india. Čistý Applied Chemistry, 73/12, 2001. 1885-1894.

Ultrazvukové Procesy z laboratoře v průmyslovém měřítku

Hielscher nabízí celou škálu ultrasonicators z handheldu laboratoř homogenizátor až do úplné průmyslové systémy pro vysoké proudy hlasitosti. Všechny výsledky dosažené v malém měřítku v průběhu testování, R&D a optimalizace ultrazvukového procesu, může být lineárně zmenšen až do plné komerční produkce, ultrazvukové přístroje Hielscher jsou spolehlivé, robustní a postavený na 24/7 provoz.
Zeptejte se nás, jak hodnotit, optimalizovat a měřítko procesu! Jsme rádi, že vám pomohou ve všech fázích – od prvních testů a optimalizace procesů k instalaci ve své průmyslové výrobní lince!