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.

Kombinace ultrazvuku a fotochemie vede ke zlepšení reakce α-epoxyketonů na otevření prstence

Ultrazvukem asistované fotokatalytické otevření prstence α-epoxyketonů (studie a grafika: ©Memarian et al 2007)

Sonikace protokol:
α-epoxyketony 1a-f a 1-benzyl-2,4,6-trifenylpyridiniumtetrafluoroboritan 2 byly připraveny podle uvedených postupů. Metanol byl zakoupen od společnosti Merck a před použitím destilován. Použité ultrazvukové zařízení bylo ultrazvukové sondy UP400S od společnosti Hielscher Ultrasonics GmbH. Ultrazvukový ponorný roh S3 (také známý jako sonda nebo sonotroda) vyzařující ultrazvuk 24 kHz při úrovních intenzity laditelné až do maximální hustoty sonického výkonu 460 Wcm-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.

SonoStation je kompletní ultrazvukové nastavení, které je vhodné pro zpracování větších objemů chemických činidel pro zlepšení rychlosti chemické reakce.

Sonostace – jednoduché řešení na klíč pro ultrazvukové procesy

Žádost o informace





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 komerční slitiny Al / Ni bylo rozptýleno v čištěné vodě (50 ml) a sonikováno až do 50 min. s ultrazvukovou sondou typu sonicator UIP1000hd (1kW, 20kHz) vybaveným ultrazvukovým rohem BS2d22 (plocha 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 konstantního ultrazvukového míchání s sonicator UP200S pro různé parametry, jako je množství katalyzátoru, molární poměr methanolu a oleje, reakční teplota a trvání reakce. Dávkové experimenty byly prováděny v reaktoru z tvrdého skla (300 ml, vnitřní průměr 7 cm) se dvěma víčkem uzemněným hrdlem. Jeden krk byl spojen s titanovou sonotrodou S7 (průměr špičky 7 mm) ultrazvukového procesoru UP200S (200W, 24kHz). Ultrazvuková amplituda byla nastavena na 50% s 1 cyklem za sekundu. Reakční směs byla sonikována po celou dobu reakce. Druhé hrdlo reaktorové komory bylo vybaveno vodou chlazeným kondenzátorem z nerezové oceli pro zpětný tok odpařeného metanolu. Celá aparatura byla umístěna v olejové lázni s konstantní teplotou řízenou proporcionálním integrálním derivačním regulátorem teploty. Teplotu lze zvýšit až na 65 °C s přesností ±1 °C. Odpadní olej, 99,9% čistý methanol byl použit jako materiál pro transesterifikaci bionafty. Jako katalyzátor byl použit kouřem nanesený nano-velký MgO (hořčíková stuha).
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:
Kadmium(II)-thioacetamidové nanokompozity byly syntetizovány v přítomnosti a nepřítomnosti polyvinylalkoholu sonochemickou cestou. Pro sonochemickou syntézu (sonosyntézu) bylo rozpuštěno 0,532 g octanu kademnatého (II) dihydrátu (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0,148 g thioacetamidu (TAA, CH3CSNH2) a 0,664 g jodidu draselného (KI) ve 20 ml dvakrát destilované deionizované vody. Toto řešení bylo sonikováno vysoce výkonným ultrazvukem typu sondy UP400S (24 kHz, 400W) při pokojové teplotě po dobu 1 hodiny. Během sonikace reakční směsi se teplota zvýšila na 70-80 ° C, měřeno termočlánkem železa a konstantinu. Po jedné hodině se vytvořila jasně žlutá sraženina. Byl izolován odstředěním (4 000 ot / min, 15 min), promyt dvakrát destilovanou vodou a poté absolutním ethanolem, aby se odstranily zbytkové nečistoty, a nakonec se sušil na vzduchu (výtěžek: 0,915 g, 68%). Dec. p.200°C. Pro přípravu polymerního nanokompozitu bylo 1,992 g polyvinylalkoholu rozpuštěno ve 20 ml dvakrát destilované deionizované vody a poté přidáno do výše uvedeného roztoku. Tato směs byla ozařována ultrazvukem ultrazvukovou sondou UP400S po dobu 1 hodiny, kdy se vytvořil 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.

Toto video ukazuje ultrazvukovou kavitací vyvolanou změnu barvy v kapalině. Léčba sonikací zesiluje oxidační redoxní reakci.

Kavitace indukované změny barvy s Sonicator UP400St

Miniatura videa

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 sonicator UP400S v 30ml ethanolu. 9 % hmot. kyseliny stearové bylo rozpuštěno v ethanolu. Ethanol s kyselinou stearovou byl poté smíchán se sonifikovanou suspenzí.
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:
Jako kovové podklady byly použity panely z uhlíkové oceli válcované za studena (6,5 cm, 6,5 cm, 0,3 cm; chemicky čištěné a mechanicky leštěné). Před aplikací povlaku byly panely ultrazvukem vyčištěny acetonem a poté vyčištěny alkalickým roztokem (0,3 mol L1 NaOH roztok) při 60 ° C po dobu 10 min. Pro použití jako primer byla před předúpravou substrátu typická formulace obsahující 50 dílů γ-glycidoxypropyltrimethoxysilanu (γ-GPS) zředěna přibližně 950 díly methanolu v pH 4,5 (upravená kyselinou octovou) a povolena pro hydrolýzu silanu. Postup přípravy dopovaného silanu s pigmenty dusičnanu ceru byl stejný, s tím rozdílem, že před přidáním (γ-GPS) bylo do roztoku methanolu přidáno 1, 2, 3 % hmot. Poté byl dusičnan ceru obsahující disperze sonikován po dobu 30 minut při 40 ° C s externí chladicí lázní. Ultrazvuku proces byl proveden s ultrasonicator UIP1000hd (1000W, 20 kHz) s vstupním ultrazvukovým výkonem kolem 1 W / ml. Předúprava substrátu byla provedena opláchnutím každého panelu po dobu 100 sekund vhodným roztokem silanu. Po ošetření se panely nechaly schnout při pokojové teplotě po dobu 24 hodin, poté byly předem upravené panely potaženy dvousložkovým aminem vytvrzeným epoxidem. (Epon 828, shell Co.) pro vytvoření tloušťky mokrého filmu 90μm. Epoxidem potažené panely se nechaly vytvrzovat po dobu 1 hodiny při 115 °C po vytvrzení epoxidových povlaků; Tloušťka suchého filmu byla asi 60 μm.
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.

Žádost o informace





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 ze slitiny Al-Cu bylo rozptýleno v ultračisté vodě (50 ml) a sonikováno po dobu 60 minut pomocí Hielscherova sonátoru typu UIP1000hd (20 kHz, max. výstupní výkon 1000W). Zařízení typu ultrazvukové sondy bylo vybaveno sonotrodou BS2d22 (oblast hrotu 3.8cm2) 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
Měďnatan je sonikován vodou a organickými rozpouštědly při okolní teplotě a atmosférickém tlaku v přítomnosti katalytického množství oxidantu pomocí 500W ultrasonicator UIP500hd se skládací komorou při výkonu 37–59 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) pomocí Hielscher UIP1000hdT ultrasonicator (20kHz, 1000W) vybavené sonotrodou z titanové slitiny BS2d18 (0,7 palcový průměr špičky), který byl ponořen asi 2 cm pod povrchem sonikovaného roztoku. Koloidní zlato bylo zplynováno 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 ultrazvukovou extrakci mědi, olova a kadmia jsou vzorky obsahující směs hnojiva a rozpouštědla sonikovány ultrazvukovým zařízením, jako je sonikátor VialTweeter pro nepřímou sonikaci. Vzorky hnojiva byly sonikovány v přítomnosti 2 ml 50% (v / v) 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-r-butylakrylát) P(St-BA) latexové částice byly syntetizovány emulzní polymerací za přítomnosti povrchově aktivní látky DBSA. 1 g DBSA se nejprve rozpustí ve 100 ml vody v baňce se třemi hrdly a hodnota pH roztoku byla upravena na 2,0. Do roztoku DBSA byly nalijeny směsi monomerů 2,80 g St a 8,40 g BA s iniciátorem AIBN (0,168 g). O/W emulze byla připravena magnetickým mícháním po dobu 1 h následovaná sonikací s sonikátorem UIP1000hd vybaveným ultrazvukovým rohem (sonda / sonotroda) po dobu dalších 30 min. v ledové lázni. Nakonec byla polymerace provedena při 90 ° C v olejové lázni po dobu 2 hodin pod dusíkovou atmosférou.
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 s ultrazvukovým loužením byly prováděny s ultrazvukovým homogenizátorem UP400S s titanovou sonickou sondou (průměr 14 mm), která pracuje na frekvenci 20 kHz. Ultrazvuková sonda (sonotroda) byla kalorimetricky kalibrována s ultrazvukovou 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 dvojité destilované vody v kádince 50 ml uložené ultrazvukovému ozařování Hielscherovým sonikátorem UP200S po dobu 7 min. Hrot ultrazvukové sondy / sonotrody S1 byl ponořen přímo do reakčního roztoku. Vytvořená suspenze tmavě hnědé barvy byla odstředěna, aby se sraženina dostala ven, a dvakrát promyta dvakrát destilovanou vodou a ethanolem, aby se odstranila nezreagovaná činidla. Pro zkoumání vlivu ultrazvuku na vlastnosti produktů byl připraven ještě jeden srovnávací vzorek, který udržuje reakční parametry konstantní s výjimkou toho, že produkt je připraven za stálého míchání po dobu 24 hodin bez pomoci ultrazvukového ozařování.
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 rozklad fenolu ve vodném roztoku při ultrazvukovém ozařování. Ultrazvuku byla provedena pomocí 400W sondy typu ultrasonicator UP400S, který je schopen sonikovat buď kontinuálně nebo v pulzním režimu (tj. 4 sec. zapnuto a 2 sec. vypnuto) při pevné frekvenci 24 kHz. Vypočtený celkový příkon, hustota výkonu a intenzita výkonu rozptýlené do systému byly 20 W, 9,5×10-2 W / cm-3A 14,3 W / cm-2v pořadí. Pevný výkon byl použit v průběhu experimentů. Ponorná oběhová jednotka byla použita k řízení teploty uvnitř reaktoru. Skutečná doba sonikace byla 4 h, i když skutečná reakční doba byla 6 h kvůli operaci v pulzním režimu. V typickém experimentu byl skleněný reaktor naplněn 100 ml roztoku fenolu (1,05 mM) a příslušnými dávkami katalyzátoru MnO2 a PAA (2%), v rozmezí 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 10-3-1, 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 ve skleněném reaktoru o objemu 100 ml vybaveném magnetickým míchadlem a regulátorem teploty. Reakční směs byla míchána rychlostí 800 ot / min po dobu 1–6 hodin, aby se zajistilo úplné promíchání pro rovnoměrné rozložení a plnou suspenzi částic katalyzátorů. Během sonikace nebylo provedeno žádné mechanické míchání roztoku kvůli narušení způsobenému oscilací a kolapsem kavitační bubliny, což samo o sobě poskytuje extrémně účinné míchání. Ultrazvukové ozařování roztoku bylo provedeno ultrazvukovým snímačem UP400S vybaveným ultrazvukem (tzv. Sonik typu sonicator), schopným pracovat buď kontinuálně, nebo v pulzním režimu při pevné frekvenci 24 kHz a maximálním výkonu 400 W.
Pro experiment, neošetřené RUI3 jako katalyzátoru (0,5 až 2 gL-1) byla zavedena jako suspenze do reakčního média s následným přidáním H2O2 (30%, koncentrace v rozmezí 200–1200 ppm).
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.
Dvojnásobné zvýšení účinnosti procesu asistovaného ultrazvukem ve srovnání s tichým oxidačním procesem bylo přičítáno zlepšenému katalytickému chování katalyzátoru a generování oxidačních druhů, jako jsou •OH, •HO2 a •I2 přes vodíkové můstky štěpení a rekombinace radikálů.
Doporučení zařízení:
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:
PLA povlak částic Ag/ZnO: Mikro- a submikročástice Ag/ZnO potažené PLA byly připraveny technikou odpařování rozpouštědla emulze oleje ve vodě. Tato metoda byla provedena následujícím způsobem. Nejprve se 400 mg polymeru rozpustilo ve 4 ml chloroformu. Výsledná koncentrace polymeru v chloroformu byla 100 mg/ml. Za druhé, polymerní roztok byl emulgován ve vodném roztoku různých povrchově aktivních systémů (emulgační činidlo, PVA 8-88) za nepřetržitého míchání s homogenizátorem při rychlosti míchání 24 000 ot / min. Směs se míchala po dobu 5 min. a během této doby byla formující emulze ochlazena ledem. Poměr mezi vodným roztokem povrchově aktivní látky a chloroformovým roztokem PLA byl ve všech experimentech stejný (4:1). Následně byla získaná emulze ultrazvuku ultrazvukovým zařízením typu sondy UP400S (400W, 24kHz) po dobu 5 min. při cyklu 0,5 a amplitudě 35%. Nakonec se připravená emulze přenesla do Erlenmeyerovy baňky, zamíchala a organické rozpouštědlo se z emulze odpařilo za sníženého tlaku, což nakonec vede k tvorbě suspenze částic. Po odstranění rozpouštědla byla suspenze třikrát odstředěna, 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 kompozitu SPAni na vodní bázi byl 0,3 g SPAni, syntetizovaný pomocí polymerace in situ v médiu ScCO2, zředěn vodou a sonikován po dobu 2 minut ultrazvukovým homogenizátorem UIP1000hd. Poté byl produkt suspenze homogenizován přidáním 125 g matrice tvrdidla na bázi vody po dobu 15 min. a konečná sonikace byla provedena při okolní teplotě 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 sonochemické odbourávání polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) naftalenu, acenaftylenu a fenanthrenu ve vodě byly směsi vzorků sonikovány při 20 ° C a 50 μg / l každého cílového PAU (150 μg / l celkové počáteční koncentrace). Ultrazvuku byl aplikován UP400S roh typu ultrasonicator (400W, 24kHz), který je schopen pracovat buď v kontinuálním nebo v pulzním režimu. Sonikátor UP400S byl vybaven titanovou sondou H7 s hrotem o průměru 7 mm. Reakce byly prováděny v 200 ml válcové skleněné reakční nádobě s titanovým rohem namontovaným na horní straně reakční nádoby a utěsněným pomocí O-kroužků a teflonového ventilu. Reakční nádoba byla umístěna do vodní lázně pro regulaci procesní teploty. Aby se zabránilo fotochemickým reakcím, byla nádoba 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.

Žádost o informace





Ultrazvukové homogenizátory s vysokým smykem se používají v laboratorních, stolních, pilotních a průmyslových zpracováních.

Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakce v laboratoři, pilotním a průmyslovém měřítku.

voltametrie experimenty

Ultrazvukové aplikace:
Pro ultrazvukem vylepšené voltametrické experimenty byl použit Hielscher 200 wattů ultrasonicator UP200S vybavený skleněným rohem (špička o průměru 13 mm). Ultrazvuk byl aplikován 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 sonikace vedoucí k agitovanosti a kavitačnímu čištění. Testovací redoxní systém, jednoelektronová redukce Ru(NH3)63 + 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.

Sonikátory pro sonochemické reakce z laboratoře do průmyslového měřítka

Hielscher nabízí celou řadu ultrasonicators od ručního laboratorního homogenizátoru až po plné průmyslové sonikátory pro velkoobjemové proudy. Všechny výsledky dosažené v malém měřítku během testování, R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production. Hielscher sonicators jsou spolehlivé, robustní a postavené pro provoz 24/7.
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!

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o našich sonikátorech, sonochemických aplikacích a ceně. Rádi s vámi probereme váš chemický proces a nabídneme vám ultrazvukový homogeizátor splňující vaše požadavky!









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Ultrasonicator UP200St (200W) dispergující saze ve vodě pomocí 1% wt Tween80 jako povrchově aktivní látky.

Ultrazvuková disperze sazí pomocí ultrasonicator UP200St

Miniatura videa

Příklady pro ultrazvukem vylepšené chemické reakce vs konvenční reakce

Níže uvedená tabulka poskytuje přehled několika běžných chemických reakcí. Pro každou reakci se porovnává konvenční reakce vs ultrazvukem zesílená reakce, pokud jde o výtěžek a rychlost konverze.
 

reakce Reakční doba – Konvenční Reakční doba – ultrazvuk výnos – Konvenční (%) výnos – Ultrazvuk (%)
Diels-Alderova cyklizace 35 h 3,5 h 77.9 97.3
Oxidace indanu na indan-1-on 3 h 3 h méně než 27% 73%
Redukce methoxyaminosilanu žádná reakce 3 h 0% 100%
Epoxidace nenasycených mastných esterů s dlouhým řetězcem 2 h 15 minut 48% 92%
Oxidace arylalkanů 4 h 4 h 12% 80%
Michaelovo přidání nitroalkanů k monosubstituovaným α,β-nenasyceným esterům 2 dny 2 h 85% 90%
Oxidace manganistanu oktanového čísla 2-olu 5 h 5 h 3% 93%
Syntéza chalkonů kondenzací CLaisen-Schmidt 60 minut 10 minut 5% 76%
UIllmannova vazba 2-jodonitrobenzenu 2 h 2H méně opálení 1,5% 70.4%
Přeformátovací reakce 12h 30 minut 50% 98%

(srov. Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis: The Fundamentals of Process Intensification, první vydání. Publikováno 2019 nakladatelstvím Wiley)

Fakta Worth Knowing

Ultrazvukové homogenizátory tkání se používají pro různé procesy a průmyslová odvětví. V závislosti na konkrétní aplikaci, pro kterou se používá sonikátor, se označuje jako sonda typu ultrasonicator, sonický lyser, sonolyzer, ultrazvukový disruptor, ultrazvuková bruska, sono-ruptor, sonifikátor, sonický dismembrator, buněčný disruptor, ultrazvukový dispergátor nebo rozpouštěč. Různé termíny poukazují na konkrétní aplikaci, která je splněna sonikací.



Vysoce výkonný ultrazvuk! Sortiment produktů Hielscher pokrývá celé spektrum od kompaktního laboratorního ultrasonicatoru přes bench-top jednotky až po plně průmyslové ultrazvukové systémy.

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.


Rádi probereme váš proces.

Pojďme se spojit.