• Organokovové Rámy jsou sloučeniny vytvořené z kovových iontů a organických molekul tak, že je vytvořen jedno-, dvou nebo trojrozměrné hybridního materiálu. Tyto hybridní struktury mohou být porézní nebo neporézní a nabízejí rozmanité funkce.
• Sonochemická Syntéza MOFs je slibnou metodu jako organokovové krystaly jsou vyráběny velmi účinný a šetrný k životnímu prostředí.
• Ultrazvuková Výroba MOFs může být lineárně zmenšen-up z přípravy malých vzorků v laboratoři na plnou komerční výrobu.

Metal-organické Kostry

Krystalické organokovové rámce (MOFs) spadají do kategorie s vysokým potenciálem, porézních materiálů, které mohou být použity v oblasti skladování plynu, adsorpce / separace, jako katalyzátoru, jako adsorbenty, v magnetismu, provedení snímače, a podávání léků. MOFs se obvykle tvoří samostatnou montáž, kde sekundární stavební jednotky (systémové sběrnice) se připojit s organickými rozpěrky (ligandy) k vytvoření komplexní sítě. Organické sloupky nebo kovový SBU mohou být modifikovány za účelem kontroly pórovitost MF, což je zásadní týkající se jeho funkce a utility pro konkrétní aplikaci.

Sonochemická Syntéza MOFs

Ultrazvuku a tím generuje kavitace jsou dobře známé pro své jedinečné účinky na chemické reakce, známé jako Sonochemie, Násilné imploze kavitačních bublin vytváří lokalizované horké skvrny s mimořádně vysokým dynamickým teploty (5000 K), tlaků (1800 MPa), a rychlostí chlazení (10¹⁰KS^-1), Jakož i nárazové vlny a výsledná kapalina tryskami. na tyto kavitačné horké skvrny, krystal nukleace a růstu, např. podle Ostwald zrání, se vyvolá a podporovat. Nicméně, je velikost částic je omezena, protože tyto horké skvrny jsou charakteristické extrémní chlazení ceny, což znamená, že se teplota reakční směsi klesne v řádu milisekund.
Ultrazvuk je známo, pro syntézu MOFs rychle pod mírný procesní podmínky, jako je například bez rozpouštědel, na pokojová teplota a pod okolní tlak, Studie prokázaly, že MOFs mohou být vyráběny hospodárně NA vysoký výnos via sonochemická cestou. A konečně, sonochemická syntéza MOFs je zelenáŠetrné k životnímu prostředí metodu.

Příprava MOF-5

Ve studii Wang et al (2011), Zn₄O [1,4-benzendikarboxylové]₃ byl syntetizován sonochemická trasa. 1,36 g H₂BDC a 4,84 g Zn (NO₃).₂· 6H₂O byly inilially rozpustí v 160 ml DMF. Poté se přidá 6,43 g TEA do směsi za ozáření ultrazvukem. Po 2 hodinách se bezbarvá sraženina se sebere infiltrace a promyta DMF. Pevná látka se suší při teplotě 90 ° C ve vakuu a pak se uloží ve vakuovém exsikátoru.

Příprava mikroporézního MOF Cu₃BTC₂

Li a kol. (2009) uvádí, účinné ultrazvukové syntézu trojrozměrný (3-D) organokovové rámce (MOF) s 3-D kanály, jako je například Cu₃BTC₂ (HKUST-1, BTC = benzen-1,3,5-trikarboxylát). Reakce octanu měďnatého a H₃BTC ve směsném roztoku DMF / EtOH / H₂O (3: 1: 2, v / v) za působení ultrazvuku v teplota okolí a atmosférický tlak pro krátké reakční časy (5-60 min) se dal₃BTC₂ v vysoký výnos (62,6-85,1%). tyto Cu₃BTC₂ nano-krystaly mají rozměry v rozmezí velikosti 10-200 nm, která jsou mnohem menší než jsou syntetizovány za použití obvyklého způsobu solvotermální. Nebyly zjištěny žádné významné rozdíly v fyzikálně-chemických vlastností, např. BET povrch, objem pórů, a zásoby vodíku, mezi Cu₃BTC₂ nano-krystaly, připravené za použití ultrazvukové metody a mikrokrystaly získané za použití zlepšeného způsobu solvotermální. Ve srovnání s tradičními technikami syntézy, jako jsou například rozpouštědla difúzní techniky, hydrotermálních a solvotermální metod, bylo zjištěno, že vysoce ultrazvuková metoda pro konstrukci porézního MOFs účinný a šetrnější k životnímu prostředí,

Příprava jednorozměrného Mg (II) MF

Tahmasian a kol. (2013) zprávu o účinný, nízké náklady, a šetrný k životnímu prostředí cesta k vytvoření 3D supramolekulární organokovové rámec (MOF) na základě MGII, {[Mg (HIDC) (H₂Ó)₂] ⋅1.5H₂kontrolkou}_N (H3L = 4,5-imidazol-dikarboxylová kyselina), pomocí ultrazvukem asistované trasu.
Nanostrukturní {[Mg (HIDC) (H₂Ó)₂] ⋅1.5H₂kontrolkou}_N byl syntetizován pomocí následujících sonochemická trasa. Pro přípravu nanosized {[Mg (HIDC) (H2O) 2] ⋅1.5H₂O} n (1), 20 ml roztoku ligandu H₃IDC (0,05 M) a hydroxidu draselného (0,1 M) byla umístěna s vysokou hustotou ultrazvukové sondy s maximálním výkonem 305 W. Do po kapkách se přidá 20 ml tohoto roztoku se z vodného roztoku dusičnanu hořečnatého (0,05 M). Získané sraženiny se odfiltrují, promyjí se vodou andethanol, a vysuší se na vzduchu (teplota tání> 300ºC (nalezeno:... C, 24,84; H, 3,22; N, 11,67%) IR (cm^-1) vybrané skupiny: 3383 (w), 3190 (w), 1607 (br), 1500 (m), 1390 (s), 1242 (m), 820 (m), 652 (m)).
Pro studium vlivu koncentrace výchozích reakčních složek na velikost a morfologie nanostrukturovaných sloučeniny, výše uvedené postupy byly prováděny za podmínek následující koncentrace stavu výchozích reakčních složek: [HL2-] = [Mg2 +] = 0,025 M.

Sono Syntéza fluorescenčních mikroporézních MOFs

Qiu et al. (2008) našli sonochemická Trasa pro rychlou syntézu fluorescenční mikroporézní MOF, Zn₃BTC₂12H₂O (1) a selektivní snímání organoamines použití nanokrystaly 1. Výsledky ukazují, že ultrazvukové Syntéza je jednoduchý, efektivní, nízké náklady a šetrné k životnímu prostředí přístup k nanoměřítku MOFs.
MOF 1 se syntetizuje za použití ultrazvukové metody při okolní teplota a atmosférický tlak pro různé reakční době 5, 10, 30, a 90 minut, v daném pořadí. Kontrolní experiment byl také provedeny pro syntézu sloučeniny 1 za použití metody hydrotermální a struktury byly potvrzeny analýzou IR, elementární analýzy a Rietveldovu analýzy práškové rentgenové difrakce (XRD) pomocí WinPLOTR a Fullprof¹³, Překvapivé je, že reakce dihydrátu octanu zinečnatého s benzen-1,3,5-trikarboxylová kyselina (H₃BTC) v 20% ethanolu ve vodě (V / V) v ozáření ultrazvukem při teplotě a tlaku okolí po dobu 5 minut se získá 1 v pozoruhodně vysoký výnos (75,3%, vztaženo na H₃BTC). Také výtěžek 1 se postupně zvýšil z 78,2% na 85,3%, s rostoucí reakční doby 10 až 90 minut. Tento výsledek naznačuje, že rychlou syntézu MOF lze realizovat podstatně vysoký výnos pomocí ultrazvukové metody. Ve srovnání s hydrotermální syntézou ze stejné sloučeniny MOF 1, která se provádí při teplotě 140 ° C a při vysokém tlaku po dobu 24 hodin, se nachází 12 ultrazvukový syntéza, že je vysoce účinný způsob s vysokým výtěžkem a nízké náklady,
Vzhledem k tomu, není produkt se získá smísením octan zinečnatý s H3BTC ve stejném reakčním médiu při teplotě a tlaku okolí v nepřítomnosti ultrazvuku, sonikace musí hrát Důležité roli při tvorbě MF 1.

Ultrazvukové procesy: Od Laboratoř na Průmyslový Měřítko

sonochemická Equipment

Hielscher Ultrazvuk má dlouholeté zkušenosti v oblasti navrhování a výrobě výkonných a spolehlivých ultrasonicators a sonochemická reaktorů. Hielscher pokryje vaše požadavky aplikací s širokou škálu ultrazvukových přístrojů – od malých laboratorní zařízení přes Bench-top a Pilot ultrasonicators až plnýprůmyslové systémy Pro sonochemická výroby na komerčním měřítku. Velké množství sonotrody, booster, tlumivek, průtokových buněk, potlačení šumu boxů a příslušenství umožňuje konfigurovat optimální nastavení pro vaše sonochemická reakce. ultrazvukové přístroje Hielscher jsou velmi Robustní, Postavený pro Nonstop provoz a je třeba jen velmi malou údržbu.