Sonochemistry: ansøgning noter

Sonokemi er effekten af ​​ultralydkavitation på kemiske systemer. På grund af de ekstreme forhold, der opstår i cavitational “Hotspot”, ultralyd er en meget effektiv metode til at forbedre reaktionsresultatet (højere udbytte, bedre kvalitet), omdannelse og varighed af en kemisk reaktion. Nogle kemiske ændringer kan kun opnås under sonikering, f.eks. Tan-belægningen af ​​titanium eller aluminium.

Finde en udvælgelse af partikler og væsker med tilknyttede anbefalinger, hvordan man behandler materialet for at møllen, dispergering, deagglomerere eller modificerer partiklerne anvendelse af en ultrasonisk homogenisator.

Find under nogle sonikationsprotokoller for succesfulde sonokemiske reaktioner!

I alfabetisk rækkefølge:

α-epoxyketoner – ring-åbnings reaktion

Ultralyd ansøgning:
Den katalytiske ringåbning af a-epoxyketoner blev udført under anvendelse af en kombination af ultralyd og fotokemiske metoder. 1-benzyl-2,4,6-triphenylpyridiniumtetrafluorborat (NBTPT) blev anvendt som fotokatalysator. Ved kombinationen af ​​sonikering (sonokemi) og fotokemi af disse forbindelser i nærværelse af NBTPT blev åbningen af ​​epoxidring opnået. Det blev påvist, at brugen af ​​ultralyd forøgede hastigheden af ​​den foto-inducerede reaktion signifikant. Ultralyd kan alvorligt påvirke den fotokatalytiske ringåbning af a-epoxyketoner overvejende på grund af den effektive masseoverførsel af reaktanterne og den ophidsede tilstand af NBTPT. Også elektronoverførslen mellem de aktive arter i dette homogene system ved anvendelse af sonikering forekommer
hurtigere end systemet uden lydbehandling. De højere udbytter og kortere reaktionstider er fordele ved denne fremgangsmåde.

Kombinationen af ultralyd og fotokemi resulterer i en forbedret ringåbningsreaktion af α-epoxyketoner

Ultralydassisteret fotokatalytisk ringåbning af α-epoxyketoner (undersøgelse og grafik: ©Memarian et al 2007)

Sonikationsprotokol:
α-epoxyketoner 1a-f og 1-benzyl-2,4,6-triphenylpyridiniumtetrafluorborat 2 blev fremstillet i overensstemmelse med de rapporterede procedurer. Methanol blev købt hos Merck og destilleret før brug. Den anvendte ultralydsenhed var en UP400S ultralydssonde-enhed fra Hielscher Ultrasonics GmbH. Et S3 ultralyd nedsænkningshorn (også kendt som sonde eller sonotrode), der udsender 24 kHz ultralyd ved intensitetsniveauer, der kan indstilles op til maksimal lydeffekttæthed på 460Wcm-2 var brugt. Sonikering blev udført ved 100% (maksimal amplitude 210 μm). Sonotroden S3 (maksimal nedsænket dybde på 90 mm) blev nedsænket direkte ind i reaktionsblandingen. UV-bestrålinger blev udført ved anvendelse af en 400 W højtryks kviksølvlampe fra Narva med afkøling af prøver i Duran-glas. Det 11H NMR spektre af blandingen af ​​fotoprodukter blev målt i CDCl3 opløsninger indeholdende tetramethylsilan (TMS) som intern standard på en Bruker drx-500 (500 MHz). Præparativ lagchromatografi (PLC) blev udført på 20 x 20 cm2 plader belagt med 1 mm lag af Merck silicagel PF254 af fremstillet ved at påføre silika som en opslæmning og tørring i luft. Alle produkter er kendt, og deres spektrale data er tidligere rapporteret.
Enhed Anbefaling:
UP400S med ultralyd horn S3
Henvisning / Forskning Paper:
Memarian, Hamid R .; Saffar-Teluri, A. (2007): Fotosonokemisk katalytisk ringåbning af a-epoxyketoner. Beilstein Journal of Organic Chemistry 3/2, 2007.

SonoStation er en komplet ultralydsopsætning, som er egnet til at behandle større mængder kemiske reagenser for forbedrede kemiske reaktionshastigheder.

SonoStation – en enkel nøglefærdig løsning til ultralydsprocesser

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Aluminium / Nickel katalysator: Nano-strukturering af Al / Ni legering

Ultralyd ansøgning:
Al / Ni partikler kan sonokemisk modificeres ved nano-strukturering af indledende Al / Ni legering. Therbey fremstilles en effektiv katalysator for hydrogeneringen af ​​acetophenon.
Ultralydsberedning af Al / Ni katalysator:
5g af den kommercielle Al / Ni legering blev spredt i renset vand (50mL) og sonikeret op til 50 min. med ultralydsonde-type sonikator UIP1000hd (1kW, 20kHz) udstyret med ultralydshornet BS2d22 (hovedareal på 3,8 cm2) og booster B2-1.8. Den maksimale intensitet blev beregnet til at være 140 Wcm-2 ved mekanisk amplitude på 106 μm. For at undgå temperaturstigningen under sonikering blev eksperimentet udført i en termostatisk celle. Efter sonikering blev prøven tørret under vakuum med en varmepistol.
Enhed Anbefaling:
UIP1000hd med sonotrode BS2d22 og boosterhorn B2-1.2
Henvisning / Forskning Paper:
Dulle, Jana; Nemeth, silke; Skorb, Ekaterina V.; Irrgang, Torsten; Senker, Jürgen; Kempe, Rhett; Fery, Andreas; Andreeva, Daria V. (2012): Sonochemical aktivering af al/ni Hydrogenation Catalyst. Avancerede funktionelle materialer 2012. DOI: 10.1002/ADFM. 201200437

Biodieseltransesterificering ved anvendelse af MgO katalysator

Ultralyd ansøgning:
Transesterificeringsreaktionen blev undersøgt under konstant ultralydblanding med sonikatoren UP200S for forskellige parametre som katalysatormængde, det molære forhold mellem methanol og olie, reaktionstemperatur og reaktionsvarighed. Batchforsøgene blev udført i en hård glasreaktor (300 ml, 7 cm indvendig diameter) med to halsjordede låg. Den ene hals var forbundet med titanium sonotrode S7 (spidsdiameter 7 mm) af ultralydsprocessoren UP200S (200W, 24kHz). Ultralydamplituden blev indstillet til 50% med 1 cyklus pr. Sekund. Reaktionsblandingen blev sonikeret gennem reaktionstiden. Den anden hals af reaktorkammeret var udstyret med en tilpasset, vandkølet, rustfrit stål kondensator til tilbagesvaling af den fordampede methanol. Hele apparatet blev anbragt i et oliebad med konstant temperatur styret af en proportional integreret afledt temperaturregulator. Temperaturen kan hæves op til 65 °C med en nøjagtighed på ±1 °C. Spildolie, 99,9% ren methanol blev anvendt som materiale til biodiesel transesterificering. Røg deponeret nano-størrelse MgO (magnesium bånd) blev brugt som katalysator.
Et fremragende resultat af omdannelse blev opnået ved 1,5 vægt% katalysator; 5: 1 methanol molforhold ved 55 ° C blev en omdannelse på 98,7% opnået efter 45 minutter.
Enhed Anbefaling:
UP200S med ultralyd sonotrode S7
Henvisning / Forskning Paper:
Sivakumar, P .; Sankaranarayanan, S .; Renganathan, S .; Sivakumar, P. (): Undersøgelser af Sono-Chemical Biodiesel Production Using Smoke Deposited Nano MgO Catalyst. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis 8/2, 2013. 89 – 96 af

Cadmium (II) -thioacetamid nanocomposite syntese

Ultralyd ansøgning:
Cadmium (II) -thioacetamid nanokompositter blev syntetiseret i nærvær og fravær af polyvinylalkohol via sonokemisk vej. Til den sonokemiske syntese (sonosyntese) blev 0,532 g cadmium (II) acetatdihydrat (Cd (CH3COO) 2,2H2O), 0,148 g thioacetamid (TAA, CH3CSNH2) og 0,664 g kaliumiodid (KI) opløst i 20 ml dobbeltdestilleret deioniseret vand. Denne løsning blev sonikeret med en high-power sonde-type ultralydator UP400S (24 kHz, 400W) ved stuetemperatur i 1 time. Under sonikering af reaktionsblandingen steg temperaturen til 70-80 °C målt ved et jern-konstantintermoelement. Efter en time dannede et lysegult bundfald. Det blev isoleret ved centrifugering (4.000 o / min, 15 min), vasket med dobbelt destilleret vand og derefter med absolut ethanol for at fjerne resterende urenheder og til sidst tørret i luft (udbytte: 0,915 g, 68%). Dec. s.200°C. Til fremstilling af polymer nanokomposit blev 1.992 g polyvinylalkohol opløst i 20 ml dobbeltdestilleret deioniseret vand og derefter tilsat i ovennævnte opløsning. Denne blanding blev bestrålet ultralyd med ultralydssonden UP400S i 1 time, da der blev dannet et lyst orange produkt.
SEM-resultaterne viste, at partiklerne i partiklerne i nærvær af PVA faldt fra ca. 38 nm til 25 nm. Derefter syntetiserede vi sekskantede CdS nanopartikler med sfærisk morfologi fra termisk dekomponering af den polymere nanokomposit, cadmium (II) -thioacetamid / PVA som precursor. Størrelsen af ​​CdS nanopartikler blev målt både af XRD og SEM, og resultaterne var i meget god overensstemmelse med hinanden.
Ranjbar et al. (2013) fandt også, at det polymere Cd (II) nanokomposit er en egnet precursor til fremstilling af cadmiumsulfid nanopartikler med interessante morfologier. Alle resultater viste, at ultralyd syntese kan anvendes med succes som en enkel, effektiv, billig, miljøvenlig og meget lovende metode til syntese af nanoskala materialer uden behov for særlige betingelser, såsom høj temperatur, lange reaktionstider, og højt tryk .
Enhed Anbefaling:
UP400S
Henvisning / Forskning Paper:
Ranjbar, M .; Mostafa Yousefi, M .; Nozari, R .; Sheshmani, S. (2013): Syntese og karakterisering af Cadmium-Thioacetamid nanokompositter. Int. J. NanoSci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

Denne video viser en ultralydkavitation induceret farveændring i væske. Sonikeringsbehandlingen intensiverer den oxidative redoxreaktion.

Kavitation induceret farveændring med Sonicator UP400St

Videominiaturebillede

CaCO3 – ultralydbelagt med stearinsyre

Ultralyd ansøgning:
Ultrasonic belægning af nano-udfældet CaCO3 (NPCC) med stearinsyre for at forbedre dens dispersion i polymer og for at reducere agglomerering. 2 g ucoated nano-præcipiteret CaCO3 (NPCC) er blevet sonikeret med sonikatoren UP400S i 30 ml ethanol. 9 vægt% stearinsyre er opløst i ethanol. Ethanol med stearinsyre blev derefter blandet med den sonificerede suspension.
Enhed Anbefaling:
UP400S med sonotrode 22mm diameter (H22D), og flow celle med kølekappe
Henvisning / Forskning Paper:
Kow, K. W .; Abdullah, E. C .; Aziz, A. R. (2009): Virkninger af ultralyd i coating nano-udfældet CaCO3 med stearinsyre. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807-813.

Ceriumnitrat doteret silan

Ultralyd ansøgning:
Koldvalsede kulstofstålpaneler (6,5 cm, 6,5 cm, 0,3 cm; kemisk renset og mekanisk poleret) blev brugt som metalliske substrater. Før belægningsapplikationen blev panelerne ultralydrenset med acetone og derefter rengjort med en alkalisk opløsning (0,3 mol L1 NaOH-opløsning) ved 60 ° C i 10 minutter. Til anvendelse som primer blev en typisk formulering inklusive 50 dele γ-glycidoxypropyltrimethoxysilan (γ-GPS) fortyndet med ca. 950 dele methanol i pH 4,5 (justeret med eddikesyre) og tilladt hydrolyse af silan. Forberedelsesproceduren for doteret silan med ceriumnitratpigmenter var den samme, bortset fra at 1, 2, 3 vægt% ceriumnitrat blev tilsat methanolopløsningen før (γ-GPS) tilsætning, derefter blev denne opløsning blandet med en propelomrører ved 1600 rpm i 30 min. ved stuetemperatur. Derefter blev ceriumnitratet indeholdende dispersioner sonikeret i 30 minutter ved 40 ° C med et eksternt kølebad. Ultralydbehandlingsprocessen blev udført med ultralydapparatet UIP1000hd (1000W, 20 kHz) med en indløbs ultralydseffekt på omkring 1 W / ml. Substratforbehandling blev udført ved skylning af hvert panel i 100 sek. med den passende silanopløsning. Efter behandling fik panelerne tørre ved stuetemperatur i 24 timer, hvorefter de forbehandlede paneler blev belagt med en to-pak aminhærdet epoxy. (Epon 828, Shell Co.) at gøre 90μm våd filmtykkelse. Epoxybelagte paneler fik lov til at hærde i 1 time ved 115 ° C efter hærdning af epoxybelægninger; Den tørre filmtykkelse var ca. 60 μm.
Enhed Anbefaling:
UIP1000hd
Henvisning / Forskning Paper:
Zaferani, S.H .; Peikari, M .; Zaarei, D .; Danaei, I. (2013): Elektrokemiske virkninger af silan forbehandlinger indeholdende ceriumnitrat på katodiske afbinding egenskaber af epoxy belagt stål. Tidende Vedhæftning Videnskab og Teknologi 27/22, 2013. 2411-2420.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Kobber-Aluminium Rammer: Syntese af porøse Cu-Al-rammer

Ultralyd ansøgning:
Porøst kobber-aluminium stabiliseret af metaloxid er en lovende ny alternativ katalysator til propan dehydrogenering, som er fri for ædel eller farligt metal. Strukturen af ​​den oxiderede porøse Cu-Al-legering (metal svamp) ligner Raney-type metaller. Ultralyd med høj effekt er et grønt kemiværktøj til syntese af porøse kobber-aluminiumsrammer stabiliseret af metaloxid. De er billige (produktionsomkostninger på ca. 3 EUR / liter), og metoden kan let opskaleres. Disse nye porøse materialer (eller "metal svampe") har en legering bulk og en oxideret overflade, og kan katalysere propan dehydrogenering ved lave temperaturer.
Fremgangsmåde til ultralydkatalysatorpræparationen:
Fem gram af Al-Cu legering pulver blev spredt i ultrarent vand (50ml) og sonikeret i 60 min med Hielscher sonde-type sonikator UIP1000hd (20kHz, max. udgangseffekt 1000W). Ultralydsonde-type enheden var udstyret med en sonotrode BS2d22 (spidsområde 3.8cm2) og boosterhornet B2-1.2. Den maksimale intensitet blev beregnet til at være 57 W / cm2 ved en mekanisk amplitude på 81 μm. Under behandlingen blev prøven afkølet i et isbad. Efter behandlingen blev prøven tørret ved 120 ° C i 24 timer.
Enhed Anbefaling:
UIP1000hd med sonotrode BS2d22 og boosterhorn B2-1.2
Henvisning / Forskning Paper:
Schäferhans, Jana; Gómez-Quero, Santiago; Andreeva, Daria V .; Rothenberg, Gadi (2011): Nye og effektive Kobber-Aluminium Propan Dehydrogeneringskatalysatorer. Chem. Eur. J. 2011, 17, 12254-12256.

Kobberphathlocyanin nedbrydning

Ultralyd ansøgning:
Affarvning og destruktion af metallophthalocyaniner
Kobberphathlocyanin sonikeres med vand og organiske opløsningsmidler ved omgivelsestemperatur og atmosfærisk tryk i nærvær af katalytisk mængde oxidant ved hjælp af 500W ultralydapparatet UIP500hd med fold-trug kammer på et effektniveau på 37-59 W / cm2: 5 ml prøve (100 mg / l), 50 D / D vand med choloform og pyridin ved 60% ultralydamplitude. Reaktionstemperatur: 20 ° C.
Enhed Anbefaling:
UIP500hd

Guld: Morfologisk modifikation af guld nanopartikler

Ultralyd ansøgning:
Guldnanopartikler blev morfologisk modificeret under intens ultralydbestråling. For at fuse guld nanopartikler i en håndvægt-lignende struktur en ultralydsbehandling på 20 min. i rent vand og i nærvær af overfladeaktive stoffer blev fundet tilstrækkelige. Efter 60 min. af sonication, guld nanopartikler erhverve en orm-lignende eller ring-lignende struktur i vand. Fusionerede nanopartikler med sfæriske eller ovale former blev dannet ultralyd i nærværelse af natriumdodecylsulfat- eller dodecylaminopløsninger.
Protokol for ultralydsbehandling:
Til ultralydsmodifikationen blev den kolloide guldopløsning, der bestod i præformerede citratbeskyttede guldnanopartikler med en gennemsnitlig diameter på 25 nm (± 7 nm) sonikeret i et lukket reaktorkammer (ca. 50 ml volumen). Den kolloide guldopløsning (0,97 mmol / l-1) blev bestrålet ultralyd ved høj intensitet (40 W / cm-2) ved hjælp af en Hielscher UIP1000hdT ultralydator (20kHz, 1000W) udstyret med en titaniumlegering sonotrode BS2d18 (0,7 tommer spidsdiameter), som blev nedsænket ca. 2 cm under overfladen af den sonikerede opløsning. Det kolloide guld blev gasset med argon (O2 < 2 ppmv, luftvæske) 20 min. før og under sonikering med en hastighed på 200 ml · min-1 at fjerne ilt i opløsningen. En 35 ml portion af hver overfladeaktive opløsning uden tilsætning af trinatriumcitratdihydrat blev tilsat med 15 ml præformeret kolloidt guld, boblet med en argongas 20 minutter. før og under ultralydsbehandling.
Enhed Anbefaling:
UIP1000hd med sonotrode BS2d18 og flowcellereaktor
Henvisning / Forskning Paper:
Radziuk, D .; Grigoriev, D .; Zhang, W .; Su, D .; Möhwald, H .; Shchukin, D. (2010): Ultralyd-assisteret fusion af præformerede guld nanopartikler. Journal of Physical Chemistry C 114, 2010. 1835-1843.

Uorganisk gødning – udvaskning af cu, cd og PB til analyse

Ultralyd ansøgning:
Ekstraktion af Cu, Cd og Pb fra uorganiske gødninger til analytisk formål:
Til ultralydsekstraktion af kobber, bly og cadmium sonikeres prøver, der indeholder en blanding af gødning og opløsningsmiddel, med en ultralydsenhed, såsom VialTweeter-sonikatoren til indirekte sonikering. Gødningsprøverne blev sonikeret i nærværelse af 2 ml 50% (v / v) HNO3 i glasrør i 3 minutter. Ekstrakterne af Cu, Cd og Pb kan bestemmes ved flammeabsorptionsspektrometri (FAAS).
Enhed Anbefaling:
VialTweeter
Henvisning / Forskning Paper:
Lima, AF; Richter, EM; Muñoz, RAA (2011): Alternativ analytisk metode til metalbestemmelse i uorganiske gødninger baseret på ultralydassisteret ekstraktion. Journal of the Brazilian Chemical Society 22 / 8. 2011. 1519-1524.

Latex syntese

Ultralyd ansøgning:
Fremstilling af P (St-BA) latex
Poly (styren-r-butylacrylat) P (St-BA) latexpartikler blev syntetiseret ved emulsionspolymerisation i nærvær af overfladeaktivt middel DBSA. 1 g DBSA blev først opløst i 100 ml vand i en trehalset kolbe, og opløsningens pH-værdi blev justeret til 2,0. Blandede monomerer på 2,80 g St og 8,40 g BA med initiatoren AIBN (0,168 g) blev hældt i DBSA-opløsningen. O / W-emulsionen blev fremstillet via magnetisk omrøring i 1 time efterfulgt af sonikering med sonikatoren UIP1000hd udstyret med ultralydshorn (sonde / sonotrode) i yderligere 30 min. i isbadet. Endelig blev polymerisationen udført ved 90 °C i et oliebad i 2 timer under en nitrogenatmosfære.
Enhed Anbefaling:
UIP1000hd
Henvisning / Forskning Paper:
Fabrikation af fleksible ledende film, der er afledt af poly (3,4-ethylenedioxythiophene) epoly (styrensulfonsyre) (PEDOT: PSS) på det ikke-vævede tekstiler substrat. Materialer Chemistry and Physics 143, 2013. 143-148.
Klik her for at læse mere om sono-syntese af latex!

Bly Fjernelse (Sono-Udvaskning)

Ultralyd ansøgning:
Ultrasonic udvaskning af bly fra forurenet jord:
Ultralydudvaskningseksperimenterne blev udført med en ultralydhomogenisator UP400S med en titaniumsonisk sonde (diameter 14 mm), der opererer med en frekvens på 20 kHz. Ultralydssonden (sonotrode) blev kalorimetrisk kalibreret med ultralydintensiteten indstillet til 51 ± 0,4 W cm-2 for alle sono-udvaskning eksperimenter. SONO-udvaskning eksperimenter blev termostateret ved anvendelse af en flad bund med kappe glascelle ved 25 ± 1 ° C. Tre systemer blev anvendt som jord udvaskning opløsninger (0,1 L) under lydbehandling: 6 ml 0,3 mol L-2 eddikesyre-opløsning (pH 3,24), 3% (volumen / volumen) salpetersyre opløsning (pH 0,17) og en puffer med eddikesyre / acetat (pH 4,79) fremstillet ved blanding af 60 ml 0f 0,3 mol L-1 eddikesyre med 19 ml 0,5 mol L-1 NaOH. Efter sono-udvaskningsprocessen blev prøver filtreret med filtrerpapir for at adskille perkolat opløsning fra jord efterfulgt af bly elektroafsætning af perkolat opløsning og fordøjelse af jorden efter anvendelse af ultralyd.
Ultralyd har vist sig at være et værdifuldt redskab i styrkelsen perkolatet af bly fra forurener jord. Ultralyd er også en effektiv metode til næsten total fjernelse af udvaskeligt bly fra jord resulterer i en langt mindre farlig jord.
Enhed Anbefaling:
UP400S med sonotrode H14
Henvisning / Forskning Paper:
Sandoval-González, A .; Silva-Martínez, S .; Blass-Amador, G. (2007): Ultralyd Udvaskning og Elektrokemisk behandling kombineret for Lead Removal Jord. Tidende Nye Materialer til Elektrokemiske systemer 10, 2007. 195-199.

Pbs – Bly sulfid nanopartikel syntese

Ultralyd ansøgning:
Ved stuetemperatur blev 0,151 g blyacetat (Pb (CH3COO) 2.3 H2O) og 0,03 g af TAA (CH3CSNH2) blev føjet til 5mL af den ioniske væske, [EMIM] [EtSO4] og 15 ml dobbeltdestilleret vand i et 50 ml bægerglas pålagt ultralydbestråling med Hielscher-sonikatoren UP200S i 7 minutter. Spidsen af ultralydssonden / sonotroden S1 blev nedsænket direkte i reaktionsopløsningen. Den dannede mørkebrune farvesuspension blev centrifugeret for at få bundfaldet ud og vasket to gange med henholdsvis dobbeltdestilleret vand og ethanol for at fjerne de ureagerede reagenser. For at undersøge effekten af ultralyd på produktets egenskaber blev der fremstillet endnu en sammenlignende prøve, idet reaktionsparametrene holdes konstante, bortset fra at produktet fremstilles ved kontinuerlig omrøring i 24 timer uden hjælp af ultralydbestråling.
Ultralyds-assisteret syntese i vandig ionisk væske ved stuetemperatur blev foreslået til fremstilling PBS nanopartikler. Dette rum-temperatur og miljøvenlig grøn metode er hurtig og skabelon-fri, hvilket forkorter syntese tid bemærkelsesværdigt og undgår de komplicerede syntetiske fremgangsmåder. De som fremstillede nanoclusters viser en enorm blå forskydning af 3,86 eV, der kan henføres til meget lille størrelse af partikler og kvante indespærring effekt.
Enhed Anbefaling:
UP200S
Henvisning / Forskning Paper:
Behboudnia, M .; Habibi-Yangjeh, A .; Jafari-Tarzanag, Y .; Khodayari, A. (2008): Facile og Stuetemperatur Fremstilling og karakterisering af PbS Nanopartikler i vandig [emim] [EtSO4] Ionic gylle Brug af ultralydsbestråling. Bulletin for koreansk Chemical Society 29/1, 2008. 53-56.

Phenol nedbrydning

Ultralyd ansøgning:
Rokhina et al. (2013) anvendte kombinationen af ​​pereddikesyre (PAA) og heterogen katalysator (MnO2) til nedbrydning af phenol i en vandig opløsning under ultralydbestråling. Ultralydbehandling blev udført ved hjælp af en 400W sonde-type ultralydator UP400S, som er i stand til at sonikere enten kontinuerligt eller i pulsmodus (dvs. 4 sek. tændt og 2 sek. slukket) ved en fast frekvens på 24 kHz. Den beregnede samlede effektindgang, effekttæthed og effektintensitet spredt til systemet var 20 W, 9,5×10-2 W / cm-3, og 14,3 W / cm-2henholdsvis. Den faste effekt er blevet brugt under hele forsøgene. Nedsænkningscirkulationsenhed blev brugt til at styre temperaturen inde i reaktoren. Den faktiske sonikeringstid var 4 timer, selvom den reelle reaktionstid var 6 timer på grund af operationen i pulserende tilstand. I et typisk eksperiment blev glasreaktoren fyldt med 100 ml phenolopløsning (1,05 mM) og passende doser af katalysatoren MnO2 og PAA (2%), der spænder mellem 0-2 g L-1 og henholdsvis 0-150 ppm. Alle reaktioner blev udført ved ca. neutralt pH, atmosfærisk tryk og en stuetemperatur (22 ± 1 ° C).
Ved ultralydning blev overfladearealet af katalysatoren forøget, hvilket resulterede i et 4 gange større overfladeareal uden nogen ændring i det strukturelle. Omsætningsfrekvenserne (TOF) blev øget fra 7 x 10-3 til 12,2 x 10-3 mig-1, i forhold til den tavse proces. Derudover blev der ikke påvist nogen signifikant udvaskning af katalysatoren. Den isotermiske oxidation af phenol ved relativt lave koncentrationer af reagenser demonstrerede høje fjernelseshastigheder af phenol (op til 89%) ved milde betingelser. I øvrigt accelererede ultralyd oxidationsprocessen i løbet af de første 60 minutter. (70% af phenolfjernelse vs. 40% under den tavse behandling).
Enhed Anbefaling:
UP400S
Henvisning / Forskning Paper:
Rokhina, EV; Makarova, K .; Lahtinen, M .; Golovina, EA; Van As, H .; Virkutyte, J. (2013): Ultralyd-assisteret MnO2 katalyseret homolyse af pereddikesyre til phenol nedbrydning: Vurdering af proceskemi og kinetik. Chemical Engineering Journal 221, 2013. 476-486.

Phenol: Oxidation af phenol under anvendelse af RuI3 som katalysator

Ultralyd ansøgning:
Heterogen vandig oxidation af phenol over RuI3 med hydrogenperoxid (H2den2): Den katalytiske oxidation af phenol (100 ppm) over RuI3 som katalysator blev undersøgt i en 100 ml glasreaktor udstyret med en magnetisk omrører og en temperaturregulator. Reaktionsblandingen blev omrørt med en hastighed på 800 o / min i 1-6 timer for at tilvejebringe en fuldstændig blanding til ensartet fordeling og fuld suspension af katalysatorpartikler. Ingen mekanisk omrøring af opløsningen blev udført under sonikering på grund af forstyrrelsen forårsaget af kavitation boble oscillation og sammenbrud, hvilket giver sig en ekstremt effektiv blanding. Ultralydbestråling af opløsningen blev udført med en ultralydstransducer UP400S udstyret med ultralyd (såkaldt sonde-type sonikator), der er i stand til at fungere enten kontinuerligt eller i pulsmodus ved en fast frekvens på 24 kHz og en maksimal effekt på 400W.
Til forsøget, ubehandlet RuI3 som katalysator (0,5-2 gL-1) blev indført som suspension til reaktionsmediet med følgende H2O2 (30 %, koncentration i området 200–1200 ppm).
Rokhina et al. fandt i deres undersøgelse, at ultralydsbestråling spillede en fremtrædende rolle i modifikationen af ​​katalysatorens tekstmæssige egenskaber, hvilket producerer den mikroporøse struktur med højere overfladeareal som følge af fragmentering af katalysatorpartiklerne. Desuden havde den en promoverende virkning, der forhindrer agglomerering af katalysatorpartiklerne og forbedrer tilgængeligheden af ​​phenol og hydrogenperoxid til katalysatorens aktive steder.
Den dobbelte stigning i ultralydassisteret proceseffektivitet sammenlignet med den tavse oxidationsproces blev tilskrevet katalysatorens forbedrede katalytiske opførsel og generering af oxiderende arter som •OH, •HO2 og •I2 via hydrogenbindinger spaltning og rekombination af radikaler.
Enhed Anbefaling:
UP400S
Henvisning / Forskning Paper:
Rokhina, EV; Lahtinen, M .; Nolte, MCM; Virkutyte, J. (2009): Ultralyd-assisteret heterogent rutheniumkatalyseret vådperoxidoxidation af phenol. Anvendt katalyse B: Miljø 87, 2009. 162-170.

PLA coatet Ag / ZnO partikler

Ultralyd ansøgning:
PLA-belægning af Ag/ZnO-partikler: Mikro- og submikropartikler af Ag/ZnO belagt med PLA blev fremstillet ved olie-i-vand-emulsionsopløsningsmiddelfordampningsteknikken. Denne metode blev udført på følgende måde. For det første blev 400 mg polymer opløst i 4 ml chloroform. Den resulterende koncentration af polymer i chloroform var 100 mg/ml. For det andet blev polymeropløsningen emulgeret i vandopløsning af forskellige overfladeaktive systemer (emulgeringsmiddel, PVA 8-88) under kontinuerlig omrøring med homogenisator ved omrøringshastighed på 24.000 o / min. Blandingen blev omrørt i 5 min. og i denne periode blev formningsemulsionen afkølet med is. Forholdet mellem vandopløsning af overfladeaktivt stof og chloroformopløsning af PLA var identisk i alle forsøg (4: 1). Derefter blev den opnåede emulsion ultra-sonikeret af en ultralydsonde-type enhed UP400S (400W, 24kHz) i 5 min. ved cyklus 0,5 og amplitude 35%. Endelig blev den fremstillede emulsion overført til Erlenmeyerkolben, omrørt, og det organiske opløsningsmiddel blev inddampet fra emulsionen under reduceret tryk, hvilket endelig fører til dannelsen af partikelsuspension. Efter fjernelse af opløsningsmidlet blev suspensionen centrifugeret tre gange for at fjerne emulgatoren.
Enhed Anbefaling:
UP400S
Henvisning / Forskning Paper:
Kucharczyk, P .; Sedlarik, V .; Stloukal, P .; Bazant, P .; Koutny, M .; Gregorova, A .; Kreuh, D .; Kuritka, I. (2011): Poly (L-mælkesyre) Coated Microwave Synthesized Hybrid Antibacterial Particles. Nanocon 2011.

Polyanilinkomposit

Ultralyd ansøgning:
Fremstilling af vandbaseret selvdoteret komposit (SP-WB) af nano polyanilin (SPAni)
For at forberede den vandbaserede SPAni-komposit blev 0,3 gr SPAni, syntetiseret ved anvendelse af in situ-polymerisation i ScCO2-medium, fortyndet med vand og sonikeret i 2 minutter af en 1000W ultralydhomogenisator UIP1000hd. Derefter blev suspensionsproduktet homogeniseret ved tilsætning af 125 gr vandbaseret hærdermatrix i 15 min. og den endelige sonikering blev udført ved omgivelsestemperatur i 5 min.
Enhed Anbefaling:
UIP1000hd
Henvisning / Forskning Paper:
Bagherzadeh, MR; Mousavinejad, T .; Akbarinezhad, E .; Ghanbarzadeh, A. (2013): Beskyttende ydeevne af vandbaseret epoxycoating indeholdende ScCO2 syntetiseret selvdoteret nanopolyanilin. 2013.

Polycycliske Aromatiske Hydrocarboner: Sonokemisk Nedbrydning af Naphthalen, Acenaphthylen og Phenanthrene

Ultralyd ansøgning:
Til sonokemisk nedbrydning af polycykliske aromatiske carbonhydrider (PAH'er) naphthalen, acenaphthylen og phenanthren i vand blev prøveblandinger sonikeret ved 20 ◦ C og 50 μg / l af hvert mål PAH (150 μg / l total initialkoncentration). Ultralydbehandling blev anvendt af en UP400S horn-type ultralydator (400W, 24kHz), som er i stand til at fungere enten i kontinuerlig eller i pulsmodus. Sonikatoren UP400S var udstyret med en titanium sonde H7 med 7 mm diameter spids. Reaktionerne blev udført i en 200 ml cylindrisk glasreaktionsbeholder med titaniumhornet monteret oven på reaktionsbeholderen og forseglet ved hjælp af O-ringe og en teflonventil. Reaktionsbeholderen blev anbragt i et vandbad for at kontrollere procestemperaturen. For at undgå fotokemiske reaktioner blev beholderen dækket af aluminiumsfolie.
Analyseresultaterne viste, at omdannelsen af ​​PAH øges med stigende lydbehandlingstid.
For naphthalen øges den ultralydshjælpede konvertering (ultralydseffekt til 150W) fra 77,6% opnået efter 30 minutter. sonikering til 84,4% efter 60 min. lydbehandling.
For acenaphthylen steg den ultralydshjælpede konvertering (ultralydseffekt til 150W) fra 77,6% opnået efter 30 minutter. sonikering med 150W ultralydseffekt til 84,4% efter 60 min. sonikering med 150 W ultralyd steg fra 80,7% opnået efter 30 min. sonikering med 150W ultralydseffekt til 96,6% efter 60 min. lydbehandling.
For phenanthren steg den ultralydsbistemte konvertering (ultralydseffekt til 150W) fra 73,8% opnået efter 30 minutter. sonikering til 83,0% efter 60 minutter. lydbehandling.
For at forbedre nedbrydningseffektiviteten kan hydrogenperoxid udnyttes mere effektivt, når jernholdig ion tilsættes. Tilsætningen af ​​jernholdig ion har vist sig at have synergetiske virkninger, der simulerer en Fenton-lignende reaktion.
Enhed Anbefaling:
UP400S med H7
Henvisning / Forskning Paper:
Psillakis, E .; Goula, G .; Kalogerakis, N .; Mantzavinos, D. (2004): Nedbrydning af polycykliske aromatiske carbonhydrider i vandige opløsninger ved ultralydsbestråling. Journal of Hazardous Materials B108, 2004. 95-102.

Oxidlag fjernelse fra substrat

Ultralyd ansøgning:
For at fremstille substratet, før der blev dyrket CuO nanotråder på Cu-underlag, blev det indre oxidlag på Cu-overfladen fjernet ved ultralydning af prøven i 0,7 M saltsyre i 2 minutter. med en Hielscher UP200S. Prøven blev ultralydrenset i acetone i 5 minutter. for at fjerne organiske forureninger, skylles grundigt med deioniseret (DI) vand og tørres i trykluft.
Enhed Anbefaling:
UP200S eller UP200St
Henvisning / Forskning Paper:
Mashock, M .; Yu, K .; Cui, S .; Mao, S .; Lu, G .; Chen, J. (2012): Modulerende Gas Sensing Egenskaber af CuO Nanodråder gennem Oprettelse af Diskrete Nanosized P-n Junctions på deres Overflader. ACS Anvendte Materialer & Grænseflader 4, 2012. 4192-4199.

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd højforskydning homogenisatorer anvendes i lab, bench-top, pilot og industriel forarbejdning.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.

Voltammetry eksperimenter

Ultralyd ansøgning:
Til ultralydsforstærkede voltammetrieksperimenter blev der anvendt en Hielscher 200 watt ultralydator UP200S udstyret med glashorn (13 mm diameter tip). Ultralydet blev påført med en intensitet på 8 W/cm-2.
På grund af den langsomme diffusionsgrad af nanopartikler i vandige opløsninger og det høje antal redoxcentre pr. Nanopartikler, domineres den direkte opløsningsfase-voltammetri af nanopartiklerne ved adsorptionseffekter. For at detektere nanopartikler uden akkumulering på grund af adsorption, skal der vælges en eksperimentel tilgang med (i) en tilstrækkelig høj koncentration af nanopartikler, (ii) små elektroder for at forbedre forholdet mellem signal og jord, eller (iii) meget hurtig massetransport.
Derfor er McKenzie et al. (2012) anvendte effekt ultralyd for drastisk at forbedre hastigheden af ​​massetransport af nanopartikler til elektrodeoverfladen. I deres eksperimentelle opsætning er elektroden direkte udsat for ultralyd med høj intensitet med 5 mm elektrode-til-horn-afstand og 8 W / cm-2 sonikeringsintensitet, hvilket resulterer i omrøring og kavitationel rengøring. Et testredoxsystem, en-elektronreduktionen af Ru (NH3)63 + i vandigt 0,1 M KCI, blev anvendt til at kalibrere hastigheden af ​​massetransport opnået under disse betingelser.
Enhed Anbefaling:
UP200S eller UP200St
Henvisning / Forskning Paper:
McKenzie, KJ; Marken, F. (2001): Direkte elektrokemi af nanopartikulært Fe2O3 i vandig opløsning og adsorberet på tin-doteret indiumoxid. Pure Applied Chemistry, 73/12, 2001. 1885-1894

Sonikatorer til sonokemiske reaktioner fra laboratorium til industriel skala

Hielscher tilbyder hele spektret af ultralydapparater fra den håndholdte lab homogenisator op til fuld industrielle sonikatorer til høj volumen strømme. Alle resultater opnået i lille skala under test, R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production. Hielscher sonikatorer er pålidelige, robuste og bygget til 24/7 drift.
Spørg os, hvordan man vurderer, optimerer og skala din proces! Vi er glade for at hjælpe dig i alle faser – fra første test og procesoptimering til installation i din industrielle produktionslinje!

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om vores sonikatorer, sonokemiske applikationer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din kemiske proces med dig og tilbyde dig en ultralyd homogeizer opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Ultralydator UP200St (200W) dispergering carbon black i vand ved hjælp af 1% wt Tween80 som overfladeaktivt stof.

Ultralydsspredning af Carbon Black ved hjælp af ultralydsapparatet UP200St

Videominiaturebillede

Eksempler på ultralyd forbedret kemisk reaktion vs konventionelle reaktioner

Tabellen nedenfor giver et overblik over flere almindelige kemiske reaktioner. For hver reaktion sammenlignes den konventionelle reaktion vs den ultralydintensiverede reaktion med hensyn til udbytte og konverteringshastighed.
 

reaktion Reaktionstid – Konventionel Reaktionstid – ultralyd give efter – Konventionel (%) give efter – Ultralyd (%)
Diels-Alder cyklisering 35 timer 3,5 timer 77.9 97.3
Oxidation af indan til indan-1-on 3 timer 3 timer mindre end 27% 73%
Reduktion af methoxyaminosilan ingen reaktion 3 timer 0% 100%
Epoxidation af langkædede umættede fedtestere 2 timer 15 min 48% 92%
Oxidation af arylalkaner 4 timer 4 timer 12% 80%
Michael tilsætning af nitroalkaner til monosubstituerede α,β-umættede estere 2 dage 2 timer 85% 90%
Permanganatoxidation af 2-octanol 5 timer 5 timer 3% 93%
Syntese af chalconer ved kondensering af CLaisen-Schmidt 60 minutter 10 minutter 5% 76%
UIllmann kobling af 2-iodonitrobenzen 2 timer kr. mindre solbrun 1,5% 70.4%
Reformatsky reaktion 12 timer 30 min 50% 98%

Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis: The Fundamentals of Process Intensification, First Edition. Udgivet 2019 af Wiley)

Fakta Værd at vide

Ultralydvævshomogenisatorer anvendes til mangfoldige processer og industrier. Afhængigt af den specifikke anvendelse sonikatoren bruges til, det kaldes sonde-type ultralydator, sonisk lyser, sonolyzer, ultralyd disruptor, ultralyd grinder, sono-ruptor, sonifier, sonisk dismembrator, celle disrupter, ultralyd dispergeringsmiddel eller dissolver. De forskellige udtryk peger på den specifikke applikation, der opfyldes ved sonikering.



Højtydende ultralyd! Hielscher produktsortimentet dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsapparat over bænk-top enheder til fuld-industrielle ultralydssystemer.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.


Vi vil være glade for at diskutere din proces.

Lad os komme i kontakt.