Ultrasonidos para Tratamiento de Partículas: Notas de Aplicación

Para expresar completamente sus características, las partículas deben desaglomerarse y dispersarse uniformemente para que las partículas’ superficie. Las potentes fuerzas de ultrasonidos son conocidas como herramientas fiables de dispersión y fresado que pican partículas hasta tamaños submicrónicos y nanométricos. Además, la sonicación permite modificar y funcionalizar las partículas, por ejemplo, recubriendo las nanopartículas con una capa metálica.

Encuentre a continuación una selección de partículas y líquidos con recomendaciones relacionadas, cómo tratar el material para moler, dispersar, desaglomerar o modificar las partículas utilizando un homogeneizador ultrasónico.

Cómo preparar sus polvos y partículas mediante una potente sonicación.

Por orden alfabético:

aerosil

Aplicación de ultrasonidos:
Se prepararon dispersiones de partículas de sílice Aerosil OX50 en agua Millipore (pH 6) dispersando 5,0 g de polvo en 500 mL de agua utilizando un procesador ultrasónico de alta intensidad. UP200S (200W; 24kHz). Las dispersiones de sílice se prepararon en solución de agua destilada (pH = 6) bajo irradiación ultrasónica con el UP200S durante 15 min. seguido de agitación enérgica durante 1 h. Se utilizó HCl para ajustar el pH. El contenido de sólidos en las dispersiones fue del 0,1% (p/v).
Recomendación del dispositivo:
UP200S
Referencia/ Documento de investigación:
Licea-Claverie, A.; Schwarz, S.; Steinbach, Ch.; Ponce-Vargas, S. M.; Genest, S. (2013): Combinación de Polímeros Naturales y Termosensibles en la Floculación de Dispersiones Finas de Sílice. Revista Internacional de Química de Carbohidratos 2013.

Al2O3-Nanofluidos de agua

Aplicación de ultrasonidos:
Al2O3-Los nanofluidos de agua pueden prepararse siguiendo los siguientes pasos: En primer lugar, pesar la masa de Al2O3 nanopartículas mediante una balanza electrónica digital. A continuación, se puso Al2O3 en el agua destilada pesada gradualmente y agitar las nanopartículas de Al2O3-mezcla de agua. Sonicar la mezcla continuamente durante 1h con un dispositivo ultrasónico tipo sonda. UP400S (400W, 24kHz) para producir una dispersión uniforme de las nanopartículas en agua destilada.
Los nanofluidos pueden prepararse en diferentes fracciones (0,1%, 0,5% y 1%). No se necesitan tensioactivos ni cambios de pH.
Recomendación del dispositivo:
UP400S
Referencia/ Documento de investigación:
Isfahani, A. H. M.; Heyhat, M. M. (2013): Estudio Experimental del Flujo de Nanofluidos en un Micromodelo como Medio Poroso. Revista Internacional de Nanociencia y Nanotecnología 9/2, 2013. 77-84.

Sonda ultrasónica UP400St para la dispersión de nanopartículas en una suspensión acuosa estable.

Ultrasonidos UP400St para la preparación de dispersiones de nanopartículas

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El óxido de aluminio se dispersa en lubricantes mediante ultrasonidos.

La dispersión ultrasónica de óxido de aluminio (Al2O3) produce una reducción significativa del tamaño de las partículas y una dispersión uniforme.

Partículas de sílice recubiertas de bohemita

Aplicación de ultrasonidos:
Las partículas de sílice se recubren con una capa de Boehmita: Para obtener una superficie perfectamente limpia sin orgánicos, las partículas se calientan a 450°C. Tras triturar las partículas para romper los aglomerados, se prepara una suspensión acuosa al 6% vol (≈70 ml) y se estabiliza a un pH de 9 añadiendo tres gotas de solución de amonio. A continuación, se desaglomera la suspensión mediante ultrasonidos con un UP200S a una amplitud del 100% (200 W) durante 5 min. Tras calentar la solución por encima de 85°C, se añaden 12,5 g de sec-butóxido de aluminio. La temperatura se mantiene a 85-90°C durante 90 min, y la suspensión se agita con un agitador magnético durante todo el procedimiento. Después, la suspensión se mantiene en agitación continua hasta que se enfría por debajo de 40°C. A continuación, se ajusta el pH a 3 añadiendo ácido clorhídrico. Inmediatamente después, la suspensión se somete a ultrasonidos en un baño de hielo. El polvo se lava por dilución y posterior centrifugación. Una vez eliminado el sobrenadante, las partículas se secan en una estufa a 120°C. Por último, se aplica a las partículas un tratamiento térmico a 300°C durante 3 horas.
Recomendación del dispositivo:
UP200S
Referencia/ Documento de investigación:
Wyss, H. M. (2003): Microestructura y Comportamiento Mecánico de Geles de Partículas Concentradas. Disertación Instituto Federal Suizo de Tecnología 2003. p.71.

Síntesis de nanocompuestos de cadmio(II)-tioacetamida

Aplicación de ultrasonidos:
Se sintetizaron nanocompuestos de cadmio (II)-tioacetamida en presencia y ausencia de alcohol polivinílico por vía sonoquímica. Para la síntesis sonoquímica (sonosíntesis), se disolvieron 0,532 g de acetato de cadmio (II) dihidratado (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0,148 g de tioacetamida (TAA, CH3CSNH2) y 0,664 g de yoduro de potasio (KI) en 20mL de agua desionizada doblemente destilada. Esta solución se sonicó con un ultrasonicador tipo sonda de alta potencia UP400S (24 kHz, 400W) a temperatura ambiente durante 1 h. Durante la sonicación de la mezcla de reacción, la temperatura aumentó hasta 70-80degC, medida con un termopar de hierro-constantina. Al cabo de una hora se formó un precipitado amarillo brillante. Se aisló por centrifugación (4.000 rpm, 15 min), se lavó con agua bidestilada y después con etanol absoluto para eliminar las impurezas residuales y finalmente se secó al aire (rendimiento: 0,915 g, 68%). Dec. p.200°C. Para preparar el nanocompuesto polimérico, se disolvieron 1,992 g de alcohol polivinílico en 20 mL de agua desionizada bidestilada y se añadieron a la solución anterior. Esta mezcla se irradió ultrasónicamente con el UP400S durante 1 h cuando se formó un producto de color naranja brillante.
Los resultados de SEM demostraron que en presencia de PVA el tamaño de las partículas disminuía de unos 38 nm a 25 nm. A continuación, sintetizamos nanopartículas hexagonales de CdS con morfología esférica a partir de la descomposición térmica del nanocompuesto polimérico, cadmio(II)- tioacetamida/PVA como precursor. El tamaño de las nanopartículas de CdS se midió tanto por DRX como por SEM y los resultados concordaron muy bien entre sí.
Ranjbar et al. (2013) también descubrieron que el nanocompuesto polimérico de Cd(II) es un precursor adecuado para la preparación de nanopartículas de sulfuro de cadmio con morfologías interesantes. Todos los resultados revelaron que la síntesis ultrasónica puede emplearse con éxito como un método sencillo, eficiente, de bajo coste, respetuoso con el medio ambiente y muy prometedor para la síntesis de materiales a nanoescala sin necesidad de condiciones especiales, como alta temperatura, largos tiempos de reacción y alta presión.
Recomendación del dispositivo:
UP400S
Referencia/ Documento de investigación:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Síntesis y Caracterización de Nanocompuestos de Cadmio-Thioacetamida. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

CaCO3

Aplicación de ultrasonidos:
Recubrimiento por ultrasonidos de CaCO nanoprecipitado3 (NPCC) con ácido esteárico para mejorar su dispersión en el polímero y reducir la aglomeración. Se utilizaron 2 g de CaCO3 (NPCC) ha sido sonicado con un UP400S en 30 ml de etanol. Se disolvió un 9% en peso de ácido esteárico en etanol. A continuación, el etanol con ácido esteárico se mezcló con la suspensión sonificada.
Recomendación del dispositivo:
UP400S con sonotrodo de 22 mm de diámetro (H22D), y célula de flujo con camisa de refrigeración
Referencia/ Documento de investigación:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): Effects of ultrasound in coating nano-precipitated CaCO3 with stearic acid. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807-813.

nanocristales de celulosa

Aplicación de ultrasonidos:
Nanocristales de celulosa (CNC) preparados a partir de CNC de celulosa de eucalipto: Los nanocristales de celulosa preparados a partir de celulosa de eucalipto se modificaron mediante la reacción con cloruro de metil adipoilo, CNCm, o con una mezcla de ácido acético y sulfúrico, CNCa. Para ello, los CNC liofilizados, CNCm y CNCa se redispersaron en disolventes puros (EA, THF o DMF) al 0,1% en peso, mediante agitación magnética durante la noche a 24 ± 1 ºC, seguida de 20 min. de sonicación utilizando el ultrasonicador tipo sonda UP100H. La sonicación se realizó con 130 W/cm2 a 24 ± 1 ºC. A continuación, se añadió CAB a la dispersión de CNC, de modo que la concentración final de polímero fue del 0,9% en peso.
Recomendación del dispositivo:
UP100H
Referencia/ Documento de investigación:
Blachechen, L. S.; de Mesquita, J. P.; de Paula, E. L.; Pereira, F. V.; Petri, D. F. S. (2013): Interacción de la estabilidad coloidal de nanocristales de celulosa y su dispersabilidad en matriz de acetato butirato de celulosa. Cellulose 20/3, 2013. 1329-1342.

Silano dopado con nitrato de cerio

Aplicación de ultrasonidos:
Como sustratos metálicos se utilizaron paneles de acero al carbono laminados en frío (6,5 cm 6,5 cm 0,3 cm; limpiados químicamente y pulidos mecánicamente). Antes de la aplicación del revestimiento, los paneles se limpiaron por ultrasonidos con acetona y, a continuación, se limpiaron con una solución alcalina (solución de NaOH 0,3molL 1) a 60°C durante 10 min. Para utilizarlo como imprimación, antes del pretratamiento del sustrato, se diluyó una formulación típica que incluía 50 partes de γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS) con unas 950 partes de metanol, en pH 4,5 (ajustado con ácido acético) y se dejó hidrolizar el silano. El procedimiento de preparación del silano dopado con pigmentos de nitrato de cerio fue el mismo, salvo que se añadió 1, 2, 3 % en peso de nitrato de cerio a la solución de metanol antes de la adición de (γ-GPS) y, a continuación, esta solución se mezcló con un agitador de hélice a 1600 rpm durante 30 min. a temperatura ambiente. A continuación, las dispersiones que contenían nitrato de cerio se sometieron a sonicación durante 30 min a 40°C con un baño de enfriamiento externo. El proceso de ultrasonicación se realizó con el ultrasonicador UIP1000hd (1000 W, 20 kHz) con una potencia ultrasónica de entrada de aproximadamente 1 W/mL. El pretratamiento del sustrato se llevó a cabo enjuagando cada panel durante 100 segundos con la solución de silano adecuada. Tras el tratamiento, los paneles se dejaron secar a temperatura ambiente durante 24 h y, a continuación, los paneles pretratados se recubrieron con un epoxi curado con amina de dos componentes. (Epon 828, Shell Co.) para conseguir un espesor de película húmeda de 90μm. Los paneles recubiertos con epoxi se dejaron curar durante 1h a 115°C, tras el curado de los recubrimientos epoxi, el espesor de la película seca fue de unos 60μm.
Recomendación del dispositivo:
UIP1000hd
Referencia/ Documento de investigación:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Electrochemical effects of silane pretreatments containing cerium nitrate on cathodic disbonding properties of epoxy coated steel. Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411-2420.


Ultrasonicator UP200St (200W) dispersando negro de carbón en agua usando 1%wt Tween80 como surfactante.

Dispersión ultrasónica de negro de humo con el ultrasonicador UP200St

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Arcilla: Dispersión/ Fraccionamiento

Aplicación de ultrasonidos:
Fraccionamiento del tamaño de las partículas: Para aislar < partículas de 1 μm de partículas de 1-2 μm, partículas de tamaño arcilla (< 2 μm) se han separado en un campo ultrasónico y mediante la aplicación posterior de diferentes velocidades de sedimentación.
Las partículas de tamaño arcilla (< 2 μm) se separaron por ultrasonidos con un aporte de energía de 300 J mL-1 (1 min.) utilizando un desintegrador ultrasónico tipo sonda UP200S (200W, 24kHz) equipado con un sonotrodo S7 de 7 mm de diámetro. Tras la irradiación ultrasónica, la muestra se centrifugó a 110 x g (1000 rpm) durante 3 min. La fase de sedimentación (resto de fraccionamiento) se utilizó a continuación en el fraccionamiento de densidad para el aislamiento de las fracciones de densidad ligera, y se obtuvo fase flotante (< fracción de 2 μm) se transfirió a otro tubo de centrifugación y se centrifugó a 440 x g (2000 rpm) durante 10 min. para separar < Fracción de 1 μm (sobrenadante) de la fracción de 1-2 μm (sedimento). El sobrenadante que contiene < La fracción de 1 μm se transfirió a otro tubo de centrifugación y tras añadir 1 mL de MgSO4 Se centrifugó a 1410 x g (4000 rpm) durante 10 min para decantar el resto de agua.
Para evitar el sobrecalentamiento de la muestra, el procedimiento se repitió 15 veces.
Recomendación del dispositivo:
UP200S con S7 o UP200St con S26d7
Referencia/ Documento de investigación:
Jakubowska, J. (2007): Effect of irrigation water type on soil organic matter (SOM) fractions and their interactions with hydrophobic compounds. Disertación de la Universidad Martin-Luther de Halle-Wittenberg, 2007.

Arcilla: Exfoliación de arcilla inorgánica

Aplicación de ultrasonidos:
Se exfolió arcilla inorgánica para preparar nanocompuestos a base de pullulan para la dispersión del recubrimiento. Para ello, se disolvió una cantidad fija de pullulan (4 % en peso en base húmeda) en agua a 25 ºC durante 1 hora con agitación suave (500 rpm). Al mismo tiempo, el polvo de arcilla, en una cantidad que oscilaba entre 0,2 y 3,0% en peso, se dispersó en agua bajo agitación enérgica (1000 rpm) durante 15 minutos. La dispersión resultante se sometió a ultrasonidos mediante un UP400S (podermax = 400 W; frecuencia = 24 kHz) dispositivo ultrasónico equipado con un sonotrodo de titanio H14, diámetro de la punta 14 mm, amplitudmax = 125 μm; intensidad superficial = 105 Wcm-2) en las siguientes condiciones: 0,5 ciclos y 50% de amplitud. La duración del tratamiento ultrasónico varió de acuerdo con el diseño experimental. A continuación, la solución orgánica de pullulan y la dispersión inorgánica se mezclaron bajo agitación suave (500 rpm) durante 90 minutos más. Tras la mezcla, las concentraciones de los dos componentes correspondían a una relación inorgánico/orgánico (I/O) que oscilaba entre 0,05 y 0,75. La distribución de tamaños en dispersión acuosa del Na+-Las arcillas MMT antes y después del tratamiento ultrasónico se evaluaron utilizando un analizador de nanopartículas IKO-Sizer CC-1.
Para una cantidad fija de arcillas, el tiempo de sonicación más eficaz resultó ser de 15 minutos, mientras que un tratamiento por ultrasonidos más prolongado aumenta el P'O2 (debido a la reagregación) que disminuye de nuevo en el tiempo de sonicación más alto (45 min), presumiblemente debido a la fragmentación tanto de las plaquetas como de los tactoides.
De acuerdo con el montaje experimental adoptado en la tesis de Introzzi, una producción unitaria de energía de 725 Ws mL-1 se calculó para el tratamiento de 15 minutos, mientras que un tiempo de ultrasonidos prolongado de 45 minutos arrojó un consumo energético unitario de 2.060 Ws mL-1. Esto permitiría ahorrar una cantidad bastante elevada de energía a lo largo de todo el proceso, lo que acabaría reflejándose en los costes finales de producción.
Recomendación del dispositivo:
UP400S con sonotrodo H14
Referencia/ Documento de investigación:
Introzzi, L. (2012): Desarrollo de Recubrimientos Biopoliméricos de Altas Prestaciones para Aplicaciones de Envasado de Alimentos. Disertación Universidad de Milán 2012.

Tinta conductora

Aplicación de ultrasonidos:
La tinta conductora se preparó dispersando las partículas de Cu+C y Cu+CNT con dispersantes en un disolvente mixto (Publicación IV). Los dispersantes eran tres agentes dispersantes de alto peso molecular, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 y DISPERBYK-2012, destinados a dispersiones de pigmentos de negro de humo a base de agua de BYK Chemie GmbH. Como disolvente principal se utilizó agua desionizada (DIW). Como cosolventes se utilizaron éter monometílico de etilenglicol (EGME) (Sigma-Aldrich), éter monobutílico de etilenglicol (EGBE) (Merck) y n-propanol (Honeywell Riedel-de Haen).
La suspensión mezclada se sonicó durante 10 minutos en un baño de hielo utilizando un UP400S procesador ultrasónico. A continuación, se dejó reposar la suspensión durante una hora y se decantó. Antes del recubrimiento por rotación o la impresión, la suspensión se sometió a sonicación en un baño de ultrasonidos durante 10 minutos.
Recomendación del dispositivo:
UP400S
Referencia/ Documento de investigación:
Forsman, J. (2013): Producción de nanopartículas de Co, Ni y Cu por reducción de hidrógeno. Disertación VTT Finlandia 2013.

Reducción ultrasónica del tamaño de las partículas y dispersión de pigmentos en la tinta de inyección.

La ultrasonicación es muy eficaz para reducir el tamaño de las partículas y dispersar los pigmentos en la tinta de inyección.

Fatocianina de cobre

Aplicación de ultrasonidos:
Descomposición de metaloftalocianinas
La fatocianina de cobre (CuPc) se sonicó con agua y disolventes orgánicos a temperatura ambiente y presión atmosférica en presencia de un oxidante como catalizador utilizando el ultrasonicador 500W UIP500hd con cámara de paso. Intensidad de sonicación: 37-59 W/cm2mezcla de muestras: 5 mL de muestra (100 mg/L), 50 D/D de agua con coloformo y piridina al 60% de amplitud ultrasónica. Temperatura de reacción: 20°C a presión atmosférica.
Índice de destrucción de hasta el 95% en 50 min. de sonicación.
Recomendación del dispositivo:
UIP500hd

Dibutirilquitina (DBCH)

Aplicación de ultrasonidos:
Las macromoléculas poliméricas largas pueden romperse mediante ultrasonidos. La reducción de la masa molar asistida por ultrasonidos permite evitar reacciones secundarias no deseadas o la separación de subproductos. Se cree que la degradación ultrasónica, a diferencia de la descomposición química o térmica, es un proceso no aleatorio, en el que la escisión tiene lugar aproximadamente en el centro de la molécula. Por esta razón, las macromoléculas más grandes se degradan más rápidamente.
Los experimentos se realizaron utilizando un generador de ultrasonidos UP200S equipado con sonotrodo S2. Los ultrasonidos se ajustaron a una potencia de entrada de 150 W. Se utilizaron soluciones de dibutirilquitina en dimetilacetamida, con una concentración de 0,3 g/100 cm3 y un volumen de 25 cm3. El sonotrodo (sonda / bocina ultrasónica) se sumergió en la solución polimérica 30 mm por debajo del nivel de la superficie. La solución se colocó en un baño de agua con termostato mantenido a 25°C. Cada solución se irradió durante un intervalo de tiempo predeterminado. Transcurrido este tiempo, la solución se diluyó 3 veces y se sometió a análisis por cromatografía de exclusión por tamaño.
Los resultados presentados indican que la dibutirilquitina no sufre destrucción por ultrasonidos de potencia, pero se produce una degradación del polímero, que se entiende como una reacción sonoquímica controlada. Por lo tanto, los ultrasonidos pueden utilizarse para reducir la masa molar media de la dibutirilquitina y lo mismo puede decirse de la relación entre la masa molar media ponderal y la masa molar media numérica. Los cambios observados se intensifican al aumentar la potencia del ultrasonido y la duración de la sonificación. También se observó un efecto significativo de la masa molar inicial sobre el grado de degradación de la DBCH en las condiciones de sonificación estudiadas: cuanto mayor es la masa molar inicial, mayor es el grado de degradación.
Recomendación del dispositivo:
UP200S
Referencia/ Documento de investigación:
Szumilewicz, J.; Pabin-Szafko, B. (2006): Ultrasonic Degradation of Dibuyrylchitin. Sociedad Polaca de Quitina, Monografía XI, 2006. 123-128.

Ferrocina en polvo

Aplicación de ultrasonidos:
Una ruta sonoquímica para preparar SWNCNTs: Se añade polvo de sílice (diámetro 2-5 mm) a una solución de 0,01 mol% de ferroceno en p-xileno seguida de sonicación con un UP200S equipado con una sonda de punta de titanio (sonotrodo S14). La ultrasonicación se llevó a cabo durante 20 min. a temperatura ambiente y presión atmosférica. Mediante la síntesis asistida por ultrasonidos, se produjeron SWCNT de gran pureza en la superficie del polvo de sílice.
Recomendación del dispositivo:
UP200S con sonda ultrasónica S14
Referencia/ Documento de investigación:
Srinivasan C.(2005): A SOUND method for synthesis of single-walled carbon nanotubes under ambient conditions. Current Science 88/ 1, 2005. 12-13.

Dispersión ultrasónica de nano-sílice: El homogeneizador ultrasónico UP400St de Hielscher dispersa nanopartículas de sílice de forma rápida y eficiente en una nano-dispersión uniforme.

Dispersión ultrasónica de nanosílice con el ultrasonicador UP400St

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Cenizas volantes / Metacaolinita

Aplicación de ultrasonidos:
Prueba de lixiviación: Se añadieron 100mL de solución de lixiviación a 50g de la muestra sólida. Intensidad de la sonicación: máx. 85 W/cm2 de alto rendimiento empleando UP200S en un baño de agua a 20°C.
Geopolimerización: La pasta se mezcló con un UP200S homogeneizador ultrasónico para la geopolimerización. La intensidad de la sonicación fue de 85 W/cm2. Para el enfriamiento, la sonicación se llevó a cabo en un baño de agua helada.
La aplicación de ultrasonidos de potencia para la geopolimerización produce un aumento de la resistencia a la compresión de los geopolímeros formados y un aumento de la resistencia con el aumento de la sonicación hasta un cierto tiempo. La disolución de metacaolinita y cenizas volantes en soluciones alcalinas mejoró con la ultrasonicación, ya que se liberó más Al y Si en la fase de gel para la policondensación.
Recomendación del dispositivo:
UP200S
Referencia/ Documento de investigación:
Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J. S. J. (2004): Ultrasound enhanced geopolymerisation. Journal of Materials Science 39/2, 2004. 571-580

grafeno

Aplicación de ultrasonidos:
Las láminas de grafeno puro pueden producirse en grandes cantidades, como demuestra el trabajo de Stengl et al. (2011) durante la producción de TiO2 nanocompuesto de grafeno mediante hidrólisis térmica de una suspensión con nanohojas de grafeno y complejo peroxo de titania. Las nanohojas de grafeno puro se produjeron a partir de grafito natural mediante ultrasonidos de potencia con un procesador ultrasónico de 1000W. UIP1000hd en una cámara de reactor de ultrasonidos de alta presión a 5 barg. Las láminas de grafeno obtenidas se caracterizan por una elevada superficie específica y propiedades electrónicas únicas. Los investigadores afirman que la calidad del grafeno preparado por ultrasonidos es muy superior a la del grafeno obtenido por el método de Hummer, en el que el grafito se exfolia y se oxida. Dado que las condiciones físicas del reactor ultrasónico pueden controlarse con precisión y suponiendo que la concentración de grafeno como dopante variará en el rango del 1 al 0,001%, es posible la producción de grafeno en un sistema continuo a escala comercial.
Recomendación del dispositivo:
UIP1000hd
Referencia/ Documento de investigación:
Stengl, V.; Popelková, D.; Vlácil, P. (2011): Nanocompuestos de TiO2 y grafeno como fotocatalizadores de alto rendimiento. En: Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.
Haga clic aquí para obtener más información sobre la producción y preparación de grafeno por ultrasonidos.

Óxido de grafeno

Aplicación de ultrasonidos:
Las capas de óxido de grafeno (GO) se han preparado siguiendo el siguiente procedimiento: se añadieron 25 mg de polvo de óxido de grafeno en 200 ml de agua desionizada. Mediante agitación se obtuvo una suspensión marrón no homogénea. Las suspensiones resultantes se sometieron a sonicación (30 min, 1,3 × 105J), y tras el secado (a 373 K) se produjo el óxido de grafeno tratado por ultrasonidos. Una espectroscopia FTIR mostró que el tratamiento ultrasónico no modificaba los grupos funcionales del óxido de grafeno.
Recomendación del dispositivo:
UP400S
Referencia/ Documento de investigación:
Oh, W. Ch.; Chen, M. L.; Zhang, K.; Zhang, F. J.; Jang, W. K. (2010): The Effect of Thermal and Ultrasonic Treatment on the Formation of Graphene-oxide Nanosheets. Journal of the Korean Physical Society 4/56, 2010. pp. 1097-1102.
Haga clic aquí para obtener más información sobre la exfoliación ultrasónica del grafeno y su preparación.

Nanopartículas poliméricas peludas por degradación de Poli(alcohol vinílico)

Aplicación de ultrasonidos:
Un sencillo procedimiento de un solo paso, basado en la degradación sonoquímica de polímeros hidrosolubles en solución acuosa en presencia de un monómero hidrófobo, da lugar a partículas poliméricas peludas funcionales en un suero libre de residuos. Todas las polimerizaciones se realizaron en un reactor de vidrio de doble pared de 250 mL, equipado con deflectores, un sensor de temperatura, una barra agitadora magnética y un agitador Hielscher US200S procesador ultrasónico (200 W, 24 kHz) equipado con un sonotrodo de titanio S14 (diámetro = 14 mm, longitud = 100 mm).
Se preparó una solución de poli(alcohol vinílico) (PVOH) disolviendo una cantidad exacta de PVOH en agua, toda la noche a 50°C bajo agitación enérgica. Antes de la polimerización, la solución de PVOH se colocó dentro del reactor y la temperatura se ajustó a la temperatura de reacción deseada. La solución de PVOH y el monómero se purgaron por separado durante 1 hora con argón. La cantidad necesaria de monómero se añadió gota a gota a la solución de PVOH bajo agitación enérgica. Posteriormente, se retiró la purga de argón del líquido y se inició la ultrasonicación con el UP200S a una amplitud del 80%. Cabe señalar aquí que el uso de argón tiene dos propósitos: (1) la eliminación del oxígeno y (2) es necesario para crear cavitaciones ultrasónicas. Por lo tanto, un flujo continuo de argón sería en principio beneficioso para la polimerización, pero se producía una espuma excesiva; el procedimiento que seguimos aquí evitó este problema y fue suficiente para una polimerización eficaz. Se tomaron muestras periódicamente para controlar la conversión por gravimetría, las distribuciones de peso molecular y/o las distribuciones de tamaño de partícula.
Recomendación del dispositivo:
US200S
Referencia/ Documento de investigación:
Smeets, N. M. B.; E-Rramdani, M.; Van Hal, R. C. F.; Gomes Santana, S.; Quéléver, K.; Meuldijk, J.; Van Herk, JA. M.; Heuts, J. P. A. (2010): A simple one-step sonochemical route towards functional hairy polymer nanoparticles. Soft Matter, 6, 2010. 2392-2395.

HiPco-SWCNTs

Aplicación de ultrasonidos:
Dispersión de HiPco-SWCNTs con UP400S: En un vial de 5 mL se suspendieron 0,5 mg de HiPcoTM SWCNTs oxidados (0,04 mmol de carbono) en 2 mL de agua desionizada mediante un procesador de ultrasonidos. UP400S para obtener una suspensión de color negro (0,25 mg/mL de SWCNT). A esta suspensión se añadieron 1,4 μL de una solución de PDDA (20 % en peso, peso molecular = 100.000-200.000) y la mezcla se mezcló en vórtex durante 2 minutos. Tras una sonicación adicional en un baño de agua de 5 minutos, la suspensión de nanotubos se centrifugó a 5000 g durante 10 minutos. El sobrenadante se tomó para mediciones AFM y posteriormente se funcionalizó con siRNA.
Recomendación del dispositivo:
UP400S
Referencia/ Documento de investigación:
Jung, A. (2007): Functional Materials based on Carbon Nanotubes (Materiales funcionales basados en nanotubos de carbono). Disertación Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

Biocerámica de hidroxiapatita

Aplicación de ultrasonidos:
Para la síntesis de nano-HAP, se utilizó una solución de 40 mL de Ca(NO3)2 ⋅ 4H2O en un vaso de precipitados pequeño. A continuación, se ajustó el pH de la solución a 9,0 con aproximadamente 2,5 ml de hidróxido de amonio. A continuación, se sonicó la solución con el procesador de ultrasonidos UP50H (50 W, 30 kHz) equipado con un sonotrodo MS7 (diámetro de cuerno de 7 mm) ajustado a una amplitud máxima del 100% durante 1 hora. Al final de la primera hora se añadió una solución de 60 mL de 0,19M [KH2PO4A continuación, se añadió lentamente gota a gota a la primera solución mientras se sometía a una segunda hora de irradiación ultrasónica. Durante el proceso de mezcla, se comprobó el valor del pH y se mantuvo en 9, mientras que la relación Ca/P se mantuvo en 1,67. A continuación, la solución se filtró mediante centrifugación (~2000 g), tras lo cual el precipitado blanco resultante se dosificó en varias muestras para el tratamiento térmico. Se hicieron dos juegos de muestras, el primero consistente en doce muestras para el tratamiento térmico en horno tubular y el segundo consistente en cinco muestras para el tratamiento por microondas.
Recomendación del dispositivo:
UP50H
Referencia/ Documento de investigación:
Poinern, G. J. E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D.(2011): Influencia térmica y ultrasónica en la formación de biocerámica de hidroxiapatita a escala nanométrica. Revista Internacional de Nanomedicina 6, 2011. 2083-2095.

Calcio-hidroxiapatita dispersada por ultrasonidos

Calcio-hidroxiapatita reducida y dispersada por ultrasonidos

WS inorgánicos similares a los fullerenos2 nanopartículas

Aplicación de ultrasonidos:
Ultrasonidos durante la electrodeposición de WS inorgánicos similares a fullerenos (IF)2 nanopartículas en una matriz de níquel se consigue un recubrimiento más uniforme y compacto. Además, la aplicación de ultrasonidos tiene un efecto significativo en el porcentaje en peso de las partículas incorporadas al depósito metálico. Así, el porcentaje en peso de IF-WS2 en la matriz de níquel aumenta de 4,5 % en peso (en las películas preparadas únicamente por agitación mecánica) a aproximadamente 7 % en peso (en las películas preparadas por sonicación a 30 W cm-2 de la intensidad de los ultrasonidos).
Ni/IF-WS2 se depositaron electrolíticamente a partir de un baño estándar de níquel Watts al que se añadió IF-WS2 (fullerenos inorgánicos-WS2).
Para el experimento, IF-WS2 y las suspensiones se agitaron intensamente con un agitador magnético (300 rpm) durante al menos 24 h a temperatura ambiente antes de los experimentos de codeposición. Inmediatamente antes del proceso de electrodeposición, las suspensiones se sometieron a un pretratamiento ultrasónico de 10 min. para evitar la aglomeración. Para la irradiación ultrasónica, se utilizó un UP200S ultrasonidos de tipo sonda con un sonotrodo S14 (14 mm de diámetro de la punta) se ajustó al 55% de amplitud.
Para los experimentos de codeposición se utilizaron cubetas cilíndricas de vidrio con volúmenes de 200 mL. Los revestimientos se depositaron sobre cátodos planos de acero dulce comercial (grado St37) de 3 cm2. El ánodo era una lámina de níquel puro (3cm2) colocado en el lateral del recipiente, frente al cátodo. La distancia entre ánodo y cátodo era de 4 cm. Los sustratos se desengrasaron, se enjuagaron en agua destilada fría, se activaron en una solución de HCl al 15% (1 min.) y se volvieron a enjuagar en agua destilada. La electrocodeposición se llevó a cabo a una densidad de corriente constante de 5,0 A dm-2 durante 1 h utilizando una fuente de alimentación de corriente continua (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350). Para mantener una concentración uniforme de partículas en la solución a granel, se utilizaron dos métodos de agitación durante el proceso de electrodeposición: agitación mecánica mediante un agitador magnético (ω = 300 rpm) situado en el fondo de la célula, y ultrasonidos con el dispositivo ultrasónico tipo sonda UP200S. La sonda ultrasónica (sonotrodo) se sumergió directamente en la solución desde arriba y se colocó con precisión entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo de forma que no hubiera apantallamiento. La intensidad del ultrasonido dirigido al sistema electroquímico se varió controlando la amplitud del ultrasonido. En este estudio, la amplitud de vibración se ajustó a 25, 55 y 75% en modo continuo, lo que corresponde a una intensidad ultrasónica de 20, 30 y 40 W cm-2 respectivamente, medidos por un procesador conectado a un medidor de potencia ultrasónica (Hielscher Ultrasonics). La temperatura del electrolito se mantuvo a 55◦C mediante un termostato. La temperatura se midió antes y después de cada experimento. El aumento de temperatura debido a la energía ultrasónica no superó los 2-4◦C. Después de la electrólisis, las muestras se limpiaron con ultrasonidos en etanol durante 1 minuto para eliminar las partículas sueltas adsorbidas de la superficie.
Recomendación del dispositivo:
UP200S con bocina ultrasónica / sonotrodo S14
Referencia/ Documento de investigación:
García-Lecina, E.; García-Urrutia, I.; Díeza, J.A.; Fornell, B.; Pellicer, E.; Sort, J. (2013): Codeposición de nanopartículas inorgánicas tipo fullereno WS2 en una matriz de níquel electrodepositada bajo la influencia de agitación ultrasónica. Electrochimica Acta 114, 2013. 859-867.

Síntesis del látex

Aplicación de ultrasonidos:
Preparación del látex P(St-BA)
Se sintetizaron partículas de látex de poli(acrilato de estireno-r-butilo) P(St-BA) mediante polimerización en emulsión en presencia del tensioactivo DBSA. Primero se disolvió 1 g de DBSA en 100 mL de agua en un matraz de tres cuellos y se ajustó el valor de pH de la solución a 2,0. En la solución de DBSA se vertieron monómeros mezclados de 2,80 g de St y 8,40 g de BA con el iniciador AIBN (0,168 g). La emulsión O/W se preparó mediante agitación magnética durante 1 h seguida de sonicación con un UIP1000hd equipado con un cuerno ultrasónico (sonda/ sonotrodo) durante otros 30 min en el baño de hielo. Por último, la polimerización se llevó a cabo a 90 ºC en un baño de aceite durante 2 h en atmósfera de nitrógeno.
Recomendación del dispositivo:
UIP1000hd
Referencia/ Documento de investigación:
Fabricación de películas conductoras flexibles derivadas de poli(3,4-etilendioxitiofeno)epoli(ácido estirenosulfónico) (PEDOT:PSS) sobre el sustrato de telas no tejidas. Química y Física de Materiales 143, 2013. 143-148.
Haga clic aquí para leer más sobre la sonosíntesis del látex.

Eliminación del plomo (Sono-Leaching)

Aplicación de ultrasonidos:
Lixiviación ultrasónica del plomo de suelos contaminados:
Los experimentos de lixiviación por ultrasonidos se realizaron con un aparato de ultrasonidos UP400S con una sonda sónica de titanio (14 mm de diámetro), que funciona a una frecuencia de 20 kHz. La sonda ultrasónica (sonotrodo) se calibró calorimétricamente con la intensidad ultrasónica fijada en 51 ± 0,4 W cm-2 para todos los experimentos de sonolixiviación. Los experimentos de sonolixiviación se termostatizaron utilizando una célula de vidrio con camisa de fondo plano a 25 ± 1°C. Se emplearon tres sistemas como soluciones de lixiviación del suelo (0,1 L) bajo sonicación: 6 mL de 0,3 mol L-2 de solución de ácido acético (pH 3,24), solución de ácido nítrico al 3% (v/v) (pH 0,17) y un tampón de ácido acético/acetato (pH 4,79) preparado mezclando 60mL 0de 0,3 mol L-1 ácido acético con 19 mL 0,5 mol L-1 NaOH. Tras el proceso de sonolixiviación, las muestras se filtraron con papel de filtro para separar la solución lixiviada del suelo, seguido de electrodeposición de plomo de la solución lixiviada y digestión del suelo tras la aplicación de ultrasonidos.
Se ha demostrado que los ultrasonidos son una herramienta valiosa para mejorar la lixiviación del plomo del suelo contaminado. Los ultrasonidos también son un método eficaz para la eliminación casi total del plomo lixiviable del suelo, lo que da lugar a un suelo mucho menos peligroso.
Recomendación del dispositivo:
UP400S con sonotrodo H14
Referencia/ Documento de investigación:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Lixiviación por Ultrasonido y Tratamiento Electroquímico Combinados para la Eliminación de Plomo en Suelos. Journal of New Materials for Electrochemical Systems 10, 2007. 195-199.

Preparación de suspensiones de nanopartículas

Aplicación de ultrasonidos:
Para preparar las suspensiones de nanopartículas se utilizaron polvos desnudos de nTiO2 (5 nm por microscopía electrónica de transmisión [MET]) y nZnO (20 nm por MET) y polvos recubiertos de polímero de nTiO2 (3-4 nm por MET) y nZnO (3-9 nm por MET). La forma cristalina de las nanopartículas era anatasa en el caso del nTiO2 y amorfa en el del nZnO.
0Se pesó 0,1 g de polvo de nanopartículas en un vaso de precipitados de 250 ml que contenía unas gotas de agua desionizada (DI). A continuación, se mezclaron las nanopartículas con una espátula de acero inoxidable, se llenó el vaso de precipitados hasta 200 mL con agua desionizada, se agitó y se sometió a ultrasonidos durante 60 s al 90% de amplitud con el ultrasonido de Hielscher. UP200S de ultrasonidos, obteniéndose una suspensión madre de 0,5 g/L. Todas las suspensiones madre se conservaron un máximo de dos días a 4°C.
Recomendación del dispositivo:
UP200S o UP200St
Referencia/ Documento de investigación:
Petosa, A. R. (2013): Transporte, deposición y agregación de nanopartículas de óxido metálico en medios porosos granulares saturados: papel de la química del agua, la superficie del colector y el recubrimiento de las partículas. Disertación Universidad McGill Montreal, Quebec, Canadá 2013. 111-153.
Haga clic aquí para obtener más información sobre la dispersión ultrasónica de nanopartículas.

Precipitación de nanopartículas de magnetita

Aplicación de ultrasonidos:
La magnetita (Fe3O4) por coprecipitación de una solución acuosa de cloruro de hierro(III) hexahidratado y sulfato de hierro(II) heptahidratado con una relación molar Fe3+/Fe2+ = 2:1. La solución de hierro se precipita con hidróxido de amonio concentrado e hidróxido de sodio, respectivamente. La solución de hierro se precipita con hidróxido de amonio concentrado e hidróxido de sodio, respectivamente. La reacción de precipitación se lleva a cabo bajo irradiación ultrasónica, alimentando los reactivos a través de la zona de cavitación en la cámara del reactor de flujo ultrasónico. Para evitar cualquier gradiente de pH, el precipitante debe bombearse en exceso. La distribución del tamaño de partícula de la magnetita se ha medido mediante espectroscopia de correlación de fotones. La mezcla inducida por ultrasonidos reduce el tamaño medio de partícula de 12-14 nm a unos 5-6 nm.
Recomendación del dispositivo:
UIP1000hd con reactor de celda de flujo
Referencia/ Documento de investigación:
Banert, T.; Horst, C.; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004): Kontinuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen-(II,III) Oxid. ICVT, TU-Clausthal. Póster presentado en la reunión anual del GVC de 2004.
Banert, T.; Brenner, G.; Peuker, U. A. (2006): Parámetros de funcionamiento de un reactor continuo de precipitación sonoquímica. Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.-27. Abril de 2006.
Haga clic aquí para obtener más información sobre la precipitación ultrasónica.

Níquel en polvo

Aplicación de ultrasonidos:
Preparación de una suspensión de polvos de Ni con un polielectrolito a pH básico (para evitar la disolución y favorecer el desarrollo de especies enriquecidas en NiO en la superficie), polielectrolito de base acrílica e hidróxido de tetrametilamonio (TMAH).
Recomendación del dispositivo:
UP200S
Referencia/ Documento de investigación:
Mora, M.; Lennikov, V.; Amaveda, H.; Angurel, L. A.; de la Fuente, G. F.; Bona, M. T.; Mayoral, C.; Andres, J. M.; Sanchez-Herencia, J. (2009): Fabricación de Recubrimientos Superconductores sobre Baldosas Cerámicas Estructurales. Applied Superconductivity 19/ 3, 2009. 3041-3044.

PbS – Síntesis de nanopartículas de sulfuro de plomo

Aplicación de ultrasonidos:
A temperatura ambiente, se añadieron 0,151 g de acetato de plomo (Pb(CH3COO)2.3H2O) y 0,03 g de TAA (CH3CSNH2) a 5mL del líquido iónico, [EMIM] [EtSO4], y 15mL de agua bidestilada en un vaso de precipitados de 50mL impuesto a irradiación ultrasónica con un UP200S durante 7 min. La punta de la sonda ultrasónica / sonotrodo S1 se sumergió directamente en la solución de reacción. La suspensión de color marrón oscuro formada se centrifugó para obtener el precipitado y se lavó dos veces con agua bidestilada y etanol respectivamente para eliminar los reactivos que no habían reaccionado. Para investigar el efecto de los ultrasonidos en las propiedades de los productos, se preparó una muestra comparativa más, manteniendo constantes los parámetros de reacción, excepto que el producto se prepara en agitación continua durante 24 h sin la ayuda de la irradiación ultrasónica.
Se propuso la síntesis asistida por ultrasonidos en líquido iónico acuoso a temperatura ambiente para la preparación de nanopartículas de PbS. Este método ecológico, a temperatura ambiente y respetuoso con el medio ambiente, es rápido y sin plantillas, lo que acorta notablemente el tiempo de síntesis y evita los complicados procedimientos sintéticos. Los nanoclusters preparados muestran un enorme desplazamiento al azul de 3,86 eV que puede atribuirse al pequeño tamaño de las partículas y al efecto de confinamiento cuántico.
Recomendación del dispositivo:
UP200S
Referencia/ Documento de investigación:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Facile and Room Temperature Preparation and Characterization of PbS Nanoparticles in Aqueous [EMIM][EtSO4] Ionic Liquid Using Ultrasonic Irradiation. Boletín de la Sociedad Coreana de Química 29/ 1, 2008. 53-56.

Nanotubos purificados

Aplicación de ultrasonidos:
A continuación, los nanotubos purificados se suspendieron en 1,2-dicloroetano (DCE) mediante sonicación con un dispositivo de ultrasonidos de alta potencia UP400S400 W, 24 kHz) en modo pulsado (ciclos) para obtener una suspensión de color negro. Los haces de nanotubos aglomerados se eliminaron posteriormente en un paso de centrifugación durante 5 minutos a 5000 rpm.
Recomendación del dispositivo:
UP400S
Referencia/ Documento de investigación:
Witte, P. (2008): Amphiphilic Fullerenes For Biomedical And Optoelectronical Applications (Fullerenos anfifílicos para aplicaciones biomédicas y optoelectrónicas). Disertación Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.

Compuesto SAN/CNT

Aplicación de ultrasonidos:
Para dispersar los CNT en la matriz SAN, se utilizó un Hielscher UIS250V con sonotrodo para sonicación tipo sonda. En primer lugar, los CNT se dispersaron en 50 ml de agua destilada mediante sonicación durante unos 30 minutos. Para estabilizar la solución, se añadió SDS en una proporción de ~1% de la solución. A continuación, la dispersión acuosa obtenida de CNT se combinó con la suspensión de polímero y se mezcló durante 30 min. con el agitador mecánico Heidolph RZR 2051, y después se sonicó repetidamente durante 30 min. Para el análisis, las dispersiones SAN que contenían diferentes concentraciones de CNT se fundieron en moldes de teflón y se secaron a temperatura ambiente durante 3-4 días.
Recomendación del dispositivo:
UIS250v
Referencia/ Documento de investigación:
Bitenieks, J.; Meri, R. M.; Zicans, J.; Maksimovs, R.; Vasile, C.; Musteata, V. E. (2012): Nanocompuestos de estireno-acrilato/nanotubos de carbono: propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas. En: Actas de la Academia de Ciencias de Estonia 61/ 3, 2012. 172-177.

Nanopolvo de carburo de silicio (SiC)

Aplicación de ultrasonidos:
El nanopolvo de carburo de silicio (SiC) se desaglomeró y distribuyó en la solución de tetrahidrofurano de la pintura utilizando un Hielscher UP200S procesador ultrasónico de alta potencia, que funciona con una densidad de potencia acústica de 80 W/cm2. La desaglomeración del SiC se llevó a cabo inicialmente en disolvente puro con algo de detergente, añadiéndose posteriormente porciones de pintura. El proceso completo duró 30 y 60 minutos en el caso de las muestras preparadas para el recubrimiento por inmersión y la serigrafía, respectivamente. Durante la ultrasonificación se procedió a un enfriamiento adecuado de la mezcla para evitar la ebullición del disolvente. Tras la ultrasonificación, se evaporó el tetrahidrofurano en un evaporador rotativo y se añadió el endurecedor a la mezcla para obtener una viscosidad adecuada para la impresión. La concentración de SiC en el compuesto resultante fue del 3% en peso en las muestras preparadas para el recubrimiento por inmersión. Para la serigrafía, se prepararon dos lotes de muestras, con un contenido de SiC de 1 – 3% en peso para las pruebas preliminares de desgaste y fricción y 1,6 – 2,4% en peso para el ajuste fino de los materiales compuestos sobre la base de los resultados de las pruebas de desgaste y fricción.
Recomendación del dispositivo:
UP200S
Referencia/ Documento de investigación:
Celichowski G.; Psarski M.; Wiśniewski M. (2009): Tensor de hilo elástico con un patrón nanocompuesto antidesgaste no continuo. Fibras & Textiles en Europa del Este 17/ 1, 2009. 91-96.

SWNT Nanotubos de carbono de pared simple

Aplicación de ultrasonidos:
Síntesis sonoquímica: 10 mg de SWNT y 30ml de solución de 2%MCB 10 mg de SWNT y 30ml de solución de 2%MCB, UP400S Intensidad de sonicación: 300 W/cm2, duración de la sonicación: 5h
Recomendación del dispositivo:
UP400S
Referencia/ Documento de investigación:
Koshio, A.; Yudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. (2001): A Simple Way to Chemically React Single-Wall Carbon Nanotubes with Organic Materials Using Ultrasonication. Nano Letters 1/7, 2001. 361-363.

SWCNTs tiolados

Aplicación de ultrasonidos:
Se suspendieron 25 mg de SWCNTs tiolados (2,1 mmol de carbono) en 50 mL de agua desionizada utilizando un procesador de ultrasonidos de 400W (UP400S). Posteriormente, la suspensión se dio a la solución de Au(NP) recién preparada y la mezcla se agitó durante 1h. Los Au(NP)-SWCNT se extrajeron por microfiltración (nitrato de celulosa) y se lavaron a fondo con agua desionizada. El filtrado era de color rojo, ya que los pequeños Au(NP) (diámetro medio ≈ 13 nm) podían pasar eficazmente la membrana del filtro (tamaño de poro 0,2μm).
Recomendación del dispositivo:
UP400S
Referencia/ Documento de investigación:
Jung, A. (2007): Functional Materials based on Carbon Nanotubes (Materiales funcionales basados en nanotubos de carbono). Disertación Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO2 / compuesto de perlita

Aplicación de ultrasonidos:
Se prepararon los materiales compuestos TiO2 /perlita. Inicialmente, se disolvieron 5 mL de isopropóxido de titanio (TIPO), Aldrich 97%, en 40 mL de etanol, Carlo Erba, y se agitó durante 30 min. A continuación, se añadieron 5 g de perlita y la dispersión se agitó durante 60 min. La mezcla se homogeneizó aún más utilizando el sonicador de punta ultrasónica UIP1000hd. Se aplicó un aporte total de energía de 1 Wh durante 2 minutos. Finalmente, la suspensión se diluyó con etanol hasta obtener una suspensión de 100 ml y el líquido obtenido se denominó solución precursora (PS). La PS preparada estaba lista para ser procesada mediante el sistema de pirólisis por pulverización de llama.
Recomendación del dispositivo:
UIP1000hd
Referencia/ Documento de investigación:
Giannouri, M.; Kalampaliki, Th.; Todorova, N.; Giannakopoulou,T.; Boukos, N.; Petrakis, D.; Vaimakis, T.; Trapalis, C. (2013): One-Step Synthesis of TiO2/Perlite Composites by Flame Spray Pyrolysis and Their Photocatalytic Behavior. Revista Internacional de Fotoenergía 2013.

Los nanocatalizadores, como las zeolitas funcionalizadas, se sintetizan con éxito mediante sonicación. Las zeolitas ácidas nanoestructuradas funcionalizadas -sintetizadas en condiciones sonoquímicas- dan tasas superiores de conversión de dimetiléter (DME).

El ultrasonicador UIP2000hdT (2 kW) con reactor de flujo continuo es una configuración comúnmente utilizada para la síntesis sonoquímica de nanocatalizadores mesoporosos (por ejemplo, zeolitas decoradas).

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Los potentes ultrasonidos acoplados a líquidos generan una cavitación intensa. Los efectos cavitacionales extremos crean lodos de polvo fino con partículas de tamaño submicrónico y nanométrico. Además, se activa la superficie de las partículas. El impacto de microchorros y ondas de choque y las colisiones entre partículas tienen efectos sustanciales en la composición química y la morfología física de los sólidos que pueden mejorar drásticamente la reactividad química tanto de los polímeros orgánicos como de los sólidos inorgánicos.

“Las condiciones extremas dentro de las burbujas en colapso producen especies altamente reactivas que pueden utilizarse para diversos fines, por ejemplo, la iniciación de la polimerización sin iniciadores añadidos. Otro ejemplo: la descomposición sonoquímica de precursores organometálicos volátiles en disolventes de alto punto de ebullición produce materiales nanoestructurados de diversas formas con elevadas actividades catalíticas. Metales nanoestructurados, aleaciones, carburos y sulfuros, coloides nanométricos y catalizadores soportados nanoestructurados pueden prepararse por esta ruta general.”

[Suslick/Price 1999: 323].


Literatura/Referencias


Información interesante

Los homogeneizadores tisulares ultrasónicos suelen denominarse sonicador de sonda, lisador sónico, sonolizador, disruptor ultrasónico, triturador ultrasónico, sono-ruptor, sonificador, desmembrador sónico, disruptor celular, dispersador ultrasónico o disolvedor. Los distintos términos se deben a las diversas aplicaciones que puede tener la sonicación.

Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento se utilizan en procesos de laboratorio, de sobremesa, piloto e industriales.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.

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