Hielscheri ultraheli tehnoloogia

Metalli-orgaaniliste raamistike ultraheli ettevalmistamine (MOF)

  • Metall-orgaanilised raamid on ühendid, mis on moodustunud metalliioonidest ja orgaanilistest molekulidest, nii et tekitatakse ühe-, kahe- või kolmemõõtmeline hübriidmaterjal. Need hübriidstruktuurid võivad olla poorsed või mittepoorsed ja pakkuda mitmesuguseid funktsioone.
  • MOF-ide sonocheemiline süntees on paljulubav meetod, kuna metall-orgaanilised kristallid on väga tõhusad ja keskkonnasõbralikud.
  • MF-de ultraheli tootmist saab lineaarselt suurendada, kui valmistatakse laboris väikseid proove, kuni täieliku kommertstoodangu saamiseni.

Metall-orgaanilised raamid

Kristallilised metall-orgaanilised raamid (MOF) kuuluvad suure potentsiaaliga poorsete materjalide kategooriasse, mida saab kasutada gaaside säilitamisel, adsorptsioonil / lahutamisel, katalüüsimisel, adsorbentidena, magnetilisuses, andurite kujundamisel ja ravimite kohaletoimetamisel. MOFid moodustatakse enamasti iseseisevana, kui sekundaarsed ehitusüksused (SBU-d) ühendavad orgaaniliste vahemikega (ligandid) keerukate võrkude loomiseks. Orgaanilisi vahepealseid või metallilisi SBU-d saab modifitseerida, et kontrollida MOFi poorsust, mis on selle funktsionaalide ja selle kasutatavuse seisukohast otsustava tähtsusega konkreetsetel rakendustel.

MOF-ide sonokhemiline süntees

Ultraheli kiiritamine ja selle tekitamine kavitatsioon on tuntud oma unikaalse mõju tõttu keemilistele reaktsioonidele, mida tuntakse kui Sonokheemia. Kavitumismullide vägivaldne implosioon tekitab lokaliseeritud kuumad kohad, millel on äärmiselt suured mööduva temperatuuri (5000 K), rõhud (1800 atm) ja jahutuskiirused (1010Ks-1), samuti lööklaine ja sellest tulenevad vedelikud. Nendel cavitational kuumad kohad, kristallide tuumutamine ja kasvu, nt Ostwaldi valmimisega, indutseeritakse ja edendatakse. Kuid osakeste suurus on piiratud, kuna neid kuumaid kohti iseloomustavad äärmuslikud jahutusmäärad, mis tähendab, et reaktsioonikeskkonna temperatuur jääb millisekundisse.
On teada, et ultraheli sünteesib MOF-sid kiiresti alla kerge protsessi tingimused, nagu näiteks lahustivaba, at toatemperatuuril ja all ümbritsev rõhk. Uuringud on näidanud, et MOFi saab toota kulutõhusalt AT kõrge tootlus sonokemikaalse marsruudi kaudu. Lõpuks, sonochemical MOF-ide süntees on a roheline, keskkonnasõbralik meetod.

MOF-5 ettevalmistamine

Uuring Wang jt (2011), Zn4O [1,4-benseendikarboksülaat]3 sünteesiti läbi sonochemical tee. 1,36 g H2BDC ja 4,84 g Zn (NO3)2· 6H2O lahustati inüülaalselt 160 ml DMF-is. Siis lisati segusse ultraviolettkiirguse abil 6,43 g TEA. 2 tunni pärast koguti värvitu sade filtrimisega ja pesti DMF-ga. Tahket ainet kuivatati vaakumis 90 ° C juures ja seejärel säilitati vaakumiga eksikaatoris.

Mikroporaalse MOF Cu valmistamine3(BTC)2

Li et al. (2009) teatavad kolmemõõtmelise (3-D) metall-orgaanilise raamistiku (MOF) tõhusa ultraheli sünteesi 3-D kanalitega nagu Cu3(BTC)2 (HKUST-1, BTC = benseen-1,3,5-trikarboksülaat). Vask-atsetaadi ja H reaktsioon3BTC DMF / EtOH / H segatud lahuses2O (3: 1: 2, maht / maht) ultraheli kiirguse juures ümbritsev temperatuur ja atmosfääri rõhk eest lühikesed reaktsiooniajad (5-60 min) andis Cu3(BTC)2 sisse kõrge tootlus (62,6-85,1%). Need Cu3(BTC)2 nano-kristallid on mõõtmetega vahemikus 10-200 nm, mis on palju väiksem kui need, mis on sünteesitud tavapärase solvotermilise meetodi abil. Füüsikalis-keemilisi omadusi, nagu BETi pindala, pooride maht ja vesiniku ladustamisvõimsus, Cu3(BTC)2 ultraheli meetodil valmistatud nanokristallid ja parendatud solvotermilise meetodi abil saadud mikrokristallid. Võrreldes traditsiooniliste sünteesitehnikatega, näiteks lahusti difusioonitehnikaga, hüdrotermiliste ja solvotermiliste meetoditega, leiti, et ultraheli meetod poorsete MOF-ide ehitamiseks on väga efektiivne ja keskkonnasõbralikumad.

Ühe mõõtme Mg (II) MOF ettevalmistamine

Tahmasian et al. (2013) teatab efektiivne, odav, ja keskkonnasõbralik marsruut, et saada 3D-supramolekulaarne metall-orgaaniline raamistik (MOF), mis põhineb MgII-le, {[Mg (HIDC) (H2O)2] ⋅1.5H2O}n (H3L = 4,5-imidasooldikarboksüülhape), kasutades ultraheliuuringul põhinevat rada.
Nanostruktureeritud {[Mg (HIDC) (H2O)2] ⋅1.5H2O}n sünteesiti järgmiselt sonochemical tee. Nanoosistatud {[Mg (HIDC) (H2O) 2] ⋅ 1,5H jaoks valmistada2O} n (1), 20 ml ligandi H lahust3IDC (0,05 M) ja kaaliumhüdroksiid (0,1 M) paigutati suure tihedusega ultraheliuurendiga maksimaalse võimsusega 305 W. Selle lahuse lisati tilkhaaval 20 ml magneesiumnitraadi vesilahust (0,05 M). Saadud sade filtriti, pesti veega ja etanooliga ja kuivatati õhu käes (st ° = 300 ° C) (leitud: C, 24,84, H, 3,22, N, 11,67%). IR (cm-1) valitud ribad: 3383 (w), 3190 (w), 1607 (br), 1500 (m), 1390 (s), 1242 (m), 820 (m), 652 (m)).
Esialgsete reaktiivide kontsentratsiooni uurimiseks nanostruktureeritud ühendi suurusele ja morfoloogiale viidi ülaltoodud protsessid esialgsete reagentide kontsentratsiooniks alljärgnevalt: [HL2-] = [Mg2 +] = 0,025 M.

Fluorestseeruvate mikroporaarsetest MOF-idest koosnev süntees

Qiu et al. (2008) leidis a sonochemical marsruut fluorestseeruva mikroporaalse MOF, Zn3(BTC)2⋅12H2O (1) ja organoamiinide selektiivne tuvastamine, kasutades nanokristalle, 1. Tulemused näitavad, et ultraheli Süntees on lihtne, tõhus, odav ja keskkonnasõbralik lähenemine nanoskaaludele.
MOF 1 sünteesiti ultraheli meetodil ümbritsev temperatuur ja atmosfääriline erinevat reaktsiooniaega vastavalt 5, 10, 30 ja 90 min. Samuti viidi läbi kontrollkatse ühendi 1 sünteesimiseks hüdrotermilise meetodi abil ja struktuure kinnitas IR, elementanalüüs ja pulberröntgendifraktsiooni (XRD) mustrite Rietveldi analüüs, kasutades WinPLOTR ja Fullprof13. Üllatavalt on tsinkatsetaadi dihüdraadi reaktsioon benseen-1,3,5-trikarboksüülhappega (H3BTC) 20% etanoolis vees (v / v) ultraheli kiiritamisel ümbritseva keskkonna temperatuuril ja rõhul 5 min, andis 1 märkimisväärselt kõrge tootlus (75,3%, tuginedes H-le)3BTC). Samuti suurendas saagis 1 järk-järgult 78,2% -lt 85,3% -ni, suurendades reaktsiooniaega 10 kuni 90 minuti jooksul. See tulemus näitab seda kiire süntees MOF-i saab realiseerida oluliselt kõrge tootlus ultraheli meetodi abil. Võrreldes sama ühendi MOF 1 hüdrotermilise sünteesiga, mis viiakse läbi kõrgel rõhul 140 ° C juures 24 tundi, on ultraheli süntees 12 väga tõhus ja kõrge saagisega meetod odav.
Kuna mingit toodet ei saadud tsinkatsetaadi segamisel H3BTC-ga samas reaktsioonikeskkonnas keskkonnatemperatuuril ja rõhul ultraheli puudumisel, Sonikatsioon peab mängima oluline rolli moodustamisel MOF 1.

Hielscher tarnib võimelisi ultraheli seadmeid tööstuslikuks laboriks (klõpsake suurendamiseks!)

Ultraheli protsessid: Alates Lab et tööstus- Skaala

Sonokemikaalid

Hielscher Ultrasonics on pikaajaline kogemus võimsate ja usaldusväärsete ultraheli- ja sonokemikaalreaktorite väljatöötamisel ja tootmisel. Hielscher katab oma rakenduse nõuded oma laias valikus ultraheli seadmetega – väikestest lab seadmed üle pink-top ja piloot ultraheligaatorid kuni täiskoormusegatööstussüsteemid kaubanduslikul tasandil sonocheemilise tootmise puhul. Suur valik sonotrodes, võimendaja, reaktorid, voolurakud, müra tühjendamise karbid ja lisaseadmed võimaldavad teie optimaalse seadistuse seadistamist sonochemical reaktsioon. Hielscheri ultraheli seadmed on väga suured tugev, ehitatud 24/7 tööks ja vajab vaid väga vähe hooldust.

Ultraheli kiirgusena võib moodustada metalli-orgaanilisi karkassi (MOF-sid) (Klõpsa suurendamiseks!)

Metalli-orgaanilisi tahkeid aineid saab efektiivselt sünteesida sonokemikaalse marsruudi abil

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


UIP1000hd, mida kasutatakse MOF-5 sonocheemilisest sünteesist (Klõpsa suurendamiseks!)

ultraheligaator UIP1000hd sonocheemilise reaktoriga

Kirjandus / viited

  • Dey, Chandan; Kundu, Tanay; Biswal, Bishnu P .; Mallick, Arijit; Banerjee Rahul (2014): Kristallilised metall-orgaanilised raamid (MOF): süntees, struktuur ja funktsioon. Acta Crystallographica jaotis B 70, 2014. 3-10.
  • Hashemi, Lida; Morsali, Ali; Yilmaz, Veysel T .; Büyükgüngor, Orhan; Khavasi, Hamid Reza; Ashouri, Fatemeh; Bagherzadeh, Mojtaba (2014): Kahe nano-suurusega plii (II) metall-orgaanilise raamistiku sonokheemilised sünteesid; rakendus katalüüsi ja plii (II) oksiidide nanoosakeste valmistamiseks. Molekulaarstruktuuri väljaanne 1072, 2014. 260-266.
  • Li, Zong-Qun; Qiu, Ling-Guang; Xu, Tao; Wu, Yun; Wang, Wei; Wu, Zhen-Yu; Jiang, Xia (2009): Mikroorganiseeritud metall-orgaanilise raamistiku Cu3 (BTC) 2 ultraheli süntees ümbritseval temperatuuril ja rõhul: tõhus ja keskkonnasõbralik meetod. Materjalid Kirjad 63/1, 2009. 78-80.
  • Qiu, Ling-Guang; Li, Zong-Qun; Wu, Yun; Wang, Wei; Xu, Tao; Jiang, Xia (2008): Mikroorossi metall-orgaanilise raami nanokristallide fikseeritud süntees ultraheli meetodil ja orgaaniliste ühendite selektiivne tuvastamine. Chemical Communication 2008, 3642-3644.
  • Stock, Norbert; Biswas, Syam (2012): Metalli-orgaaniliste raamistike süntees (MOF): mitmesuguste MOF topoloogiate, morfoloogiate ja komposiidide marsruudid. Keemiline ülevaatus 112/2, 2012. 933-969.
  • Suslick, Kenneth S. (ed.) (1988): Ultraheli: selle keemilised, füüsikalised ja bioloogilised mõjud. VCH: Weinheim, Saksamaa. 1988.
  • Tahmasian, Arineh; Morsali, Ali; Joo, Sang Woo (2013): Ühesuunalise Mg (II) metall-orgaanilise raamistiku sonokhemilised sünteesid: uus lähteaine MgO ühemõõtmelise nanostruktuuri valmistamiseks. Nanomaterjalide ajakiri 2013.
  • Thompson, Joshua A .; Chapman, Karena W .; Koros, William J .; Jones, Christopher W .; Nair, Sankar (2012): ZIF-8 nanoosakeste valmimine ja ZIF-8 / polümeerkomposiitmembraanide moodustumine. Microporous and Mesoporous Materials 158, 2012. 292-299.
  • Wang, LiPing; Xiao, Bin; Wang, GongYing; Wu, JiQian (2011): Polükarbonaat diooli süntees, mida katalüüsitakse metall-orgaanilise raamistiku Zn abil4O [CO2-C6H4-CO2]3. Science China Chemistry 54/9, 2011. 1468-1473.

Kontakt / küsi

Rääkige meile oma töötlemise nõuetele. Me soovitame kõige sobivam setup ja töötlemise parameetrid oma projekti.





Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.