Ultrasons Puissant pour le Traitement de Particules: Notes d'Application

Pour exprimer pleinement leurs caractéristiques, les particules doivent être désagglomérées et dispersées uniformément de manière à ce que les particules’ est disponible. Les puissantes forces ultrasonores sont connues pour être des outils de dispersion et de broyage fiables qui permettent d'obtenir des particules de taille submicronique et nanométrique. En outre, la sonication permet de modifier et de fonctionnaliser les particules, par exemple en recouvrant les nanoparticules d'une couche métallique.

Vous trouverez ci-dessous une sélection de particules et de liquides avec les recommandations correspondantes, comment traiter le matériau afin de broyer, disperser, désagglomérer ou modifier les particules à l'aide d'un homogénéisateur à ultrasons.

Comment préparer vos poudres et particules par une puissante sonication.

Par ordre alphabétique :

aérosil

Application ultrasonique :
Des dispersions de particules de Silica Aerosil OX50 dans de l'eau Millipore (pH 6) ont été préparées en dispersant 5,0 g de poudre dans 500 ml d'eau à l'aide d'un processeur à ultrasons à haute intensité UP200S (200W ; 24kHz). Les dispersions de silice ont été préparées dans une solution d'eau distillée (pH = 6) sous irradiation ultrasonique avec la puissance UP200S Le pH a été ajusté à l'aide de HCl. La teneur en matières solides dans les dispersions était de 0,1 % (w/v).
Recommandation de l'appareil :
UP200S
Référence/ Document de recherche :
Licea-Claverie, A. ; Schwarz, S. ; Steinbach, Ch. ; Ponce-Vargas, S. M. ; Genest, S. (2013) : Combinaison de polymères naturels et thermosensibles dans la floculation de dispersions fines de silice. International Journal of Carbohydrate Chemistry 2013.

Al₂O₃-Eau Nanofluides

Application ultrasonique :
Al₂O₃-Les nanofluides d'eau peuvent être préparés en suivant les étapes suivantes : Premièrement, peser la masse d'Al₂O₃ nanoparticules à l'aide d'une balance électronique numérique. Ensuite, il faut mettre de l'Al₂O₃ dans l'eau distillée pesée et agiter les nanoparticules d'Al₂O₃-mélange d'eau. Soniquer le mélange en continu pendant 1 heure avec un appareil à sonde ultrasonique UP400S (400W, 24kHz) pour produire une dispersion uniforme des nanoparticules dans l'eau distillée.
Les nanofluides peuvent être préparés à différentes fractions (0,1 %, 0,5 % et 1 %). Aucun changement de surfactant ou de pH n'est nécessaire.
Recommandation de l'appareil :
UP400S
Référence/ Document de recherche :
Isfahani, A. H. M. ; Heyhat, M. M. (2013) : Experimental Study of Nanofluids Flow in a Micromodel as Porous Medium. International Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9/2, 2013. 77-84.

La dispersion ultrasonique de l'oxyde d'aluminium (Al2O3) entraîne une réduction significative de la taille des particules et une dispersion uniforme.

Particules de silice enrobées de bohémite

Application ultrasonique :
Les particules de silice sont recouvertes d'une couche de Boehmite : Pour obtenir une surface parfaitement propre et sans matières organiques, les particules sont chauffées à 450°C. Après broyage des particules afin de casser les agglomérats, une suspension aqueuse à 6 vol% (≈70 ml) est préparée et stabilisée à un pH de 9 par l'ajout de trois gouttes de solution d'ammonium. La suspension est ensuite désagglomérée par une ultrasonication à l'aide d'une brosse à dents. UP200S à une amplitude de 100 % (200 W) pendant 5 minutes. Après avoir chauffé la solution à plus de 85°C, 12,5 g de sec-butoxyde d'aluminium ont été ajoutés. La température est maintenue à 85-90°C pendant 90 minutes et la suspension est agitée à l'aide d'un agitateur magnétique pendant toute la procédure. Ensuite, la suspension est maintenue sous agitation continue jusqu'à ce qu'elle soit refroidie à moins de 40°C. Ensuite, la valeur du pH est ajustée à 3 en ajoutant de l'acide chlorhydrique. Immédiatement après, la suspension est passée aux ultrasons dans un bain de glace. La poudre est lavée par dilution et centrifugation. Après élimination du surnageant, les particules sont séchées dans une étuve à 120°C. Enfin, les particules sont soumises à un traitement thermique à 300°C pendant 3 heures.
Recommandation de l'appareil :
UP200S
Référence/ Document de recherche :
Wyss, H. M. (2003) : Microstructure et comportement mécanique des gels de particules concentrées. Dissertation de l'Institut fédéral suisse de technologie 2003. p.71.

Synthèse de nanocomposites à base de cadmium(II)-thioacétamide

Application ultrasonique :
Des nanocomposites cadmium(II)-thioacétamide ont été synthétisés en présence et en l'absence d'alcool polyvinylique par voie sonochimique. Pour la synthèse sonochimique (sono-synthèse), 0,532 g d'acétate de cadmium (II) dihydraté (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0,148 g de thioacétamide (TAA, CH3CSNH2) et 0,664 g d'iodure de potassium (KI) ont été dissous dans 20 ml d'eau déminéralisée doublement distillée. Cette solution a été soniquée à l'aide d'un ultrasoniseur à sonde de grande puissance UP400S (24 kHz, 400W) à température ambiante pendant 1 heure. Pendant la sonication du mélange réactionnel, la température a augmenté jusqu'à 70-80 degrés Celsius, comme mesuré par un thermocouple fer-constantine. Après une heure, un précipité jaune vif s'est formé. Il a été isolé par centrifugation (4 000 rpm, 15 min), lavé avec de l'eau bidistillée puis avec de l'éthanol absolu afin d'éliminer les impuretés résiduelles et enfin séché à l'air (rendement : 0,915 g, 68%). Déc. p.200°C. Pour préparer le nanocomposite polymère, 1,992 g d'alcool polyvinylique a été dissous dans 20 mL d'eau déminéralisée doublement distillée, puis ajouté à la solution ci-dessus. Ce mélange a été irradié aux ultrasons avec le UP400S pendant 1 h lorsqu'un produit orange vif s'est formé.
Les résultats du MEB ont montré qu'en présence de PVA, la taille des particules diminuait d'environ 38 nm à 25 nm. Nous avons ensuite synthétisé des nanoparticules de CdS hexagonales de morphologie sphérique à partir de la décomposition thermique du nanocomposite polymère, cadmium(II)-thioacétamide/PVA comme précurseur. La taille des nanoparticules de CdS a été mesurée à la fois par XRD et SEM et les résultats étaient en très bon accord les uns avec les autres.
Ranjbar et al. (2013) ont également constaté que le nanocomposite polymère de Cd(II) est un précurseur approprié pour la préparation de nanoparticules de sulfure de cadmium avec des morphologies intéressantes. Tous les résultats ont révélé que la synthèse ultrasonique peut être utilisée avec succès comme une méthode simple, efficace, peu coûteuse, respectueuse de l'environnement et très prometteuse pour la synthèse de matériaux à l'échelle nanométrique sans nécessiter de conditions spéciales, telles qu'une température élevée, des temps de réaction longs et une pression élevée.
Recommandation de l'appareil :
UP400S
Référence/ Document de recherche :
Ranjbar, M. ; Mostafa Yousefi, M. ; Nozari, R. ; Sheshmani, S. (2013) : Synthèse et caractérisation des nanocomposites cadmium-thioacétamide. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

CaCO₃

Application ultrasonique :
Revêtement par ultrasons de CaCO₃ (NPCC) avec de l'acide stéarique afin d'améliorer sa dispersion dans le polymère et de réduire l'agglomération. 2g de CaCO₃ (NPCC) a été sonorisé avec un UP400S dans 30 ml d'éthanol. 9 % en poids d'acide stéarique ont été dissous dans l'éthanol. L'éthanol et l'acide stéarique ont ensuite été mélangés à la suspension sonifiée.
Recommandation de l'appareil :
UP400S avec sonotrode de 22 mm de diamètre (H22D), et cellule d'écoulement avec chemise de refroidissement
Référence/ Document de recherche :
Kow, K. W. ; Abdullah, E. C. ; Aziz, A. R. (2009) : Effects of ultrasound in coating nano-precipitated CaCO3 with stearic acid (Effets des ultrasons sur le revêtement de CaCO3 nanoprécipité avec de l'acide stéarique). Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807-813.

nanocristaux de cellulose

Application ultrasonique :
Nanocristaux de cellulose (CNC) préparés à partir de CNC de cellulose d'eucalyptus : Les nanocristaux de cellulose préparés à partir de cellulose d'eucalyptus ont été modifiés par réaction avec du chlorure de méthyle adipoyle, CNCm, ou avec un mélange d'acide acétique et sulfurique, CNCa. Par conséquent, les CNC lyophilisés, CNCm et CNCa ont été redispersés dans des solvants purs (EA, THF ou DMF) à 0,1 % en poids, par agitation magnétique pendant une nuit à 24 ± 1 °C, suivie d'une sonication de 20 minutes à l'aide d'un ultrasonateur à sonde. UP100H. La sonication a été effectuée avec 130 W/cm² à 24 ± 1 degC. Ensuite, le CAB a été ajouté à la dispersion CNC, de sorte que la concentration finale de polymère était de 0,9 % en poids.
Recommandation de l'appareil :
UP100H
Référence/ Document de recherche :
Blachechen, L. S. ; de Mesquita, J. P. ; de Paula, E. L. ; Pereira, F. V. ; Petri, D. F. S. (2013) : Interaction entre la stabilité colloïdale des nanocristaux de cellulose et leur dispersibilité dans une matrice d'acétate de cellulose et de butyrate. Cellulose 20/3, 2013. 1329-1342.

Silane dopé au nitrate de cérium

Application ultrasonique :
Des panneaux d'acier au carbone laminés à froid (6,5 cm 6,5 cm 0,3 cm ; nettoyés chimiquement et polis mécaniquement) ont été utilisés comme substrats métalliques. Avant l'application du revêtement, les panneaux ont été nettoyés aux ultrasons avec de l'acétone, puis nettoyés avec une solution alcaline (solution de NaOH 0,3molL) à 60°C pendant 10 minutes. Pour l'utilisation comme primaire, avant le prétraitement du substrat, une formulation typique comprenant 50 parts de γ-glycidoxypropyltriméthoxysilane (γ-GPS) a été diluée avec environ 950 parts de méthanol, dans un pH de 4,5 (ajusté avec de l'acide acétique) et a permis l'hydrolyse du silane. La procédure de préparation du silane dopé avec des pigments de nitrate de cérium était la même, sauf que 1, 2, 3 % en poids de nitrate de cérium ont été ajoutés à la solution de méthanol avant l'ajout de (γ-GPS), puis cette solution a été mélangée avec un agitateur à hélice à 1600 tours par minute pendant 30 minutes à température ambiante. Ensuite, les dispersions contenant du nitrate de cérium ont été soniquées pendant 30 minutes à 40°C avec un bain de refroidissement externe. Le processus d'ultrasonication a été effectué avec l'ultrasonateur UIP1000hd (1000W, 20 kHz) avec une puissance ultrasonore d'entrée d'environ 1 W/mL. Le prétraitement du substrat a été effectué en rinçant chaque panneau pendant 100 secondes avec la solution de silane appropriée. Après le traitement, les panneaux ont été laissés à sécher à température ambiante pendant 24 heures, puis les panneaux prétraités ont été revêtus d'une résine époxy durcie à l'amine en deux couches. (Epon 828, Shell Co.) pour obtenir une épaisseur de film humide de 90μm. Les panneaux revêtus d'époxy ont été laissés à durcir pendant 1 heure à 115°C, après durcissement des revêtements époxy ; l'épaisseur du film sec était d'environ 60μm.
Recommandation de l'appareil :
UIP1000hd
Référence/ Document de recherche :
Zaferani, S.H. ; Peikari, M. ; Zaarei, D. ; Danaei, I. (2013) : Effets électrochimiques des prétraitements au silane contenant du nitrate de cérium sur les propriétés de décollement cathodique de l'acier revêtu d'époxy. Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411-2420.

Argile : Dispersion/ Fractionnement

Application ultrasonique :
Fractionnement de la taille des particules : Pour isoler les < particules de 1 μm à 1-2 μm, particules de taille argileuse (< 2 μm) ont été séparés dans un champ ultrasonique et par l'application suivante de différentes vitesses de sédimentation.
Les particules de taille argileuse (< 2 μm) ont été séparés par ultrasons avec un apport d'énergie de 300 J mL^-1 (1 min.) à l'aide d'un désintégrateur à ultrasons de type sonde UP200S (200W, 24kHz) équipé d'une sonotrode S7 de 7 mm de diamètre. Après irradiation ultrasonique, l'échantillon a été centrifugé à 110 x g (1000 rpm) pendant 3 minutes. La phase de décantation (reste du fractionnement) a ensuite été utilisée dans le fractionnement de la densité pour l'isolement des fractions de densité légère, et la phase flottante obtenue (< 2 μm) a été transféré dans un autre tube de centrifugation et centrifugé à 440 x g (2000 rpm) pendant 10 min. pour séparer le < La fraction de 1 μm (surnageant) de la fraction de 1-2 μm (sédiment). Le surnageant contenant < Une fraction de 1 μm a été transférée dans un autre tube de centrifugation et après avoir ajouté 1 mL de MgSO₄ centrifugé à 1410 x g (4000 rpm) pendant 10 min pour décanter le reste de l'eau.
Pour éviter la surchauffe de l'échantillon, la procédure a été répétée 15 fois.
Recommandation de l'appareil :
UP200S avec S7 ou UP200St avec S26d7
Référence/ Document de recherche :
Jakubowska, J. (2007) : Effet du type d'eau d'irrigation sur les fractions de matière organique du sol (SOM) et leurs interactions avec les composés hydrophobes. Dissertation de l'université Martin-Luther de Halle-Wittenberg 2007.

Argile : Exfoliation de l'argile inorganique

Application ultrasonique :
L'argile inorganique a été exfoliée pour préparer des nanocomposites à base de pullulan pour la dispersion du revêtement. Par conséquent, une quantité fixe de pullulan (4 % en poids sur une base humide) a été dissoute dans de l'eau à 25 degrés Celsius pendant 1 heure sous une légère agitation (500 tours/minute). Dans le même temps, de la poudre d'argile, en quantité comprise entre 0,2 et 3,0 % en poids, a été dispersée dans l'eau sous une agitation vigoureuse (1000 tours/minute) pendant 15 minutes. La dispersion résultante a été traitée aux ultrasons au moyen d'un appareil de traitement de l'eau. UP400S (pouvoir_max = 400 W ; fréquence = 24 kHz) appareil à ultrasons équipé d'une sonotrode en titane H14, diamètre de la pointe 14 mm, amplitude_max = 125 μm ; intensité de la surface = 105 Wcm^-2) dans les conditions suivantes : 0,5 cycle et 50 % d'amplitude. La durée du traitement ultrasonique a varié conformément au plan expérimental. La solution organique de pullulan et la dispersion inorganique ont ensuite été mélangées sous agitation douce (500 tours/minute) pendant 90 minutes supplémentaires. Après le mélange, les concentrations des deux composants correspondaient à un rapport inorganique/organique (I/O) allant de 0,05 à 0,75. La distribution de la taille dans la dispersion aqueuse du Na⁺L'analyse des nanoparticules des argiles -MMT avant et après le traitement aux ultrasons a été réalisée à l'aide d'un analyseur de nanoparticules IKO-Sizer CC-1.
Pour une quantité fixe d'argiles, le temps de sonication le plus efficace s'est avéré être de 15 minutes, tandis qu'un traitement aux ultrasons plus long augmente le P'O₂ (en raison de la réagrégation) qui diminue à nouveau au temps de sonication le plus élevé (45 min), probablement en raison de la fragmentation des plaquettes et des tactoïdes.
Selon le dispositif expérimental adopté dans la thèse d'Introzzi, un rendement énergétique unitaire de 725 Ws mL^-1 a été calculée pour un traitement de 15 minutes, tandis qu'une durée d'ultrason prolongée de 45 minutes a donné une consommation d'énergie unitaire de 2060 Ws mL^-1. Cela permettrait d'économiser une quantité d'énergie assez importante tout au long du processus, ce qui se refléterait finalement dans les coûts de production finaux.
Recommandation de l'appareil :
UP400S avec sonotrode H14
Référence/ Document de recherche :
Introzzi, L. (2012) : Développement de revêtements en biopolymères à haute performance pour les applications d'emballage alimentaire. Dissertation de l'Université de Milan 2012.

encre conductrice

Application ultrasonique :
L'encre conductrice a été préparée en dispersant les particules Cu+C et Cu+CNT avec des dispersants dans un solvant mixte (Publication IV). Les dispersants étaient trois agents dispersants à haut poids moléculaire, DISPERBYK-190, DISPERBYK-198 et DISPERBYK-2012, destinés aux dispersions de pigments de noir de carbone à base d'eau par BYK Chemie GmbH. L'eau désionisée (DIW) a été utilisée comme solvant principal. L'éther monométhylique de l'éthylène glycol (EGME) (Sigma-Aldrich), l'éther monobutylique de l'éthylène glycol (EGBE) (Merck) et le n-propanol (Honeywell Riedel-de Haen) ont été utilisés comme co-solvants.
La suspension mélangée a été soniquée pendant 10 minutes dans un bain de glace à l'aide d'un appareil de sonification. UP400S processeur à ultrasons. La suspension a ensuite été laissée au repos pendant une heure, puis décantée. Avant le spin coating ou l'impression, la suspension a été soniquée dans un bain à ultrasons pendant 10 minutes.
Recommandation de l'appareil :
UP400S
Référence/ Document de recherche :
Forsman, J. (2013) : Production de nanoparticules de Co, Ni et Cu par réduction de l'hydrogène. Dissertation VTT Finlande 2013.

Les ultrasons sont très efficaces pour réduire la taille des particules et disperser les pigments dans l'encre pour jet d'encre.

Phathlocyanine de cuivre

Application ultrasonique :
Décomposition des métallophtalocyanines
La phathlocyanine de cuivre (CuPc) est sonifiée avec de l'eau et des solvants organiques à température ambiante et à pression atmosphérique en présence d'un oxydant comme catalyseur à l'aide d'un appareil à ultrasons de 500W. UIP500hd avec chambre de passage. Intensité de sonication : 37-59 W/cm²Mélange d'échantillons : 5 mL d'échantillon (100 mg/L), 50 D/D d'eau avec du choloforme et de la pyridine à 60 % de l'amplitude ultrasonique. Température de réaction : 20°C à la pression atmosphérique.
Taux de destruction allant jusqu'à 95 % en 50 minutes de sonication.
Recommandation de l'appareil :
UIP500hd

Dibutyrylchitine (DBCH)

Application ultrasonique :
Les longues macromolécules polymériques peuvent être brisées par ultrasons. La réduction de la masse molaire assistée par ultrasons permet d'éviter les réactions secondaires indésirables ou la séparation des sous-produits. On pense que la dégradation par ultrasons, contrairement à la décomposition chimique ou thermique, est un processus non aléatoire, le clivage ayant lieu à peu près au centre de la molécule. C'est pourquoi les macromolécules les plus grosses se dégradent plus rapidement.
Les expériences ont été réalisées à l'aide d'un générateur d'ultrasons. UP200S équipé d'une sonotrode S2. Les ultrasons ont été réglés à une puissance de 150 W. Des solutions de dibutyrylchitine dans du diméthylacétamide, à une concentration de 0,3 g/100 cm3 et dans un volume de 25 cm3 ont été utilisées. La sonotrode (sonde à ultrasons / cornet) a été immergée dans la solution de polymère à 30 mm sous le niveau de la surface. La solution a été placée dans un bain-marie thermostaté maintenu à 25°C. Chaque solution a été irradiée pendant un intervalle de temps prédéterminé. Après ce temps, la solution a été diluée 3 fois et soumise à une analyse par chromatographie d'exclusion de taille.
Les résultats présentés indiquent que la dibutyrylchitine n'est pas détruite par les ultrasons de puissance, mais qu'il y a une dégradation du polymère, qui est considérée comme une réaction sonochimique contrôlée. Par conséquent, les ultrasons peuvent être utilisés pour réduire la masse molaire moyenne de la dibutyrylchitine et il en va de même pour le rapport entre la masse molaire moyenne en poids et la masse molaire moyenne en nombre. Les changements observés sont intensifiés par l'augmentation de la puissance des ultrasons et de la durée de la sonification. La masse molaire initiale a également un effet significatif sur le degré de dégradation du DBCH dans les conditions de sonification étudiées : plus la masse molaire initiale est élevée, plus le degré de dégradation est important.
Recommandation de l'appareil :
UP200S
Référence/ Document de recherche :
Szumilewicz, J. ; Pabin-Szafko, B. (2006) : Ultrasonic Degradation of Dibuyrylchitin. Polish Chitin Society, Monograph XI, 2006. 123-128.

Poudre de ferrocine

Application ultrasonique :
Une voie sonochimique pour préparer des SWNCNT : De la poudre de silice (diamètre 2-5 mm) est ajoutée à une solution de 0,01 mol% de ferrocène dans du p-xylène, suivie d'une sonication à l'aide d'un sonificateur. UP200S équipé d'une sonde à pointe en titane (sonotrode S14). Les ultrasons ont été appliqués pendant 20 minutes à température ambiante et à pression atmosphérique. La synthèse assistée par ultrasons a permis de produire des SWCNT de haute pureté à la surface de la poudre de silice.
Recommandation de l'appareil :
UP200S avec sonde ultrasonique S14
Référence/ Document de recherche :
Srinivasan C.(2005) : A SOUND method for synthesis of single-walled carbon nanotubes under ambient conditions (Méthode SOUND pour la synthèse de nanotubes de carbone monoparois dans des conditions ambiantes). Current Science 88/ 1, 2005. 12-13.

Cendres volantes / Métakaolinite

Application ultrasonique :
Test de lixiviation : 100 ml de solution de lixiviation ont été ajoutés à 50 g de l'échantillon solide. Intensité de la sonication : max. 85 W/cm² avec UP200S dans un bain-marie à 20°C.
Géopolymérisation : La boue a été mélangée à un UP200S homogénéisateur ultrasonique pour la géopolymérisation. L'intensité de la sonication était de max. 85 W/cm². Pour le refroidissement, la sonication a été effectuée dans un bain d'eau glacée.
L'application d'ultrasons de puissance pour la géopolymérisation entraîne une augmentation de la résistance à la compression des géopolymères formés et une augmentation de la résistance avec l'augmentation de la sonication jusqu'à un certain temps. La dissolution de la métakaolinite et des cendres volantes dans des solutions alcalines a été améliorée par les ultrasons, car davantage d'Al et de Si ont été libérés dans la phase de gel pour la polycondensation.
Recommandation de l'appareil :
UP200S
Référence/ Document de recherche :
Feng, D. ; Tan, H. ; van Deventer, J. S. J. (2004) : Ultrasound enhanced geopolymerisation. Journal of Materials Science 39/2, 2004. 571-580

graphène

Application ultrasonique :
Les feuilles de graphène pur peuvent être produites en grandes quantités, comme le montrent les travaux de Stengl et al. (2011) lors de la production de feuilles de TiO₂ nano-composite de graphène par hydrolyse thermique d'une suspension contenant des nanofeuillets de graphène et un complexe peroxo de titane. Les nanofeuillets de graphène pur ont été produits à partir de graphite naturel sous ultrasons puissants avec un processeur ultrasonique de 1000W UIP1000hd dans une chambre de réacteur à ultrasons à haute pression à 5 bar. Les feuilles de graphène obtenues se caractérisent par une surface spécifique élevée et des propriétés électroniques uniques. Les chercheurs affirment que la qualité du graphène préparé par ultrasons est bien supérieure à celle du graphène obtenu par la méthode de Hummer, où le graphite est exfolié et oxydé. Comme les conditions physiques dans le réacteur ultrasonique peuvent être contrôlées avec précision et en supposant que la concentration de graphène en tant que dopant varie entre 1 et 0,001 %, la production de graphène dans un système continu à l'échelle commerciale est possible.
Recommandation de l'appareil :
UIP1000hd
Référence/ Document de recherche :
Stengl, V. ; Popelková, D. ; Vlácil, P. (2011) : TiO2-Graphene Nanocomposite as High Performance Photocatalysts. In : Journal of Physical Chemistry C 115/2011. pp. 25209-25218.
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oxyde de graphène

Application ultrasonique :
Les couches d'oxyde de graphène (GO) ont été préparées de la manière suivante : 25 mg de poudre d'oxyde de graphène ont été ajoutés à 200 ml d'eau désionisée. En agitant, ils ont obtenu une suspension brune inhomogène. Les suspensions obtenues ont été soniquées (30 min, 1,3 × 105J), et après séchage (à 373 K), l'oxyde de graphène traité par ultrasons a été produit. Une spectroscopie FTIR a montré que le traitement ultrasonique n'a pas modifié les groupes fonctionnels de l'oxyde de graphène.
Recommandation de l'appareil :
UP400S
Référence/ Document de recherche :
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.
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Nanoparticules de polymère chevelu par dégradation du poly(alcool vinylique)

Application ultrasonique :
Une procédure simple en une étape, basée sur la dégradation sonochimique de polymères solubles dans l'eau en solution aqueuse en présence d'un monomère hydrophobe, permet d'obtenir des particules de polymères ciliées fonctionnelles dans un sérum exempt de résidus. Toutes les polymérisations ont été effectuées dans un réacteur en verre à double paroi de 250 ml, équipé de chicanes, d'une sonde de température, d'une barre d'agitation magnétique et d'un Hielscher US200S processeur ultrasonique (200 W, 24 kHz) équipé d'une sonotrode en titane S14 (diamètre = 14 mm, longueur = 100 mm).
Une solution de poly(alcool vinylique) (PVOH) a été préparée en dissolvant une quantité précise de PVOH dans de l'eau, pendant une nuit à 50°C sous forte agitation. Avant la polymérisation, la solution de PVOH a été placée dans le réacteur et la température a été ajustée à la température de réaction souhaitée. La solution de PVOH et le monomère ont été purgés séparément pendant 1 heure avec de l'argon. La quantité requise de monomère a été ajoutée goutte à goutte à la solution de PVOH sous forte agitation. Ensuite, la purge d'argon a été retirée du liquide et l'ultrasonication avec l'UP200S a commencé à une amplitude de 80%. Il convient de noter ici que l'utilisation de l'argon a deux objectifs : (1) l'élimination de l'oxygène et (2) la création de cavitations ultrasoniques. Par conséquent, un flux continu d'argon serait en principe bénéfique pour la polymérisation, mais un moussage excessif s'est produit ; la procédure que nous avons suivie ici a évité ce problème et a été suffisante pour une polymérisation efficace. Des échantillons ont été prélevés périodiquement pour contrôler la conversion par gravimétrie, les distributions de poids moléculaire et/ou les distributions de taille de particules.
Recommandation de l'appareil :
US200S
Référence/ Document de recherche :
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) : Une voie sonochimique simple en une étape vers des nanoparticules fonctionnelles de polymères chevelus. Soft Matter, 6, 2010. 2392-2395.

HiPco-SWCNTs

Application ultrasonique :
Dispersion des HiPco-SWCNTs avec UP400S : Dans un flacon de 5 mL, 0,5 mg de HiPcoTM SWCNTs oxydés (0,04 mmol de carbone) ont été mis en suspension dans 2 mL d'eau déminéralisée par un processeur à ultrasons. UP400S pour obtenir une suspension de couleur noire (0,25 mg/mL de SWCNT). À cette suspension, 1,4 μL d'une solution de PDDA (20 wt./%, poids moléculaire = 100 000-200 000) ont été ajoutés et le mélange a été mélangé au vortex pendant 2 minutes. Après une sonication supplémentaire au bain-marie de 5 minutes, la suspension de nanotubes a été centrifugée à 5000g pendant 10 minutes. Le surnageant a été prélevé pour des mesures AFM et a ensuite été fonctionnalisé avec un siRNA.
Recommandation de l'appareil :
UP400S
Référence/ Document de recherche :
Jung, A. (2007) : Matériaux fonctionnels basés sur les nanotubes de carbone. Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

Hydroxyapatite Bio-Céramique

Application ultrasonique :
Pour la synthèse des nano-HAP, une solution de 40 ml de Ca(NO₃)² ⋅ 4H₂O dans un petit bécher. Le pH de la solution a ensuite été ajusté à 9,0 avec environ 2,5 ml d'hydroxyde d'ammonium. La solution a ensuite été soniquée à l'aide du processeur à ultrasons UP50H (50 W, 30 kHz) équipée d'une sonotrode MS7 (diamètre de corne de 7 mm) réglée à une amplitude maximale de 100 % pendant 1 heure. A la fin de la première heure, une solution de 60 mL de 0,19M [KH₂PO₄a ensuite été ajoutée lentement, goutte à goutte, à la première solution, tout en subissant une deuxième heure d'irradiation ultrasonique. Pendant le processus de mélange, la valeur du pH a été vérifiée et maintenue à 9, tandis que le rapport Ca/P a été maintenu à 1,67. La solution a ensuite été filtrée par centrifugation (~2000 g), après quoi le précipité blanc obtenu a été réparti en un certain nombre d'échantillons pour le traitement thermique. Deux séries d'échantillons ont été fabriquées, la première consistant en douze échantillons pour le traitement thermique dans un four tubulaire et la seconde consistant en cinq échantillons pour le traitement par micro-ondes
Recommandation de l'appareil :
UP50H
Référence/ Document de recherche :
Poinern, G. J. E. ; Brundavanam, R. ; Thi Le, X. ; Djordjevic, S. ; Prokic, M. ; Fawcett, D.(2011) : Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. International Journal of Nanomedicine 6, 2011. 2083-2095.

Calcium-hydroxyapatite réduit et dispersé par ultrasons

WS inorganique semblable à un fullerène₂ nanoparticules

Application ultrasonique :
Ultrasonication pendant l'électrodéposition de WS inorganiques de type fullerène (IF)₂ L'application d'ultrasons à des nanoparticules dans une matrice de nickel permet d'obtenir un revêtement plus uniforme et plus compact. De plus, l'application d'ultrasons a un effet significatif sur le pourcentage en poids des particules incorporées dans le dépôt métallique. Ainsi, le pourcentage en poids d'IF-WS₂ dans la matrice de nickel passe de 4,5 % en poids (dans les films obtenus uniquement par agitation mécanique) à environ 7 % en poids (dans les films préparés par sonication à 30 W cm^-2 de l'intensité des ultrasons).
Ni/IF-WS₂ ont été déposés par électrolyse à partir d'un bain de nickel Watts standard dans lequel ont été déposés des revêtements IF-WS₂ (fullerènes inorganiques-WS₂) ont été ajoutées.
Pour l'expérience, l'IF-WS₂ a été ajouté aux électrolytes de nickel Watts et les suspensions ont été intensément remuées à l'aide d'un agitateur magnétique (300 tr/min) pendant au moins 24 heures à température ambiante avant les expériences de codéposition. Immédiatement avant le processus d'électrodéposition, les suspensions ont été soumises à un prétraitement ultrasonique de 10 minutes pour éviter l'agglomération. Pour l'irradiation ultrasonique, un UP200S avec une sonotrode S14 (14 mm de diamètre) a été réglé à 55 % d'amplitude.
Des cellules cylindriques en verre d'un volume de 200 ml ont été utilisées pour les expériences de codéposition. Les revêtements ont été déposés sur des cathodes plates en acier doux du commerce (qualité St37) de 3cm². L'anode était une feuille de nickel pur (3cm²) positionné sur le côté de la cuve, face à la cathode. La distance entre l'anode et la cathode était de 4 cm. Les substrats ont été dégraissés, rincés dans de l'eau distillée froide, activés dans une solution de HCl à 15% (1 min.) et rincés à nouveau dans de l'eau distillée. L'électrodéposition a été réalisée à une densité de courant constante de 5,0 A dm^-2 pendant 1 h en utilisant une alimentation en courant continu (5 A/30 V, BLAUSONIC FA-350). Afin de maintenir une concentration uniforme de particules dans la solution en vrac, deux méthodes d'agitation ont été utilisées pendant le processus d'électrodéposition : l'agitation mécanique par un agitateur magnétique (ω = 300 rpm) situé au fond de la cellule, et l'ultrasonication avec l'appareil à ultrasons de type sonde UP200S. La sonde ultrasonique (sonotrode) a été directement immergée dans la solution par le haut et positionnée avec précision entre l'électrode de travail et la contre-électrode de manière à ce qu'il n'y ait pas de blindage. L'intensité des ultrasons dirigés vers le système électrochimique a été modifiée en contrôlant l'amplitude des ultrasons. Dans cette étude, l'amplitude des vibrations a été réglée à 25, 55 et 75 % en mode continu, ce qui correspond à une intensité ultrasonore de 20, 30 et 40 W cm.^-2 respectivement, mesurés par un processeur connecté à un compteur de puissance ultrasonique (Hielscher Ultrasonics). La température de l'électrolyte a été maintenue à 55◦C à l'aide d'un thermostat. La température a été mesurée avant et après chaque expérience. L'augmentation de température due à l'énergie ultrasonique n'a pas dépassé 2-4◦C. Après l'électrolyse, les échantillons ont été nettoyés par ultrasons dans de l'éthanol pendant 1 minute pour éliminer les particules adsorbées de la surface.
Recommandation de l'appareil :
UP200S avec cornet à ultrasons / sonotrode S14
Référence/ Document de recherche :
García-Lecina, E. ; García-Urrutia, I. ; Díeza, J.A. ; Fornell, B. ; Pellicer, E. ; Sort, J. (2013) : Codéposition de nanoparticules inorganiques WS2 de type fullerène dans une matrice de nickel électrodéposée sous l'influence d'une agitation ultrasonique. Electrochimica Acta 114, 2013. 859-867.

Synthèse du latex

Application ultrasonique :
Préparation du latex P(St-BA)
Les particules de latex P(St-BA) poly(styrène-r-butyl acrylate) P(St-BA) ont été synthétisées par polymérisation en émulsion en présence de l'agent tensioactif DBSA. 1 g de DBSA a d'abord été dissous dans 100 ml d'eau dans un ballon à trois cols et le pH de la solution a été ajusté à 2,0. Des monomères mélangés de 2,80 g de St et 8,40 g de BA avec l'initiateur AIBN (0,168 g) ont été versés dans la solution de DBSA. L'émulsion H/E a été préparée par agitation magnétique pendant 1 heure, suivie d'une sonication avec un sonificateur UIP1000hd équipé d'une corne ultrasonique (sonde/sonotrode) pendant 30 minutes supplémentaires dans le bain de glace. Enfin, la polymérisation a été effectuée à 90 degrés Celsius dans un bain d'huile pendant 2 heures sous atmosphère d'azote.
Recommandation de l'appareil :
UIP1000hd
Référence/ Document de recherche :
Fabrication de films conducteurs flexibles dérivés du poly(3,4-éthylène-dioxythiophène)époly(acide styrénesulfonique) (PEDOT:PSS) sur le substrat de tissus non tissés. Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143-148.
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Suppression du plomb (Sono-Lixiviation)

Application ultrasonique :
Lixiviation ultrasonique du plomb dans un sol contaminé :
Les expériences de lixiviation par ultrasons ont été réalisées à l'aide d'un appareil à ultrasons UP400S avec une sonde sonique en titane (diamètre 14 mm), qui fonctionne à une fréquence de 20 kHz. La sonde ultrasonique (sonotrode) a été calibrée calorimétriquement avec une intensité ultrasonique réglée à 51 ± 0,4 W cm^-2 pour toutes les expériences de sono-lessivage. Les expériences de sono-lessivage ont été thermostatées à l'aide d'une cellule de verre à fond plat à 25 ± 1°C. Trois systèmes ont été utilisés comme solutions de lixiviation du sol (0,1L) sous sonication : 6 ml de 0,3 mol L^-2 d'une solution d'acide acétique (pH 3,24), d'une solution d'acide nitrique à 3 % (v/v) (pH 0,17) et d'un tampon acide acétique/acétate (pH 4,79) préparé en mélangeant 60 ml de 0,3 mol L^-1 d'acide acétique avec 19 mL de 0,5 mol L^-1 NaOH. Après le processus de lixiviation par ultrasons, les échantillons ont été filtrés avec du papier filtre pour séparer la solution de lixiviation du sol, puis la solution de lixiviation a été électrodéposée au plomb et le sol a été digéré après l'application d'ultrasons.
Les ultrasons se sont avérés être un outil précieux pour améliorer la lixiviation du plomb dans les sols pollués. Les ultrasons sont également une méthode efficace pour l'élimination quasi-totale du plomb lixiviable du sol, ce qui permet d'obtenir un sol beaucoup moins dangereux.
Recommandation de l'appareil :
UP400S avec sonotrode H14
Référence/ Document de recherche :
Sandoval-González, A. ; Silva-Martínez, S. ; Blass-Amador, G. (2007) : Ultrasound Leaching and Electrochemical Treatment Combined for Lead Removal Soil. Journal of New Materials for Electrochemical Systems 10, 2007. 195-199.

Préparation de la suspension de nanoparticules

Application ultrasonique :
Des poudres de nTiO2 (5nm par microscopie électronique à transmission (MET)) et de nZnO (20nm par MET) nues et des poudres de nTiO2 (3-4nm par MET) et de nZnO (3-9nm par MET) enrobées de polymère ont été utilisées pour préparer les suspensions de nanoparticules. La forme cristalline des NPs était anatase pour le nTiO2 et amorphe pour le nZnO.
0.1 g de poudre de nanoparticules a été pesé dans un bécher de 250 ml contenant quelques gouttes d'eau désionisée (DI). Les nanoparticules ont ensuite été mélangées à l'aide d'une spatule en acier inoxydable, et le bécher a été rempli à 200 ml avec de l'eau DI, agité, puis soumis à des ultrasons pendant 60 secondes à 90 % d'amplitude avec l'appareil de Hielscher. UP200S Le résultat est une suspension stockée de 0,5 g/L. Toutes les suspensions mères ont été conservées pendant deux jours au maximum à 4°C.
Recommandation de l'appareil :
UP200S ou UP200St
Référence/ Document de recherche :
Petosa, A. R. (2013) : Transport, dépôt et agrégation de nanoparticules d'oxyde métallique dans des milieux poreux granulaires saturés : rôle de la chimie de l'eau, de la surface du collecteur et du revêtement des particules. Dissertation Université McGill Montréal, Québec, Canada 2013. 111-153.
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Précipitation de nanoparticules de magnétite

Application ultrasonique :
La magnétite (Fe₃O₄) sont produites par coprécipitation d'une solution aqueuse de chlorure de fer(III) hexahydraté et de sulfate de fer(II) heptahydraté avec un rapport molaire Fe3+/Fe2+ = 2:1. La solution de fer est précipitée avec de l'hydroxyde d'ammonium concentré et de l'hydroxyde de sodium respectivement. La réaction de précipitation est effectuée sous irradiation ultrasonique, en faisant passer les réactifs par la zone de cavitation dans la chambre du réacteur à flux ultrasonique. Afin d'éviter tout gradient de pH, le précipitant doit être pompé en excès. La distribution de la taille des particules de magnétite a été mesurée à l'aide de la spectroscopie de corrélation de photons. Le mélange induit par les ultrasons diminue la taille moyenne des particules de 12-14 nm à environ 5-6 nm.
Recommandation de l'appareil :
UIP1000hd avec réacteur à cellules de flux
Référence/ Document de recherche :
Banert, T. ; Horst, C. ; Kunz, U., Peuker, U. A. (2004) : Kontinuierliche Fällung im Ultraschalldurchflußreaktor am Beispiel von Eisen-(II,III) Oxid. ICVT, TU-Clausthal. Poster présenté à la réunion annuelle du GVC 2004.
Banert, T. ; Brenner, G. ; Peuker, U. A. (2006) : Paramètres de fonctionnement d'un réacteur de précipitation sonochimique en continu. Proc. 5. WCPT, Orlando Fl., 23.-27. Avril 2006.
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Poudres de nickel

Application ultrasonique :
Préparation d'une suspension de poudres de Ni avec un polyélectrolyte à pH basique (pour empêcher la dissolution et favoriser le développement d'espèces enrichies en NiO à la surface), un polyélectrolyte à base acrylique et de l'hydroxyde de tétraméthylammonium (TMAH).
Recommandation de l'appareil :
UP200S
Référence/ Document de recherche :
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) : Fabrication of Superconducting Coatings on Structural Ceramic Tiles (Fabrication de revêtements supraconducteurs sur des carreaux de céramique structurelle). Applied Superconductivity 19/ 3, 2009. 3041-3044.

PbS – Synthèse de nanoparticules de sulfure de plomb

Application ultrasonique :
A température ambiante, 0,151 g d'acétate de plomb (Pb(CH3COO)2.3H2O) et 0,03 g de TAA (CH3CSNH2) ont été ajoutés à 5mL de liquide ionique, [EMIM] [EtSO4], et 15mL d'eau bidistillée dans un bécher de 50mL soumis à une irradiation ultrasonique avec une lampe à incandescence. UP200S pendant 7 minutes. La pointe de la sonde ultrasonique/sonotrode S1 a été immergée directement dans la solution de réaction. La suspension de couleur brun foncé ainsi formée a été centrifugée pour éliminer le précipité et lavée deux fois avec de l'eau bidistillée et de l'éthanol respectivement pour éliminer les réactifs qui n'ont pas réagi. Pour étudier l'effet des ultrasons sur les propriétés des produits, un autre échantillon comparatif a été préparé, en gardant les paramètres de réaction constants, sauf que le produit est préparé sous agitation continue pendant 24 heures sans l'aide de l'irradiation ultrasonique.
La synthèse assistée par ultrasons dans un liquide ionique aqueux à température ambiante a été proposée pour la préparation de nanoparticules de PbS. Cette méthode verte à température ambiante et respectueuse de l'environnement est rapide et sans modèle, ce qui raccourcit remarquablement le temps de synthèse et évite les procédures synthétiques compliquées. Les nanoclusters tels qu'ils ont été préparés présentent un décalage bleu énorme de 3,86 eV qui peut être attribué à la très petite taille des particules et à l'effet de confinement quantique.
Recommandation de l'appareil :
UP200S
Référence/ Document de recherche :
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. Bulletin of Korean Chemical Society 29/ 1, 2008. 53-56.

Nanotubes purifiés

Application ultrasonique :
Les nanotubes purifiés ont ensuite été mis en suspension dans du 1,2-dichloroéthane (DCE) par sonication à l'aide d'un appareil à ultrasons de grande puissance UP400S, 400W, 24 kHz) en mode pulsé (cycles) pour obtenir une suspension de couleur noire. Les faisceaux de nanotubes agglomérés ont ensuite été éliminés lors d'une étape de centrifugation pendant 5 minutes à 5000 rpm.
Recommandation de l'appareil :
UP400S
Référence/ Document de recherche :
Witte, P. (2008) : Fullerènes amphiphiles pour applications biomédicales et optoélectroniques. Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2008.

Composite SAN/CNTs

Application ultrasonique :
Pour disperser les NTC dans la matrice de SAN, un Hielscher UIS250V avec sonotrode pour la sonication de type sonde a été utilisé. Les NTC ont d'abord été dispersés dans 50 ml d'eau distillée par sonication pendant environ 30 minutes. Pour stabiliser la solution, du SDS a été ajouté à raison de ~1% de la solution. Ensuite, la dispersion aqueuse de NTC obtenue a été combinée avec la suspension de polymère et mélangée pendant 30 minutes avec l'agitateur mécanique Heidolph RZR 2051, puis soniquée à plusieurs reprises pendant 30 minutes. Pour l'analyse, les dispersions SAN contenant différentes concentrations de NTC ont été coulées dans des formes en téflon et séchées à température ambiante pendant 3-4 jours.
Recommandation de l'appareil :
UIS250v
Référence/ Document de recherche :
Bitenieks, J. ; Meri, R. M. ; Zicans, J. ; Maksimovs, R. ; Vasile, C. ; Musteata, V. E. (2012) : Styrene-acrylate/carbon nanotube nanocomposites : propriétés mécaniques, thermiques et électriques. In : Proceedings of the Estonian Academy of Sciences 61/ 3, 2012. 172-177.

Nanopoudre de carbure de silicium (SiC)

Application ultrasonique :
La nanopoudre de carbure de silicium (SiC) a été désagglomérée et distribuée dans la solution de tétrahydrofurane de la peinture à l'aide d'un Hielscher. UP200S processeur ultrasonique de haute puissance, fonctionnant à une densité de puissance acoustique de 80 W/cm². La désagglomération du SiC a d'abord été effectuée dans un solvant pur avec un peu de détergent, puis des portions de peinture ont été ajoutées. L'ensemble du processus a duré 30 minutes et 60 minutes dans le cas des échantillons préparés pour le revêtement par immersion et la sérigraphie, respectivement. Un refroidissement adéquat du mélange a été assuré pendant l'ultrasonification afin d'éviter l'ébullition du solvant. Après l'ultrasonification, le tétrahydrofurane a été évaporé dans un évaporateur rotatif et le durcisseur a été ajouté au mélange afin d'obtenir une viscosité appropriée pour l'impression. La concentration de SiC dans le composite résultant était de 3 % en poids dans les échantillons préparés pour le revêtement par immersion. Pour la sérigraphie, deux lots d'échantillons ont été préparés, avec une teneur en SiC de 1 – 3 % en poids pour les essais préliminaires d'usure et de friction et 1,6 – 2,4 % en poids pour affiner les composites sur la base des résultats des tests d'usure et de friction.
Recommandation de l'appareil :
UP200S
Référence/ Document de recherche :
Celichowski G. ; Psarski M. ; Wiśniewski M. (2009) : Tendeur de fil élastique avec un motif nanocomposite anti-usure non continu. Fibres & Textiles en Europe de l'Est 17/ 1, 2009. 91-96.

SWNT Nanotubes de carbone monoparois

Application ultrasonique :
Synthèse sonochimique : 10 mg de SWNT et 30ml de solution 2%MCB 10 mg de SWNT et 30ml de solution 2%MCB, UP400S Intensité de sonication : 300 W/cm2, durée de sonication : 5h
Recommandation de l'appareil :
UP400S
Référence/ Document de recherche :
Koshio, A. ; Yudasaka, M. ; Zhang, M. ; Iijima, S. (2001) : A Simple Way to Chemically React Single-Wall Carbon Nanotubes with Organic Materials Using Ultrasonication (Une manière simple de faire réagir chimiquement des nanotubes de carbone à paroi unique avec des matériaux organiques en utilisant des ultrasons). Nano Letters 1/ 7, 2001. 361-363.

SWCNT thiolés

Application ultrasonique :
25 mg de SWCNTs thiolés (2,1 mmol de carbone) ont été mis en suspension dans 50 mL d'eau déminéralisée à l'aide d'un processeur à ultrasons de 400W (UP400S). La suspension a ensuite été ajoutée à la solution d'Au(NP) fraîchement préparée et le mélange a été agité pendant 1 heure. Les Au(NP)-SWCNT ont été extraits par microfiltration (nitrate de cellulose) et lavés soigneusement avec de l'eau désionisée. Le filtrat était de couleur rouge, car les petites Au(NP) (diamètre moyen ≈ 13 nm) pouvaient passer efficacement la membrane filtrante (taille des pores 0,2μm).
Recommandation de l'appareil :
UP400S
Référence/ Document de recherche :
Jung, A. (2007) : Matériaux fonctionnels basés sur les nanotubes de carbone. Dissertation Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 2007.

TiO₂ / composite de perlite

Application ultrasonique :
Les matériaux composites TiO2 /perlite ont été préparés. Au départ, 5 ml d'isopropoxyde de titane (TIPO), Aldrich 97%, ont été dissous dans 40 ml d'éthanol, Carlo Erba, et agités pendant 30 minutes. Ensuite, 5 g de perlite ont été ajoutés et la dispersion a été agitée pendant 60 minutes. Le mélange a été homogénéisé à l'aide d'un sonicateur à ultrasons. UIP1000hd. Une énergie totale de 1 Wh a été appliquée pour une durée de sonication de 2 minutes. Enfin, la boue a été diluée avec de l'éthanol pour obtenir une suspension de 100 ml et le liquide obtenu a été désigné comme solution de précurseur (PS). La PS préparée était prête à être traitée par le système de pyrolyse par pulvérisation de flamme.
Recommandation de l'appareil :
UIP1000hd
Référence/ Document de recherche :
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 (Synthèse en une étape de composites TiO2/Perlite par pyrolyse par pulvérisation de flamme et leur comportement photocatalytique). International Journal of Photoenergy 2013.

Des ultrasons puissants couplés à des liquides génèrent une cavitation intense. Les effets extrêmes de la cavitation créent des boues de poudre fine avec des particules de taille submicronique et nanométrique. En outre, la surface des particules est activée. L'impact des microjets et des ondes de choc et les collisions interparticulaires ont des effets considérables sur la composition chimique et la morphologie physique des solides qui peuvent améliorer considérablement la réactivité chimique des polymères organiques et des solides inorganiques.

“Les conditions extrêmes à l'intérieur des bulles qui s'effondrent produisent des espèces hautement réactives qui peuvent être utilisées à diverses fins, par exemple pour amorcer la polymérisation sans ajout d'initiateurs. Autre exemple, la décomposition sonochimique de précurseurs organométalliques volatils dans des solvants à point d'ébullition élevé produit des matériaux nanostructurés sous diverses formes avec des activités catalytiques élevées. Des métaux, des alliages, des carbures et des sulfures nanostructurés, des colloïdes nanométriques et des catalyseurs supportés nanostructurés peuvent tous être préparés par cette voie générale.”

[Suslick/ Price 1999 : 323]

Littérature/références

• Suslick, K. S. ; Price, G. J. (1999) : Applications des ultrasons à la chimie des matériaux. Annu. Rev. Mater. Sci. 29, 1999. 295-326.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020) : CrPS4 exfolié avec une photoconductivité prometteuse. Petit Vol.16, Issue1. 9 janvier 2020.
• Brad W. Zeiger ; Kenneth S. Suslick (2011) : Sonofragmentation des cristaux moléculaires. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530-14533.
• Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011) : Influence thermique et ultrasonique dans la formation d'une biocéramique d'hydroxyapatite à l'échelle nanométrique. Int J Nanomedicine. 2011 ; 6 : 2083-2095.