सोनोकेमिस्ट्री: अनुप्रयोग संबंधी टिप्पणियाँ

सोनोकेमिस्ट्री रासायनिक प्रणालियों पर अल्ट्रासोनिक कैविटेशन का प्रभाव है। कैविटेशन के “हॉट स्पॉट” में उत्पन्न होने वाली चरम परिस्थितियों के कारण, उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड किसी रासायनिक अभिक्रिया के परिणाम (अधिक उपज, बेहतर गुणवत्ता), रूपांतरण और अवधि में सुधार करने की एक अत्यंत प्रभावी विधि है। कुछ रासायनिक परिवर्तन केवल सोनिकेशन द्वारा ही प्राप्त किए जा सकते हैं, जैसे टाइटेनियम या एल्युमिनियम पर नैनो-आकार की टिन की परत चढ़ाना।

नीचे चुनिंदा कणों और द्रवों के साथ संबंधित सुझाव दिए गए हैं कि अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र का उपयोग करके कणों को पीसने, परिक्षेपित करने, उनके समुच्चयों को तोड़ने या उन्हें संशोधित करने के लिए सामग्री का उपचार कैसे करें।

सफल सोनोकेमिकल अभिक्रियाओं के लिए नीचे कुछ सोनिकेशन प्रोटोकॉल दिए गए हैं!

अंग्रेज़ी वर्णानुक्रम में:

α-एपॉक्सीकीटोन – वलय खोलने की अभिक्रिया

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
α-एपॉक्सीकीटोन के उत्प्रेरकीय वलय उद्घाटन के लिए अल्ट्रासाउंड और प्रकाश-रासायनिक विधियों के संयोजन का उपयोग किया गया। 1-benzyl-2,4,6-triphenylpyridinium tetrafluoroborate (NBTPT) का उपयोग प्रकाश-उत्प्रेरक के रूप में किया गया। NBTPT की उपस्थिति में इन यौगिकों के सोनिकेशन (सोनोकेमिस्ट्री) और प्रकाश-रसायन के संयोजन से एपॉक्साइड वलय का उद्घाटन प्राप्त किया गया। यह प्रदर्शित किया गया कि अल्ट्रासाउंड के उपयोग से प्रकाश-प्रेरित अभिक्रिया की दर में उल्लेखनीय वृद्धि हुई। अल्ट्रासाउंड α-एपॉक्सीकीटोन के प्रकाश-उत्प्रेरकीय वलय उद्घाटन को मुख्यतः अभिकारकों के कुशल द्रव्यमान स्थानांतरण और NBTPT की उत्तेजित अवस्था के कारण काफी प्रभावित कर सकता है। साथ ही, सोनिकेशन का उपयोग करने वाली इस समांगी प्रणाली में सक्रिय स्पीशीज़ के बीच इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
सोनिकेशन के बिना वाली प्रणाली की तुलना में अधिक तेज़ी से होता है। अधिक उपज और कम अभिक्रिया समय इस विधि के लाभ हैं।

α-एपॉक्सीकीटोन का अल्ट्रासाउंड-सहायित प्रकाश-उत्प्रेरकीय वलय उद्घाटन (अध्ययन और चित्र: ©Memarian et al 2007)

सोनिकेशन प्रोटोकॉल:
α-एपॉक्सीकीटोन 1a-f और 1-benzyl-2,4,6-triphenylpyridinium tetrafluoroborate 2 को प्रकाशित प्रक्रियाओं के अनुसार तैयार किया गया। मेथनॉल Merck से खरीदा गया और उपयोग से पहले आसुत किया गया। प्रयुक्त अल्ट्रासोनिक उपकरण Hielscher Ultrasonics GmbH का UP400S अल्ट्रासोनिक प्रोब उपकरण था। एक S3 अल्ट्रासोनिक इमर्शन हॉर्न (जिसे प्रोब या सोनोट्रोड भी कहा जाता है) का उपयोग किया गया, जो 24 kHz अल्ट्रासाउंड उत्सर्जित करता है और जिसकी तीव्रता को अधिकतम ध्वनिक शक्ति घनत्व 460Wcm^-2 तक समायोजित किया जा सकता है। सोनिकेशन 100% पर किया गया (अधिकतम आयाम 210μm)। सोनोट्रोड S3 (डुबोने की अधिकतम गहराई 90mm) को सीधे अभिक्रिया मिश्रण में डुबोया गया। UV विकिरण के लिए Narva के 400W उच्च-दाब पारा लैंप का उपयोग किया गया और नमूनों को Duran काँच में ठंडा किया गया। प्रकाश-उत्पादों के मिश्रण के ¹H NMR स्पेक्ट्रा CDCl₃ के विलयनों में Bruker drx-500 (500 MHz) पर मापे गए, जिनमें आंतरिक मानक के रूप में टेट्रामेथिलसिलेन (TMS) मौजूद था। प्रिपरेटिव लेयर क्रोमैटोग्राफी (PLC) 20 × 20cm² की प्लेटों पर की गई, जिन पर 1mm मोटी परत के रूप में Merck सिलिका जेल PF₂₅₄ लगाया गया था। यह परत सिलिका को स्लरी के रूप में लगाकर और हवा में सुखाकर तैयार की गई थी। सभी उत्पाद ज्ञात हैं और उनके स्पेक्ट्रमी आँकड़े पहले प्रकाशित किए जा चुके हैं।
अनुशंसित उपकरण:
UP400S के साथ अल्ट्रासोनिक हॉर्न S3
संदर्भ/शोध पत्र:
Memarian, Hamid R.; Saffar-Teluri, A. (2007): α-एपॉक्सीकीटोन का प्रकाश-सोनोकेमिकल उत्प्रेरकीय वलय उद्घाटन। Beilstein Journal of Organic Chemistry 3/2, 2007.

एल्युमिनियम/निकल उत्प्रेरक: Al/Ni मिश्रधातु की नैनो-संरचना का निर्माण

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
प्रारंभिक Al/Ni मिश्रधातु की नैनो-संरचना का निर्माण करके Al/Ni कणों को सोनोकेमिकल रूप से संशोधित किया जा सकता है। इससे एसीटोफेनोन के हाइड्रोजनीकरण के लिए एक प्रभावी उत्प्रेरक बनता है।
Al/Ni उत्प्रेरक की अल्ट्रासोनिक तैयारी:
वाणिज्यिक Al/Ni मिश्रधातु के 5g को शुद्ध जल (50mL) में परिक्षेपित किया गया और प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिक सोनिकेटर UIP1000hd (1kW, 20kHz) से अधिकतम 50 min. तक सोनिकेशन किया गया। यह सोनिकेटर अल्ट्रासोनिक हॉर्न BS2d22 (हेड का क्षेत्रफल 3.8 cm²) और बूस्टर B2-1.8 से सुसज्जित था। अधिकतम तीव्रता का परिकलित मान 140 Wcm⁻² 106μm के यांत्रिक आयाम पर था। सोनिकेशन के दौरान तापमान में वृद्धि से बचने के लिए प्रयोग एक तापमान-नियंत्रित सेल में किया गया। सोनिकेशन के बाद, नमूने को हीट गन से निर्वात में सुखाया गया।
उपकरण की अनुशंसा:
UIP1000hd सोनोट्रोड BS2d22 और बूस्टर हॉर्न B2–1.2 के साथ
संदर्भ/ शोध पत्र:
Dulle, Jana; Nemeth, Silke; Skorb, Ekaterina V.; Irrgang, Torsten; Senker, Jürgen; Kempe, Rhett; Fery, Andreas; Andreeva, Daria V. (2012): Al/Ni हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक का सोनोकेमिकल सक्रियण। Advanced Functional Materials 2012. DOI: 10.1002/adfm.201200437

MgO उत्प्रेरक का उपयोग करके बायोडीज़ल का ट्रांसएस्टरीकरण

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
उत्प्रेरक की मात्रा, मेथनॉल और तेल का मोलर अनुपात, अभिक्रिया का तापमान और अभिक्रिया की अवधि जैसे विभिन्न मापदंडों के लिए सोनिकेटर UP200S से निरंतर अल्ट्रासोनिक मिश्रण के अंतर्गत ट्रांसएस्टरीकरण अभिक्रिया का अध्ययन किया गया। बैच प्रयोग कठोर काँच के रिएक्टर (300 ml, आंतरिक व्यास 7 cm) में किए गए, जिसमें घिसे हुए काँच के जोड़ों वाला दो गर्दनों का ढक्कन लगा था। एक गर्दन को अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UP200S (200W, 24kHz) के टाइटेनियम सोनोट्रोड S7 (टिप का व्यास 7 mm) से जोड़ा गया था। अल्ट्रासाउंड का आयाम 50% पर और प्रति सेकंड 1 चक्र निर्धारित किया गया था। अभिक्रिया की पूरी अवधि के दौरान अभिक्रिया मिश्रण का सोनिकेशन किया गया। वाष्पित मेथनॉल को रिफ्लक्स करने के लिए रिएक्टर कक्ष की दूसरी गर्दन में विशेष रूप से बनाया गया, जल से शीतित, स्टेनलेस स्टील का संघनित्र लगाया गया था। पूरे उपकरण को एक स्थिर तापमान वाले तेल स्नान में रखा गया था, जिसे समानुपाती समाकल अवकल तापमान नियंत्रक से नियंत्रित किया जाता था। तापमान को ±1°C की सटीकता के साथ 65°C तक बढ़ाया जा सकता है। बायोडीज़ल ट्रांसएस्टरीकरण के लिए अपशिष्ट तेल और 99.9% शुद्ध मेथनॉल का उपयोग सामग्री के रूप में किया गया। धुएँ से निक्षेपित नैनो-आकार के MgO (मैग्नीशियम रिबन) का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया गया।
1.5 wt% उत्प्रेरक पर रूपांतरण का उत्कृष्ट परिणाम प्राप्त हुआ; 55°C पर 5:1 मेथनॉल और तेल के मोलर अनुपात में, 45 min. के बाद 98.7% रूपांतरण प्राप्त हुआ।
उपकरण की अनुशंसा:
UP200S अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड S7 के साथ
संदर्भ/ शोध पत्र:
Sivakumar, P.; Sankaranarayanan, S.; Renganathan, S.; Sivakumar, P.(): धुएँ से निक्षेपित नैनो MgO उत्प्रेरक का उपयोग करके सोनोकेमिकल बायोडीज़ल उत्पादन पर अध्ययन। Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis 8/ 2, 2013. 89 – 96.

कैडमियम(II)-थायोएसीटामाइड नैनोकम्पोज़िट का संश्लेषण

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
पॉलीविनाइल अल्कोहल की उपस्थिति और अनुपस्थिति में सोनोकेमिकल विधि से कैडमियम(II)-थायोएसीटामाइड नैनोकम्पोज़िट का संश्लेषण किया गया। सोनोकेमिकल संश्लेषण (सोनो-संश्लेषण) के लिए, 0.532 g कैडमियम (II) एसीटेट डाइहाइड्रेट (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0.148 g थायोएसीटामाइड (TAA, CH3CSNH2) और 0.664 g पोटैशियम आयोडाइड (KI) को 20mL द्विआसुत विआयनीकृत जल में घोला गया। इस विलयन का उच्च शक्ति वाले प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर UP400S (24 kHz, 400W) से कमरे के तापमान पर 1 h तक सोनिकेशन किया गया। अभिक्रिया मिश्रण के सोनिकेशन के दौरान तापमान बढ़कर 70–80degC हो गया, जैसा कि लौह–constantin थर्मोकपल से मापा गया। एक घंटे के बाद चमकीले पीले रंग का अवक्षेप बना। इसे अपकेंद्रीकरण (4,000 rpm, 15 min) से अलग किया गया, अवशिष्ट अशुद्धियाँ हटाने के लिए पहले द्विआसुत जल और फिर निरपेक्ष एथेनॉल से धोया गया तथा अंत में हवा में सुखाया गया (प्राप्ति: 0.915 g, 68%)। अपघटन बिंदु 200°C। बहुलकीय नैनोकम्पोज़िट तैयार करने के लिए, 1.992 g पॉलीविनाइल अल्कोहल को 20 mL द्विआसुत विआयनीकृत जल में घोला गया और फिर उपर्युक्त विलयन में मिलाया गया। इस मिश्रण को अल्ट्रासोनिक प्रोब UP400S से 1 h तक अल्ट्रासोनिक विकिरण दिया गया, जिसके दौरान चमकीले नारंगी रंग का उत्पाद बना।
SEM परिणामों ने दर्शाया कि PVA की उपस्थिति में कणों का आकार लगभग 38 nm से घटकर 25 nm हो गया। इसके बाद हमने बहुलकीय नैनोकम्पोज़िट कैडमियम(II)-थायोएसीटामाइड/PVA को पूर्वगामी के रूप में उपयोग करके उसके तापीय अपघटन से गोलाकार आकृति वाले षट्कोणीय CdS नैनोकणों का संश्लेषण किया। CdS नैनोकणों का आकार XRD और SEM दोनों से मापा गया और दोनों के परिणामों में बहुत अच्छी संगति थी।
Ranjbar और सहकर्मियों (2013) ने यह भी पाया कि बहुलकीय Cd(II) नैनोकम्पोज़िट रोचक आकृतियों वाले कैडमियम सल्फाइड नैनोकण तैयार करने के लिए एक उपयुक्त पूर्वगामी है। सभी परिणामों से पता चला कि उच्च तापमान, लंबे अभिक्रिया समय और उच्च दाब जैसी विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता के बिना नैनोस्तरीय पदार्थों के संश्लेषण के लिए अल्ट्रासोनिक संश्लेषण का सफलतापूर्वक एक सरल, कुशल, कम लागत वाली, पर्यावरण-अनुकूल और अत्यंत आशाजनक विधि के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
अनुशंसित उपकरण:
UP400S
संदर्भ/ शोध पत्र:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): कैडमियम-थायोएसीटामाइड नैनोकम्पोज़िट का संश्लेषण और अभिलक्षणन। Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203–212.

CaCO3 – स्टीयरिक अम्ल से अल्ट्रासोनिक रूप से लेपित

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
पॉलिमर में परिक्षेपण सुधारने और कणों का समुच्चयन कम करने के लिए नैनो-अवक्षेपित CaCO₃ (NPCC) पर स्टीयरिक अम्ल का अल्ट्रासोनिक लेपन। 2g बिना लेप वाले नैनो-अवक्षेपित CaCO₃ (NPCC) का सोनिकेटर UP400S से 30ml एथेनॉल में सोनिकेशन किया गया है। 9 wt% स्टीयरिक अम्ल को एथेनॉल में घोला गया है। इसके बाद स्टीयरिक अम्ल युक्त एथेनॉल को सोनिकेशन किए गए निलंबन में मिलाया गया।
अनुशंसित उपकरण:
UP400S के साथ 22mm व्यास वाला सोनोट्रोड (H22D), और शीतलन जैकेट वाला प्रवाह सेल
संदर्भ/ शोध पत्र:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, A. R. (2009): नैनो-अवक्षेपित CaCO3 पर स्टीयरिक अम्ल का लेपन करने में अल्ट्रासाउंड के प्रभाव। Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807–813.

सीरियम नाइट्रेट से डोप किया गया सिलेन

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
शीत-वल्लित कार्बन स्टील पैनलों (6.5cm, 6.5cm, 0.3cm; रासायनिक रूप से साफ किए गए और यांत्रिक रूप से पॉलिश किए गए) का उपयोग धात्विक अधिस्तरों के रूप में किया गया। कोटिंग लगाने से पहले, पैनलों को एसीटोन से अल्ट्रासोनिक रूप से साफ किया गया, फिर 60°C पर 10 min तक क्षारीय विलयन (0.3mol L1 NaOH विलयन) से साफ किया गया। अधिस्तर के पूर्वोपचार से पहले प्राइमर के रूप में उपयोग करने के लिए, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS) के 50 भागों वाले एक सामान्य फॉर्मुलेशन को लगभग 950 भाग मेथनॉल से pH 4.5 पर (एसिटिक अम्ल से समायोजित) तनु किया गया और सिलेन का जल-अपघटन होने दिया गया। सीरियम नाइट्रेट वर्णकों से डोप किए गए सिलेन की तैयारी की प्रक्रिया समान थी, सिवाय इसके कि (γ-GPS) मिलाने से पहले मेथनॉल विलयन में 1, 2, 3 wt% सीरियम नाइट्रेट मिलाया गया, फिर इस विलयन को कमरे के तापमान पर 1600 rpm पर 30 min तक प्रोपेलर विलोडक से मिलाया गया। इसके बाद, सीरियम नाइट्रेट युक्त परिक्षेपणों का बाहरी शीतलन बाथ के साथ 40°C पर 30 min तक सोनिकेशन किया गया। अल्ट्रासोनिकेशन प्रक्रिया अल्ट्रासोनिकेटर UIP1000hd (1000W, 20 kHz) से लगभग 1 W/mL की इनपुट अल्ट्रासोनिक शक्ति पर की गई। प्रत्येक पैनल को उपयुक्त सिलेन विलयन से 100 sec तक धोकर अधिस्तर का पूर्वोपचार किया गया। उपचार के बाद, पैनलों को कमरे के तापमान पर 24 h तक सूखने दिया गया, फिर पूर्वोपचारित पैनलों पर दो-घटकीय, अमीन से क्योर होने वाली एपॉक्सी (Epon 828, shell Co.) की कोटिंग लगाई गई, ताकि गीली फिल्म की मोटाई 90μm हो। एपॉक्सी से लेपित पैनलों को 115°C पर 1h तक क्योर होने दिया गया; एपॉक्सी कोटिंग के क्योर होने के बाद सूखी फिल्म की मोटाई लगभग 60μm थी।
अनुशंसित उपकरण:
UIP1000hd
संदर्भ/ शोधपत्र:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): एपॉक्सी से लेपित स्टील के कैथोडिक विबंधन गुणों पर सीरियम नाइट्रेट युक्त सिलेन पूर्वोपचारों के विद्युतरासायनिक प्रभाव। Journal of Adhesion Science and Technology 27/22, 2013. 2411–2420.

ताँबा–एल्युमिनियम संरचनाएँ: सरंध्र Cu-Al संरचनाओं का संश्लेषण

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
धातु ऑक्साइड द्वारा स्थिर किया गया सरंध्र ताँबा–एल्युमिनियम प्रोपेन के विहाइड्रोजनीकरण के लिए एक आशाजनक नया वैकल्पिक उत्प्रेरक है, जो उत्कृष्ट या खतरनाक धातुओं से मुक्त है। ऑक्सीकृत सरंध्र Cu–Al मिश्रधातु (धातु स्पंज) की संरचना Raney-प्रकार की धातुओं के समान है। उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड, धातु ऑक्साइड द्वारा स्थिर की गई सरंध्र ताँबा–एल्युमिनियम संरचनाओं के संश्लेषण के लिए हरित रसायन विज्ञान का एक साधन है। ये कम खर्चीली हैं (उत्पादन लागत लगभग 3 EUR/liter) और इस विधि को आसानी से बड़े पैमाने पर अपनाया जा सकता है। इन नए सरंध्र पदार्थों (या “धातु स्पंजों”) का आंतरिक भाग मिश्रधातु का और सतह ऑक्सीकृत होती है, और ये कम तापमान पर प्रोपेन के विहाइड्रोजनीकरण को उत्प्रेरित कर सकते हैं।
अल्ट्रासोनिक विधि से उत्प्रेरक तैयार करने की प्रक्रिया:
Al–Cu मिश्रधातु चूर्ण के पाँच ग्राम को अतिशुद्ध जल (50mL) में परिक्षेपित किया गया और Hielscher के प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर UIP1000hd (20kHz, अधिकतम आउटपुट शक्ति 1000W) से 60 min तक सोनिकेशन किया गया। इस प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिक उपकरण में सोनोट्रोड BS2d22 (टिप का क्षेत्रफल 3.8cm²) और बूस्टर हॉर्न B2–1.2 लगे थे। अधिकतम तीव्रता की गणना 57 W/cm² के रूप में 81μm के यांत्रिक आयाम पर की गई थी। उपचार के दौरान नमूने को बर्फ के बाथ में ठंडा किया गया। उपचार के बाद, नमूने को 120°C पर 24 h तक सुखाया गया।
अनुशंसित उपकरण:
UIP1000hd सोनोट्रोड BS2d22 और बूस्टर हॉर्न B2–1.2 के साथ
संदर्भ/ शोधपत्र:
Schäferhans, Jana; Gómez-Quero, Santiago; Andreeva, Daria V.; Rothenberg, Gadi (2011): प्रोपेन के विहाइड्रोजनीकरण के लिए नवीन और प्रभावी ताँबा–एल्युमिनियम उत्प्रेरक। Chem. Eur. J. 2011, 17, 12254–12256.

कॉपर फ्थैलोसायनिन का अपघटन

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
धातु फ्थैलोसायनिनों का विवर्णीकरण और विनाश
कॉपर फ्थैलोसायनिन का सोनिकेशन जल और कार्बनिक विलायकों के साथ परिवेश के तापमान और वायुमंडलीय दाब पर, ऑक्सीकारक की उत्प्रेरकीय मात्रा की उपस्थिति में, fold-trough कक्ष वाले 500W अल्ट्रासोनिकेटर UIP500hd का उपयोग करके किया जाता है, जिसका शक्ति स्तर 37–59 W/cm² होता है: 5 mL नमूना (100 mg/L), क्लोरोफॉर्म और पिरिडीन के साथ 50 D/D water, अल्ट्रासोनिक आयाम के 60% पर। अभिक्रिया का तापमान: 20°C।
अनुशंसित उपकरण:
UIP500hd

सोना: सोने के नैनोकणों का आकारिकीय संशोधन

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
तीव्र अल्ट्रासोनिक विकिरण द्वारा सोने के नैनोकणों का आकारिकीय संशोधन किया गया। सोने के नैनोकणों को संलयित करके डंबल जैसी संरचना बनाने के लिए शुद्ध पानी में और पृष्ठसक्रियकारकों की उपस्थिति में 20 min. का अल्ट्रासोनिक उपचार पर्याप्त पाया गया। 60 min. के सोनिकेशन के बाद, सोने के नैनोकण पानी में कृमि जैसी या वलय जैसी संरचना प्राप्त करते हैं। सोडियम डोडेसिल सल्फेट या डोडेसिल एमीन के विलयनों की उपस्थिति में अल्ट्रासोनिक विधि से गोलाकार या अंडाकार संलयित नैनोकण बनाए गए।
अल्ट्रासोनिक उपचार का प्रोटोकॉल:
अल्ट्रासोनिक संशोधन के लिए, 25nm (± 7nm) औसत व्यास वाले पूर्वनिर्मित, साइट्रेट-संरक्षित सोने के नैनोकणों से बने कोलॉइडल स्वर्ण विलयन का एक बंद रिएक्टर कक्ष (लगभग 50mL आयतन) में सोनिकेशन किया गया। कोलॉइडल स्वर्ण विलयन (0.97 mmol·L^-1) को उच्च तीव्रता (40 W/cm^-2) पर Hielscher UIP1000hdT अल्ट्रासोनिकेटर (20kHz, 1000W) का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक विकिरण दिया गया। यह उपकरण टाइटेनियम मिश्रधातु के सोनोट्रोड BS2d18 (टिप का व्यास 0.7 inch) से सुसज्जित था, जिसे सोनिकेशन किए जा रहे विलयन की सतह से लगभग 2 cm नीचे डुबोया गया था। कोलॉइडल स्वर्ण में आर्गन (O₂ < 2 ppmv, Air Liquid) गैस सोनिकेशन से 20 min. पहले और उसके दौरान 200 mL·min^-1 की दर से प्रवाहित की गई, ताकि विलयन में मौजूद ऑक्सीजन को हटाया जा सके। ट्राइसोडियम साइट्रेट डाइहाइड्रेट मिलाए बिना प्रत्येक पृष्ठसक्रियकारक विलयन के 35-mL अंश को 15 mL पूर्वनिर्मित कोलॉइडल स्वर्ण के साथ मिलाया गया; अल्ट्रासोनिक उपचार से 20 min. पहले और उसके दौरान आर्गन गैस की बुदबुदाहट की गई।
अनुशंसित उपकरण:
UIP1000hd सोनोट्रोड BS2d18 और प्रवाह सेल रिएक्टर के साथ
संदर्भ/ शोध पत्र:
Radziuk, D.; Grigoriev,D.; Zhang, W.; Su, D.; Möhwald, H.; Shchukin, D. (2010): पूर्वनिर्मित सोने के नैनोकणों का अल्ट्रासाउंड-सहायित संलयन। Journal of Physical Chemistry C 114, 2010. 1835–1843.

अकार्बनिक उर्वरक – विश्लेषण के लिए Cu, Cd और Pb का निक्षालन

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
विश्लेषण के उद्देश्य से अकार्बनिक उर्वरकों से Cu, Cd और Pb का निष्कर्षण:
तांबे, सीसे और कैडमियम के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए, उर्वरक और विलायक का मिश्रण रखने वाले नमूनों का अप्रत्यक्ष सोनिकेशन हेतु VialTweeter सोनिकेटर जैसे अल्ट्रासोनिक उपकरण से सोनिकेशन किया जाता है। उर्वरक के नमूनों का 2mL 50% (v/v) HNO₃ की उपस्थिति में कांच की नलियों में 3 मिनट तक सोनिकेशन किया गया। Cu, Cd और Pb के निष्कर्षों का निर्धारण ज्वाला परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोमेट्री (FAAS) द्वारा किया जा सकता है।
अनुशंसित उपकरण:
VialTweeter
संदर्भ/ शोध पत्र:
Lima, A. F.; Richter, E. M.; Muñoz, R. A. A. (2011): अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण पर आधारित अकार्बनिक उर्वरकों में धातु निर्धारण की वैकल्पिक विश्लेषणात्मक विधि। Journal of the Brazilian Chemical Society 22/ 8. 2011. 1519–1524.

लेटेक्स संश्लेषण

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
P(St-BA) लेटेक्स की तैयारी
पृष्ठसक्रियकारक DBSA की उपस्थिति में इमल्शन बहुलकीकरण द्वारा Poly(styrene-r-butyl acrylate) P(St-BA) लेटेक्स कणों का संश्लेषण किया गया। पहले तीन गर्दन वाले फ्लास्क में 1 g DBSA को 100mL पानी में घोला गया और विलयन का pH मान 2.0 पर समायोजित किया गया। 2.80g St और 8.40g BA के मिश्रित मोनोमर, आरंभक AIBN (0.168g) के साथ, DBSA विलयन में डाले गए। O/W इमल्शन को 1 h तक चुंबकीय विलोडन द्वारा तैयार किया गया, जिसके बाद बर्फ के स्नान में अल्ट्रासोनिक हॉर्न (प्रोब/ सोनोट्रोड) से सुसज्जित सोनिकेटर UIP1000hd द्वारा और 30 min. तक सोनिकेशन किया गया। अंत में, नाइट्रोजन वातावरण में तेल के स्नान में 90degC पर 2h तक बहुलकीकरण किया गया।
अनुशंसित उपकरण:
UIP1000hd
संदर्भ/ शोध पत्र:
गैर-बुने कपड़े के सब्सट्रेट पर poly(3,4-ethylenedioxythiophene)epoly(styrenesulfonic acid) (PEDOT:PSS) से प्राप्त लचीली चालक फिल्मों का निर्माण। Materials Chemistry and Physics 143, 2013. 143–148.
लेटेक्स के सोनो-संश्लेषण के बारे में अधिक पढ़ने के लिए यहां क्लिक करें!

सीसा हटाना (सोनो-निक्षालन)

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
दूषित मिट्टी से सीसे का अल्ट्रासोनिक निक्षालन:
अल्ट्रासोनिक निक्षालन के प्रयोग टाइटेनियम सोनिक प्रोब (व्यास 14mm) युक्त अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र UP400S से किए गए, जो 20kHz की आवृत्ति पर काम करता है। अल्ट्रासोनिक प्रोब (सोनोट्रोड) का कैलोरीमितीय अंशांकन किया गया और सभी सोनो-निक्षालन प्रयोगों के लिए अल्ट्रासोनिक तीव्रता 51 ± 0.4 W cm^-2 पर निर्धारित की गई। सोनो-निक्षालन प्रयोगों में सपाट तली वाले जैकेटयुक्त काँच के सेल का उपयोग करके तापमान 25 ± 1°C पर नियंत्रित रखा गया। सोनिकेशन के दौरान मिट्टी के निक्षालन विलयनों (0.1L) के रूप में तीन प्रणालियों का उपयोग किया गया: 6 mL मात्रा में 0.3 mol L^-2 सांद्रता वाला एसिटिक अम्ल विलयन (pH 3.24), 3% (v/v) नाइट्रिक अम्ल विलयन (pH 0.17) और एसिटिक अम्ल/एसीटेट बफ़र (pH 4.79), जिसे 60mL 0f एसिटिक अम्ल, जिसकी सांद्रता 0.3 mol L^-1 थी, को 19 mL NaOH, जिसकी सांद्रता 0.5 mol L^-1 थी, के साथ मिलाकर तैयार किया गया। सोनो-निक्षालन प्रक्रिया के बाद, निक्षालित विलयन को मिट्टी से अलग करने के लिए नमूनों को फ़िल्टर पेपर से छाना गया। इसके बाद निक्षालित विलयन से सीसे का विद्युतनिक्षेपण और अल्ट्रासाउंड के उपयोग के बाद मिट्टी का पाचन किया गया।
दूषित मिट्टी से सीसे का निक्षालन बढ़ाने में अल्ट्रासाउंड एक उपयोगी साधन सिद्ध हुआ है। मिट्टी से निक्षालनयोग्य सीसे को लगभग पूरी तरह हटाने के लिए भी अल्ट्रासाउंड एक प्रभावी विधि है, जिससे मिट्टी बहुत कम खतरनाक हो जाती है।
अनुशंसित उपकरण:
UP400S सोनोट्रोड H14 के साथ
संदर्भ/शोध पत्र:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): मिट्टी से सीसा हटाने के लिए अल्ट्रासोनिक निक्षालन और विद्युतरासायनिक उपचार का संयोजन। Journal of New Materials for Electrochemical Systems 10, 2007. 195-199.

PbS – लेड सल्फाइड नैनोकणों का संश्लेषण

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
कमरे के तापमान पर, 0.151 g लेड एसीटेट (Pb(CH₃COO)2.3H₂O) और 0.03 g TAA (CH₃CSNH₂) को 5mL आयनिक द्रव, [EMIM] [EtSO₄], और 15mL द्विआसुत जल में 50mL के बीकर में मिलाया गया और Hielscher सोनिकेटर UP200S से 7 min. तक अल्ट्रासोनिक विकिरण दिया गया। अल्ट्रासोनिक प्रोब/सोनोट्रोड S1 का सिरा सीधे अभिक्रिया विलयन में डुबोया गया। बने हुए गहरे भूरे रंग के निलंबन को अवक्षेप अलग करने के लिए अपकेंद्रित किया गया और अभिक्रिया न करने वाले अभिकर्मकों को हटाने के लिए क्रमशः द्विआसुत जल और एथेनॉल से दो बार धोया गया। उत्पादों के गुणों पर अल्ट्रासाउंड के प्रभाव की जाँच करने के लिए एक और तुलनात्मक नमूना तैयार किया गया। इसमें अभिक्रिया के मापदंड स्थिर रखे गए, केवल उत्पाद को अल्ट्रासोनिक विकिरण की सहायता के बिना 24 h तक निरंतर हिलाकर तैयार किया गया।
PbS नैनोकण तैयार करने के लिए कमरे के तापमान पर जलीय आयनिक द्रव में अल्ट्रासाउंड-सहायित संश्लेषण प्रस्तावित किया गया। कमरे के तापमान पर अपनाई जाने वाली यह पर्यावरण के लिए अहानिकारक हरित विधि तेज़ और टेम्पलेट-मुक्त है, जो संश्लेषण का समय उल्लेखनीय रूप से घटाती है और जटिल संश्लेषण प्रक्रियाओं से बचाती है। इस प्रकार तैयार नैनोक्लस्टर 3.86 eV का अत्यधिक बड़ा नीला विस्थापन दर्शाते हैं, जिसका कारण कणों का बहुत छोटा आकार और क्वांटम परिरोधन प्रभाव हो सकता है।
अनुशंसित उपकरण:
UP200S
संदर्भ/शोध पत्र:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): जलीय [EMIM][EtSO4] आयनिक द्रव में अल्ट्रासोनिक विकिरण का उपयोग करके कमरे के तापमान पर PbS नैनोकणों की सरल तैयारी और अभिलक्षणन। Bulletin of Korean Chemical Society 29/ 1, 2008. 53-56.

फिनॉल का अपघटन

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
Rokhina और सहकर्मियों (2013) ने परएसीटिक अम्ल (PAA) और विषमांगी उत्प्रेरक (MnO₂) के संयोजन का उपयोग अल्ट्रासोनिक विकिरण के अंतर्गत जलीय विलयन में फिनॉल के अपघटन के लिए किया। अल्ट्रासोनिकेशन 400W प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर UP400S का उपयोग करके किया गया, जो 24 kHz की निश्चित आवृत्ति पर लगातार या पल्स मोड (अर्थात् 4 sec. चालू और 2 sec. बंद) में सोनिकेशन करने में सक्षम है। प्रणाली को दिए गए कुल शक्ति इनपुट, शक्ति घनत्व और शक्ति तीव्रता के परिकलित मान क्रमशः 20 W, 9.5×10^-2 W/cm^-3, और 14.3 W/cm^-2 थे। सभी प्रयोगों में नियत शक्ति का उपयोग किया गया। रिएक्टर के भीतर तापमान नियंत्रित करने के लिए इमर्शन सर्कुलेटर इकाई का उपयोग किया गया। वास्तविक सोनिकेशन समय 4 h था, हालांकि स्पंदित मोड में संचालन के कारण वास्तविक अभिक्रिया समय 6 h था। एक सामान्य प्रयोग में, काँच के रिएक्टर में 100mL फीनॉल विलयन (1.05 mM) और उत्प्रेरक MnO2 तथा PAA (2%) की उपयुक्त मात्राएँ भरी गईं, जिनकी सांद्रताएँ क्रमशः 0–2 g L^-1 और 0–150 ppm के बीच थीं। सभी अभिक्रियाएँ लगभग उदासीन pH, वायुमंडलीय दाब और कमरे के तापमान (22 ± 1 °C) पर की गईं।
सोनिकेशन से उत्प्रेरक का पृष्ठीय क्षेत्रफल बढ़ा, जिसके परिणामस्वरूप संरचनात्मक पहलुओं में बदलाव के बिना पृष्ठीय क्षेत्रफल 4 गुना हो गया। टर्नओवर आवृत्तियाँ (TOF) 7 x 10^-3 से 12.2 x 10^-3 min^-1 तक बढ़ गईं, जो अल्ट्रासाउंड के बिना की गई प्रक्रिया की तुलना में वृद्धि थी। इसके अलावा, उत्प्रेरक का कोई उल्लेखनीय निक्षालन नहीं पाया गया। अभिकर्मकों की अपेक्षाकृत कम सांद्रताओं पर फीनॉल के समतापी ऑक्सीकरण ने सौम्य परिस्थितियों में फीनॉल हटाने की उच्च दरें (89% तक) प्रदर्शित कीं। सामान्यतः, अल्ट्रासाउंड ने पहले 60 min. के दौरान ऑक्सीकरण प्रक्रिया को तेज किया (फीनॉल का 70% निष्कासन, जबकि अल्ट्रासाउंड के बिना उपचार में 40%)।
उपकरण की अनुशंसा:
UP400S
संदर्भ/शोधपत्र:
Rokhina, E. V.; Makarova, K.; Lahtinen, M.; Golovina, E. A.; Van As, H.; Virkutyte, J. (2013): फीनॉल के अपघटन हेतु पेरासिटिक अम्ल का अल्ट्रासाउंड-सहायित MnO₂ उत्प्रेरित समांश विखंडन: प्रक्रिया के रसायन और अभिक्रिया गतिकी का आकलन। Chemical Engineering Journal 221, 2013. 476–486.

फीनॉल: उत्प्रेरक के रूप में RuI₃ का उपयोग करके फीनॉल का ऑक्सीकरण

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
फीनॉल का विषमांगी जलीय ऑक्सीकरण – RuI₃ की उपस्थिति में हाइड्रोजन पेरॉक्साइड (H₂O₂) के साथ: फीनॉल (100 ppm) के उत्प्रेरकीय ऑक्सीकरण का अध्ययन उत्प्रेरक RuI₃ की उपस्थिति में एक चुंबकीय विलोडक और तापमान नियंत्रक से सुसज्जित 100 mL काँच के रिएक्टर में किया गया। समान वितरण और उत्प्रेरक कणों का पूर्ण निलंबन सुनिश्चित करने हेतु संपूर्ण मिश्रण के लिए अभिक्रिया मिश्रण को 800 rpm की गति से 1–6 घंटे तक विलोडित किया गया। सोनिकेशन के दौरान विलयन का कोई यांत्रिक विलोडन नहीं किया गया, क्योंकि कैविटेशन बुलबुलों के दोलन और ध्वंस से उत्पन्न विक्षोभ स्वयं अत्यंत कुशल मिश्रण प्रदान करता है। विलयन का अल्ट्रासोनिक विकिरण अल्ट्रासोनिक साज-सज्जा से युक्त अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर UP400S (तथाकथित प्रोब प्रकार का सोनिकेटर) से किया गया, जो 24 kHz की नियत आवृत्ति और 400W के अधिकतम शक्ति आउटपुट पर निरंतर या स्पंदित मोड में संचालित हो सकता है।
प्रयोग के लिए, अनुपचारित RuI₃ को उत्प्रेरक (0.5–2 gL^-1) के रूप में अभिक्रिया माध्यम में निलंबन के तौर पर डाला गया, जिसके बाद H2O2 (30%, सांद्रता 200–1200 ppm की सीमा में) मिलाया गया।
Rokhina और सहकर्मियों ने अपने अध्ययन में पाया कि अल्ट्रासोनिक विकिरण ने उत्प्रेरक के बनावट संबंधी गुणों के संशोधन में प्रमुख भूमिका निभाई, जिससे उत्प्रेरक कणों के विखंडन के परिणामस्वरूप अधिक पृष्ठीय क्षेत्रफल वाली सूक्ष्मरंध्री संरचना बनी। इसके अलावा, इसने उत्प्रेरक कणों के समूहन को रोककर और उत्प्रेरक के सक्रिय स्थलों तक फीनॉल तथा हाइड्रोजन पेरॉक्साइड की पहुँच को बेहतर बनाकर संवर्धक प्रभाव डाला।
अल्ट्रासाउंड के बिना ऑक्सीकरण प्रक्रिया की तुलना में अल्ट्रासाउंड-सहायित प्रक्रिया की दक्षता में दो गुना वृद्धि का कारण उत्प्रेरक का बेहतर उत्प्रेरकीय व्यवहार और हाइड्रोजन बंधों के विखंडन तथा मूलकों के पुनर्संयोजन से उत्पन्न ऑक्सीकारक स्पीशीज़, जैसे •OH, •HO2 और •I₂ का बनना माना गया।
उपकरण की अनुशंसा:
UP400S
संदर्भ/शोधपत्र:
Rokhina, E. V.; Lahtinen, M.; Nolte, M. C. M.; Virkutyte, J. (2009): फीनॉल का अल्ट्रासाउंड-सहायित विषमांगी रूथेनियम उत्प्रेरित आर्द्र पेरॉक्साइड ऑक्सीकरण। Applied Catalysis B: Environmental 87, 2009. 162– 170.

PLA से लेपित Ag/ZnO कण

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
Ag/ZnO कणों पर PLA का लेपन: PLA से लेपित Ag/ZnO के सूक्ष्म और उपसूक्ष्म कण तेल-में-पानी इमल्शन विलायक वाष्पीकरण तकनीक से तैयार किए गए। यह विधि निम्न प्रकार से की गई। सबसे पहले, 400 mg पॉलिमर को 4 ml क्लोरोफॉर्म में घोला गया। क्लोरोफॉर्म में पॉलिमर की परिणामी सांद्रता 100 mg/ml थी। दूसरे चरण में, पॉलिमर विलयन को विभिन्न पृष्ठसक्रिय पदार्थ प्रणालियों (इमल्सीकारी एजेंट, PVA 8-88) के जलीय विलयन में होमोजेनाइज़र से 24,000 rpm की गति पर लगातार हिलाते हुए इमल्सीकृत किया गया। मिश्रण को 5 min. तक हिलाया गया और इस दौरान बन रहे इमल्शन को बर्फ से ठंडा किया गया। सभी प्रयोगों में पृष्ठसक्रिय पदार्थ के जलीय विलयन और PLA के क्लोरोफॉर्म विलयन का अनुपात समान (4:1) था। इसके बाद, प्राप्त इमल्शन का अल्ट्रासोनिक प्रोब-प्रकार के उपकरण UP400S (400W, 24kHz) से चक्र 0.5 और आयाम 35% पर 5 min. तक सोनिकेशन किया गया। अंत में, तैयार इमल्शन को एर्लेनमेयर फ्लास्क में स्थानांतरित करके हिलाया गया और कम दाब पर इमल्शन से कार्बनिक विलायक को वाष्पित किया गया, जिससे अंततः कणों का निलंबन बना। विलायक हटाने के बाद, इमल्सीकारक को हटाने के लिए निलंबन को तीन बार अपकेंद्रित किया गया।
उपकरण की अनुशंसा:
UP400S
संदर्भ/ शोध पत्र:
Kucharczyk, P.; Sedlarik, V.; Stloukal, P.; Bazant, P.; Koutny, M.; Gregorova, A.; Kreuh, D.; Kuritka, I. (2011): पॉली (L-लैक्टिक अम्ल) से लेपित, माइक्रोवेव द्वारा संश्लेषित संकर जीवाणुरोधी कण। Nanocon 2011.

पॉलिएनिलीन कम्पोज़िट

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
जल-आधारित स्व-डोपित नैनो पॉलिएनिलीन (SPAni) कम्पोज़िट (Sc-WB) की तैयारी
जल-आधारित SPAni कम्पोज़िट तैयार करने के लिए, ScCO2 माध्यम में इन-सिटू बहुलकीकरण से संश्लेषित 0.3 gr SPAni को पानी से तनु किया गया और 1000W के अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र UIP1000hd से 2 मिनट तक उसका सोनिकेशन किया गया। फिर, निलंबित उत्पाद में 125 gr जल-आधारित हार्डनर मैट्रिक्स मिलाकर 15 min. तक समांगीकरण किया गया और अंतिम सोनिकेशन परिवेशी तापमान पर 5 min. तक किया गया।
उपकरण की अनुशंसा:
UIP1000hd
संदर्भ/ शोध पत्र:
Bagherzadeh, M.R.; Mousavinejad, T.; Akbarinezhad, E.; Ghanbarzadeh, A. (2013): ScCO2 में संश्लेषित स्व-डोपित नैनोपॉलिएनिलीन युक्त जल-आधारित एपॉक्सी लेपन का सुरक्षात्मक प्रदर्शन। 2013.

बहुचक्रीय ऐरोमैटिक हाइड्रोकार्बन: नैफ्थलीन, एसीनैफ्थिलीन और फेनैन्थ्रीन का सोनोकेमिकल अपघटन

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
पानी में पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (PAHs) नैफ्थलीन, एसीनैफ्थिलीन और फेनैन्थ्रीन के सोनोकेमिकल अपघटन के लिए, नमूना मिश्रणों का सोनिकेशन 20◦C पर और प्रत्येक लक्षित PAH की 50 µg/l सांद्रता (कुल प्रारंभिक सांद्रता 150 µg/l) पर किया गया। अल्ट्रासोनिकेशन के लिए UP400S हॉर्न-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर (400W, 24kHz) का उपयोग किया गया, जो निरंतर या पल्स मोड में कार्य करने में सक्षम है। सोनिकेटर UP400S में 7 mm व्यास की नोक वाला टाइटेनियम प्रोब H7 लगा था। अभिक्रियाएँ 200 mL के बेलनाकार काँच के अभिक्रिया पात्र में की गईं, जिसके शीर्ष पर टाइटेनियम हॉर्न लगाया गया था और जिसे O-रिंगों तथा एक Teflon वाल्व से सील किया गया था। प्रक्रिया का तापमान नियंत्रित करने के लिए अभिक्रिया पात्र को जल स्नान में रखा गया। किसी भी प्रकाश-रासायनिक अभिक्रिया से बचने के लिए पात्र को एल्युमिनियम फ़ॉइल से ढका गया।
विश्लेषण के परिणामों ने दिखाया कि सोनिकेशन की अवधि बढ़ने के साथ PAHs का रूपांतरण बढ़ता है।
नैफ्थलीन के लिए, अल्ट्रासाउंड की सहायता से होने वाला रूपांतरण (अल्ट्रासाउंड की शक्ति 150W पर सेट) 30 min. के सोनिकेशन के बाद प्राप्त 77.6% से बढ़कर 60 min. के सोनिकेशन के बाद 84.4% हो गया।
एसीनैफ्थिलीन के लिए, अल्ट्रासाउंड की सहायता से होने वाला रूपांतरण (अल्ट्रासाउंड की शक्ति 150W पर सेट) 150W अल्ट्रासाउंड शक्ति के साथ 30 min. के सोनिकेशन के बाद प्राप्त 77.6% से बढ़कर 150W अल्ट्रासाउंड के साथ 60 min. के सोनिकेशन के बाद 84.4% हो गया; यह 150W अल्ट्रासाउंड शक्ति के साथ 30 min. के सोनिकेशन के बाद प्राप्त 80.7% से बढ़कर 60 min. के सोनिकेशन के बाद 96.6% हो गया।
फेनैन्थ्रीन के लिए, अल्ट्रासाउंड की सहायता से होने वाला रूपांतरण (अल्ट्रासाउंड की शक्ति 150W पर सेट) 30 min. के सोनिकेशन के बाद प्राप्त 73.8% से बढ़कर 60 min. के सोनिकेशन के बाद 83.0% हो गया।
अपघटन की दक्षता बढ़ाने के लिए, फेरस आयन मिलाने पर हाइड्रोजन पेरॉक्साइड का अधिक कुशलता से उपयोग किया जा सकता है। फेरस आयन मिलाने से Fenton जैसी अभिक्रिया का अनुकरण करने वाले सहक्रियात्मक प्रभाव उत्पन्न होते पाए गए हैं।
अनुशंसित उपकरण:
UP400S H7 के साथ
संदर्भ/शोधपत्र:
Psillakis, E.; Goula, G.; Kalogerakis, N.; Mantzavinos, D. (2004): अल्ट्रासोनिक विकिरण द्वारा जलीय विलयनों में पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन का अपघटन। Journal of Hazardous Materials B108, 2004. 95–102.

सब्सट्रेट से ऑक्साइड परत हटाना

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
Cu सब्सट्रेट पर CuO नैनोवायर उगाने से पहले सब्सट्रेट तैयार करने के लिए, Hielscher UP200S से 0.7 M हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में 2 min. तक नमूने का सोनिकेशन करके Cu की सतह पर मौजूद अंतर्निहित ऑक्साइड परत हटाई गई। कार्बनिक संदूषकों को हटाने के लिए नमूने को एसीटोन में 5 min. तक अल्ट्रासोनिक रूप से साफ किया गया, विआयनीकृत (DI) पानी से अच्छी तरह धोया गया और संपीड़ित हवा से सुखाया गया।
अनुशंसित उपकरण:
UP200S या UP200St
संदर्भ/शोधपत्र:
Mashock, M.; Yu, K.; Cui, S.; Mao, S.; Lu, G.; Chen, J. (2012): CuO नैनोवायरों की सतहों पर पृथक नैनोआकार के p−n जंक्शन बनाकर उनके गैस संवेदन गुणों का समायोजन। ACS Applied Materials & Interfaces 4, 2012. 4192−4199.

वोल्टामिति प्रयोग

अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोग:
अल्ट्रासाउंड से संवर्धित वोल्टामिति प्रयोगों के लिए, काँच के हॉर्न (13-mm व्यास की नोक) से सुसज्जित Hielscher के 200 watts अल्ट्रासोनिकेटर UP200S का उपयोग किया गया। अल्ट्रासाउंड का प्रयोग इस तीव्रता पर किया गया: 8 W/cm^–2.
जलीय विलयनों में नैनोकणों के विसरण की धीमी दर और प्रति नैनोकण रेडॉक्स केंद्रों की अधिक संख्या के कारण, नैनोकणों की प्रत्यक्ष विलयन-अवस्था वोल्टामिति पर अधिशोषण प्रभाव हावी रहते हैं। अधिशोषण के कारण संचय हुए बिना नैनोकणों का पता लगाने के लिए ऐसा प्रायोगिक तरीका चुनना आवश्यक है जिसमें (i) नैनोकणों की पर्याप्त उच्च सांद्रता हो, (ii) संकेत-से-पृष्ठभूमि अनुपात सुधारने के लिए छोटे इलेक्ट्रोड हों, या (iii) अत्यंत तेज़ द्रव्यमान परिवहन हो।
इसलिए, McKenzie और सहकर्मियों (2012) ने इलेक्ट्रोड की सतह की ओर नैनोकणों के द्रव्यमान परिवहन की दर में भारी सुधार के लिए उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड का उपयोग किया। उनकी प्रायोगिक व्यवस्था में, इलेक्ट्रोड और हॉर्न के बीच 5 mm की दूरी तथा 8 W/cm^–2 की सोनिकेशन तीव्रता के साथ इलेक्ट्रोड को सीधे उच्च-तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड के संपर्क में रखा जाता है, जिससे विलोड़न और कैविटेशन द्वारा सफाई होती है। एक परीक्षण रेडॉक्स प्रणाली, अर्थात Ru(NH3)₆³⁺ के जलीय 0.1 M KCl में एक-इलेक्ट्रॉन अपचयन का उपयोग इन परिस्थितियों में प्राप्त द्रव्यमान परिवहन की दर को अंशांकित करने के लिए किया गया।
अनुशंसित उपकरण:
UP200S या UP200St
संदर्भ/शोध पत्र:
McKenzie, K. J.; Marken, F. (2001): जलीय विलयन में तथा टिन-डोपित इंडियम ऑक्साइड पर अधिशोषित नैनोकणीय Fe2O3 की प्रत्यक्ष विद्युतरसायनिकी। Pure Applied Chemistry, 73/ 12, 2001. 1885–1894.

प्रयोगशाला से औद्योगिक पैमाने तक सोनोकेमिकल अभिक्रियाओं के लिए सोनिकेटर

Hielscher हाथ में पकड़े जाने वाले प्रयोगशाला होमोजेनाइज़र से लेकर उच्च आयतन वाले प्रवाहों के लिए पूर्ण औद्योगिक सोनिकेटरों तक अल्ट्रासोनिकेटरों की पूरी श्रृंखला प्रदान करता है। किसी अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया के परीक्षण, अनुसंधान एवं विकास और अनुकूलन के दौरान छोटे पैमाने पर प्राप्त सभी परिणामों को >रैखिक रूप से पूर्ण व्यावसायिक उत्पादन के पैमाने तक बढ़ाया जा सकता है। Hielscher सोनिकेटर विश्वसनीय, मज़बूत और 24/7 संचालन के लिए निर्मित हैं।
अपनी प्रक्रिया का मूल्यांकन, अनुकूलन और पैमाना बढ़ाने का तरीका हमसे पूछें! शुरुआती परीक्षणों और प्रक्रिया अनुकूलन से लेकर आपकी औद्योगिक उत्पादन लाइन में स्थापना तक – सभी चरणों में आपकी सहायता करके हमें खुशी होगी!