• Fémorganikus keretekre van vegyületek kialakítva fémionok és szerves molekulák úgy, hogy egy egy-, két, vagy három-dimenziós hibrid anyag jön létre. Ezek a hibrid struktúrák lehetnek porózus vagy nem porózus, és kínál sokrétű funkciókat.
• A sonochemical szintézise MOFs ígéretes technika, mint a fém-szerves kristályok keletkeznek nagyon hatékony és környezetbarát.
• Az ultrahangos termelés MOFs lehet lineárisan méretnövelni a készítmény kis mintát a laboratóriumban teljes kereskedelmi termelés.

Fémorganikus keretrendszerek

Kristályos fém-organikus keretek (MOFs) kategóriájába esik magas potenciális porózus anyagok, amelyeket fel lehet használni a gáztároló, adszorpciós / elválasztó, katalízis, adszorbensként, mágnesesség, érzékelő kialakítása, és a kábítószer-szállítás. MOFs jellemzően úgy állítjuk öntapadó, amikor a másodlagos épület egységek (SBus) kap összekapcsolt szerves távtartók (ligandok), hogy hozzon létre komplex hálózatok. A szerves távtartók vagy a fémes SBUS lehet módosítani annak érdekében, hogy ellenőrizzék a porozitás a MOF, ami elengedhetetlen tekintetében annak funkcióit és segédprogram adott alkalmazásokhoz.

Sonochemical szintézise MOFs

Ultrahangos besugárzás és az így kialakított kavitációs jól ismert egyedülálló hatása kémiai reakciók, az úgynevezett Sonochemistry. Az erőszakos összeroppanása kavitációs buborékok generál forró foltok kialakulásának a rendkívül nagy tranziens hőmérsékleteken (5000 K), nyomások (1800 atm), és a hűtési sebesség (10¹⁰ks^-1) Valamint a lökéshullámok, és a kapott folyadékot fúvókák. ezeken kavitációs forró foltok, a kristály nukleációs és növekedési, például által Ostwald érés indukálja és támogatni. Azonban, a részecske mérete korlátozott, mivel azok a forró foltok jellemző szélsőséges hűtési arányt jelenti, hogy a hőmérséklet a reakcióelegy esik milliszekundum.
Ultrahang ismert szintetizálni MOFs gyorsan alatt enyhe eljárási körülmények, mint például a oldószer-mentes, nál nél szobahőmérséklet alatt környezeti nyomás. Tanulmányok kimutatták, hogy MOFs lehet előállítani költséghatékonyan NÁL NÉL magas hozam via sonochemical útvonalon. Végül a szonokémiai szintézise MOFs egy zöldKörnyezetbarát módszerrel.

Előállítása MOF-5

Abban a vizsgálatban, Wang és munkatársai (2011), Zn₄O [1,4-benzenedicarboxylate]₃ szintetizálunk szonokémiai útvonal. 1,36 g H₂BDC és 4,84 Zn (NO₃)₂· 6H₂O voltak inilially feloldunk 160 ml DMF-ben. Ezután 6,43 g TEA-t adunk az elegyhez ultrahangos besugárzás alatt. 2 óra múlva a színtelen csapadékot fi ltration és mossuk DMF. A szilárd anyagot vákuumban 90 ° C-on vákuumban, majd tárolni vákuum exszikkátorban szárítjuk.

Előállítása mikroporózus MOF Cu₃BTC₂

Li és mtsai. (2009) jelenti a hatékony ultrahangos szintézisét háromdimenziós (3-D) fém-organikus keret (MOF) 3-D csatornák, mint például a Cu₃BTC₂ (HKUST-1, BTC = benzol-1,3,5-trikarboxilát). A reakció réz-acetát és a H₃BTC elegyoldatában DMF / EtOH / H₂O (3: 1: 2, v / v) ultrahangos besugárzás alatt a környezeti hőmérséklet és légköri nyomás mert rövid reakcióidő (5-60 perc) Adott₃BTC₂ Ban ben magas hozam (62,6-85,1%). Ezek Cu₃BTC₂ nano-kristályok méretei mérettartománya 10-200 nm, amelyek sokkal kisebb mint azok, szintetizált hagyományos solvothermal módszerrel. Nem volt szignifikáns különbség a fizikai-kémiai tulajdonságok, például BET fajlagos felület, pórustérfogat, és a hidrogén-tárolási kapacitás, közötti Cu₃BTC₂ nano-kristályok előállíthatók ultrahangos módszer és a mikrokristályok alkalmazásával nyert javított solvothermal módszerrel. Összehasonlítva a hagyományos szintetikus módszerek, mint például az oldószer diffúziós eljárással, hidrotermális és solvothermal módszerek, az ultrahangos módszer az építési porózus MOFs találtuk, hogy rendkívül hatékony és környezetbarátabb.

Előállítása Az egydimenziós Mg (II) MOF

Tahmasian et al. (2013) jelentésben hatékony, alacsony költségű, és környezetbarát útvonalon, hogy készítsen egy 3D szupramolekuláris fém-organikus keret (MOF) alapuló MgII, {[Mg (HIDC) (H₂O₂] ⋅1.5H₂A}_N (H3L = 4,5-imidazol-dikarbonsav) alkalmazásával egy ultrahanggal segített útvonalon.
Nanoszerkezetű {[Mg (HIDC) (H₂O₂] ⋅1.5H₂A}_N szintetizálunk a következő szonokémiai útvonal. Elkészítéséhez nanoméretű {[Mg (HIDC) (H 2O) 2] ⋅1.5H₂O} n (1), 20 ml, egy oldatot a ligandum H₃IDC (0,05 M), és kálium-hidroxid (0,1 M) helyeztünk egy nagy sűrűségű ultrahangos szonda egy maximális teljesítménye 305 W. Az oldatba 20 ml vizes oldatot magnézium-nitrát (0,05 M) adtunk hozzá cseppenként. A kapott csapadékot kiszűrjük, vízzel mossuk andethanol, és levegőn szárítjuk (olvadáspont:> 300ºC. (Talált: C, 24,84; H, 3,22; N, 11,67%.). IR-spektrum (cm-^-1) Kiválasztott sávok: 3383 (w), 3190 (w), 1607 (széles), 1500 (m), 1390 (s), 1242 (m), 820 (m), 652 (m)).
Gyakorolt ​​hatásának tanulmányozásához koncentrációjának kezdeti reagensek mérete és morfológiája nanoszerkezetű vegyület, a fenti eljárások végeztük a következő koncentrációját feltétele kezdeti reagensek: [HL2-] = [Mg2 +] = 0,025 M.

Sono-szintézise fluoreszkáló mikroporózus MOFs

Qiu et al. (2008) talált szonokémiai útvonalat a gyors szintézise fluoreszkáló mikroporózus MOF, Zn₃BTC₂⋅ 12H₂O (1) és a szelektív érzékelés a organoamines alkalmazásával nanokristályok Az 1. Az eredmények azt mutatják, hogy az ultrahangos szintézis egy egyszerű, hatékony, olcsó és környezetbarát szemlélet nanoméretű MOFs.
MOF 1 szintetizáltuk az ultrahangos módszer egy környező hőmérséklet és légköri nyomás különböző reakcióidők 5, 10, 30, és 90 perc volt. Egy kontroll-kísérletben is elvégezték vegyület szintetizálásához 1 használva a hidrotermális módszerrel, és a szerkezeteket IR-, elemanalízis és Rietveld elemzés a por röntgensugár-diffrakciós (XRD) segítségével WinPLOTR és Fullprof¹³. Meglepő módon, a reakció a cink-acetát-dihidrát benzol és 1,3,5-trikarbonsav (H₃BTC) 20% etanol vízben (térfogat / térfogat) ultrahangos besugárzás alatt környezeti hőmérsékleten és nyomáson 5 percig, és így 1 figyelemre méltóan magas hozam (75,3%, alapuló H₃BTC). Továbbá, a kitermelés 1-ról fokozatosan 78,2% -ról 85,3% -ra növelve a reakcióidő 10-90 perc. Ez az eredmény arra utal, hogy gyors szintézise MOF valósítható lényegesen magas hozam ultrahangos módszerrel. Összehasonlítva hidrotermális szintézissel ugyanazon vegyület MOF 1, amely hajtjuk végre 140 ° C-on nagy nyomáson 24 órán át, 12 ultrahangos szintézis találtuk, hogy egy nagyon hatékony módszer, magas kitermeléssel és alacsony költségű.
Mivel nem terméket összekeverésével nyert cink-acetátot H3BTC ugyanabban reakcióközegben környezeti hőmérsékleten és nyomáson hiányában ultrahang, Az ultrahangos kezelés kell játszania fontos szerepet kialakítása során MOF 1.

Ultrahangos folyamatok: Ország Labor nak nek Ipari Skála

Sonokémiai berendezések

Hielscher Ultrasonics hosszú idejű tapasztalattal rendelkezik a tervezési és gyártási erős és megbízható ultrasonicators és sonochemical reaktorok. Hielscher kiterjed az alkalmazás követelményeinek a széles körű ultrahangos készülékek – kis labor eszközök felett asztali és pilóta ultrasonicators akár teljesipari rendszerek A sonochemical termelés ipari méretekben. A sokféle sonotrodes, erősítő, reaktorok, áramlási sejtek, a zajszűrés, dobozok és tartozékok lehetővé teszik, hogy konfigurálni az optimális beállítás a szonokémiai reakció. Hielscher ultrahangos készülékek a nagyon Erős, Épített 24/7 üzemeltetés és csupán nagyon kevés karbantartást igényel.