ソノケミストリー:アプリケーション・ノート

ソノケミストリーは、化学系の超音波キャビテーションの効果です。キャビテーションで発生する極端な条件に “ホットスポット”、パワー超音波は、化学反応の反応結果(より高い収率、より良い品質)、変換および持続時間を改善するための非常に有効な方法です。いくつかの化学的変化は、チタンまたはアルミニウムのナノサイズのスズコーティングとして、唯一の超音波処理の下で達成することができます。

超音波ホモジナイザーを使用して粒子を粉砕するために材料を処理分散、解凝集または変更する方法に関連する推奨事項、を有する粒子および液体の選択の下に見つけます。

成功した音響化学反応のためのいくつかの超音波処理プロトコルの下に検索!

アルファベット順:

α-エポキシケトン – リング開口反応

超音波アプリケーション:
α-エポキシケトンの触媒開環は、超音波及び光化学的方法の組み合わせを用いて行きました。 1-ベンジル-2,4,6- triphenylpyridiniumテトラフルオロボレート(NBTPT)光触媒として使用しました。超音波処理(音響化学)とNBTPTの存在下で、これらの化合物の光化学の組み合わせにより、エポキシド環の開環が達成されました。これは、超音波の使用が大幅に光誘起反応の速度を増加させたことが実証されました。超音波は、真剣に主ための反応物の効率的な物質移動とNBTPTの励起状態のα-エポキシケトンの触媒開環に影響を与えることができます。また、超音波処理を使用して、この均一系における活性種間の電子移動が起こります
超音波処理なしのシステムよりも高速。高い収率および短い反応時間は、この方法の利点です。

超音波と光化学の組み合わせは、α-エポキシケトンの改善された開環反応をもたらします

α-エポキシケトンの超音波支援光触媒開環(研究とグラフィック:©Memarian et al 2007)

超音波処理プロトコル:
α−エポキシケトン1a〜fおよび1−ベンジル−2,4,6−トリフェニルピリジニウムテトラフルオロボレート2を報告された手順に従って調製した。メタノールはメルク社から購入し、使用前に蒸留した。使用された超音波装置は、ヒールシャー超音波GmbHからのUP400S超音波プローブ装置であった。S3超音波液浸ホーン(プローブまたはソノトロードとも呼ばれます)は、最大460Wcmの音響パワー密度まで調整可能な強度レベルで24kHzの超音波を放射します。-2 使われた。超音波処理は、100%(最大振幅210μm)で行いました。ソノトロードS3(90ミリメートルの最大浸し深さ)を反応混合物中に直接浸漬しました。紫外線照射は、デュランガラス中の試料の冷却とナルバから400W高圧水銀灯を用いて行きました。ザ・ 1光反応産物の混合物のH-NMRスペクトルをCDCl中で測定しました。3 ブルカーDRX-500(500 MHz)でオン、内部標準としてテトラメチルシラン(TMS)を含む溶液。分取薄層クロマトグラフィー(PLC)は、20×20センチメートルで行いました2 MerckシリカゲルPFの1ミリメートル層で被覆したプレート254名 スラリーとしてシリカを塗布し、空気中で乾燥させることによって調製されます。すべての製品が知られており、それらのスペクトルデータは、以前に報告されています。
デバイスの推奨事項:
UP400S 超音波ホーンS3と
リファレンス/リサーチペーパー:
Memarian、ハミドR .; Saffar-Teluri、A.(2007):α-エポキシケトンのPhotosonochemical触媒開環。有機化学3/2、2007年のバイルシュタイン誌。

SonoStationは、化学反応速度を向上させるために大量の化学試薬を処理するのに適した完全な超音波セットアップです。

ソノステーション – 超音波処理のためのシンプルなターンキーソリューション

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アルミニウム/ニッケル触媒:のAl / Ni合金のナノ構造

超音波アプリケーション:
Al / Ni粒子はsonochemically初期のAl / Ni合金のナノ構造化によって修飾することができます。 Therbey、アセトフェノンの水素化のための効果的な触媒が製造されます。
Al / Ni触媒の超音波の準備:
市販のAl/Ni合金5gを精製水(50mL)に分散させ、超音波ホーンBS2d22(ヘッド面積3.8cm)を搭載した超音波プローブ型超音波処理器UIP1000hd(1kW、20kHz)で50分まで超音波処理した。2)とブースターB2-1.8。最大強度は140 WCMであると計算されました-2 106μmの機械的な振幅で。超音波処理中の温度上昇を回避するために実験は恒温セルに行きました。超音波処理後、試料をヒートガンで真空下で乾燥させました。
デバイスの推奨事項:
UIP1000hd ソノトロードBS2d22とブースターホーンB2-1.2と
リファレンス/リサーチペーパー:
ダレ、ジャナ;ネメス、シルク;スコルブ, エカテリーナ V.;イルガン、 トルステン;センカー、ユルゲン;ケンペ、レット;フェリー、アンドレアス;アンドレエバ,ダリアV.(2012):アル/ニ水素化触媒のソノケミカル活性化高度な機能材料 2012.DOI: 10.1002/adfm.201200437

MgO触媒を用いたバイオディーゼルエステル交換

超音波アプリケーション:
エステル交換反応は、触媒量、メタノールと油のモル比、反応温度および反応時間のような異なるパラメータのために超音波処理器UP200Sとの一定の超音波混合下で研究された。バッチ実験は、2つの首接地蓋を有する硬質ガラス反応器(300ml、内径7cm)で行った。片方の首を超音波プロセッサUP200S(200W、24kHz)のチタンソノトロードS7(先端直径7mm)で接続した。超音波振幅は、1秒あたり1サイクルで50%に設定されました。反応混合物を、反応時間を通して超音波処理した。反応器室のもう一方のネックには、蒸発したメタノールを還流するためにカスタマイズされた水冷式のステンレス鋼コンデンサーが取り付けられていました。装置全体を、比例積分微分温度調節器によって制御される恒温オイルバスに入れた。温度は±1°Cの精度で65°Cまで上げることができます。 廃油は、純度99.9%のメタノールをバイオディーゼルエステル交換反応の原料として用いた。スモーク堆積ナノサイズのMgO(マグネシウムリボン)を触媒として用いた。
変換の優れた結果は、1.5重量%の触媒で得られました。 5:55℃で1メタノール油のモル比は、98.7%での変換は45分後に達成されました。
デバイスの推奨事項:
UP200S 超音波ソノトロードS7と
リファレンス/リサーチペーパー:
シバクマー、P .; Sankaranarayanan、S .; Renganathan、S .;シバクマー、P.():スモーク寄託ナノMgO触媒を使用したソノケミカルバイオディーゼルの生産に関する研究。化学反応工学紀要 & 触媒8月2日、2013年89 – 96。

カドミウム(II)-thioacetamideナノコンポジットの合成

超音波アプリケーション:
カドミウム(II)-チオアセトアミドナノコンポジットは、ソノケミカル経路を介してポリビニルアルコールの存在下および非存在下で合成された。ソノケミカル合成(ソノ合成)のために、0.532gの酢酸カドミウム(II)二水和物(Cd(CH3COO)2.2H2O)、0.148gのチオアセトアミド(TAA、CH3CSNH2)および0.664gのヨウ化カリウム(KI)を20mLの二重蒸留脱イオン水に溶解した。この溶液を、高出力プローブ型超音波装置UP400S(24kHz、400W)で室温で1時間超音波処理した。反応混合物の超音波処理中に、温度は鉄 - コンスタンチン熱電対によって測定されるように70-80degCに上昇した。1時間後、明るい黄色の沈殿物が形成された。遠心分離(4,000 rpm、15分)で単離し、残留不純物を除去するために二重蒸留水で洗浄し、次に無水エタノールで洗浄し、最後に空気中で乾燥させました(収率:0.915 g、68%)。12月 p.200°C 高分子ナノコンポジットを調製するために、1.992gのポリビニルアルコールを20mLの二重蒸留脱イオン水に溶解し、次いで上記の溶液に添加した。この混合物を、明るいオレンジ色の生成物が形成されたときに超音波プローブUP400Sを1時間超音波照射した。
SEMの結果は、PVAの存在下で粒子のサイズが25nmで、約38ナノメートルから減少することを実証しました。その後、我々は、前駆体としてのポリマーナノコンポジット、カドミウム(II)-thioacetamide / PVAの熱分解から球状形態を有する六方晶のCdSナノ粒子を合成しました。 CdSナノ粒子のサイズは、XRD及びSEMによって両方を測定し、その結果は、互いに非常によく一致しました。
Ranjbarら。 (2013)は、ポリマーのCd(II)ナノコンポジットは、興味深い形態を有する硫化カドミウムナノ粒子の調製に適した前駆体であることを見出しました。すべての結果は、超音波の合成は、このような高温、長い反応時間、および高圧などの特殊な条件を必要とせずに、ナノスケール材料の合成のための簡単な、効率的、低コスト、環境にやさしく、非常に有望な方法として成功裏に使用することができることを明らかにしました。
デバイスの推奨事項:
UP400S
リファレンス/リサーチペーパー:
Ranjbar、M .;モスタファYousefi、M .; Nozari、R .; Sheshmani、S.(2013):カドミウムチオアセトアミドナノコンポジットの合成とキャラクタリゼーション。 int型。 J. Nanosci。 Nanotechnol。 9/4、2013年203-212。

このビデオは、液体中の超音波キャビテーション誘発色変化を示しています。超音波処理は、酸化酸化還元反応を強化する。

キャビテーションは、超音波処理器UP400Stと色の変化を誘発

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二酸化炭素3 – 超音波ステアリン酸で被覆されました

超音波アプリケーション:
ナノ沈殿炭酸カルシウムの超音波コーティング3 ポリマー中の分散を改善し、凝集を低減するために、ステアリン酸と(NPCC)。コーティングされていないナノ沈殿炭酸カルシウム2gの3 (NPCC)は、30mlエタノール中の超音波処理器UP400Sで超音波処理されています。ステアリン酸の9重量%がエタノールに溶解されている。次いで、ステアリン酸を含むエタノールを、ソニフィケート懸濁液と混合した。
デバイスの推奨事項:
UP400S 22ミリメートル直径のソノトロード(H22D)、及び冷ジャケットをフローセル
リファレンス/リサーチペーパー:
Kowは、K. W .;アブドラ、E. C .;アジズ、A. R.(2009):ステアリン酸で被覆ナノ沈殿炭酸カルシウムにおける超音波の影響。化学工学4/5、2009年807-813のアジア太平洋ジャーナル。

硝酸セリウムドープシラン

超音波アプリケーション:
冷間圧延炭素鋼パネル(6.5cm、6.5cm、0.3cm、化学的に洗浄および機械的に研磨)を金属基材として使用しました。コーティング塗布の前に、パネルをアセトンで超音波洗浄し、次にアルカリ溶液(0.3mol L1 NaOH溶液)で60°Cで10分間洗浄しました。プライマーとして使用するために、基質前処理の前に、50部のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(γ−GPS)を含む典型的な製剤を約950部のメタノールで希釈し、pH 4.5(酢酸で調整)してシランの加水分解を可能にした。硝酸セリウム顔料をドープしたシランの調製手順は、1,2,3重量%の硝酸セリウム(γ-GPS)添加前にメタノール溶液に添加し、次いでこの溶液をプロペラ攪拌機で室温で1600rpmで30分間混合した以外は同じであった。次に、硝酸セリウム含有分散液を外部冷却浴で40°Cで30分間超音波処理した。超音波処理は、超音波装置UIP1000hd(1000W、20 kHz)約1 W / mLの入口超音波パワーで実行されました。基板前処理は、各パネルを適当なシラン溶液で100秒間リンスすることにより行った。処理後、パネルを室温で24時間乾燥させ、次いで、前処理したパネルを2液アミン硬化エポキシでコーティングした。(エポン828、シェル社)湿潤膜厚を90μmとした。エポキシコーティングされたパネルは、エポキシコーティングの硬化後、115°Cで1時間硬化させました。乾燥膜厚は約60μmであった。
デバイスの推奨事項:
UIP1000hd
リファレンス/リサーチペーパー:
Zaferani、S.H .; Peikari、M .; Zaarei、D .; Danaei、I.(2013):エポキシ被覆鋼のカソードdisbonding特性に硝酸セリウムを含有シラン前処理の電気化学的効果。接着科学技術22分の27、2013 2411年から2420年のジャーナル。

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銅 - アルミニウムフレームワーク:多孔質のCu-アルフレームワークの合成

超音波アプリケーション:
金属酸化物によって安定化された多孔質銅 - アルミニウムは、貴金属または有害な金属を含まない、プロパン脱水素のための有望な新しい代替触媒です。酸化された多孔性のCu-Al合金(金属スポンジ)の構造は、ラネー型金属と同様です。高出力超音波は、金属酸化物によって安定化された多孔質銅 - アルミニウムフレームワークの合成のためのグリーンケミストリー・ツールです。それらは、安価な(約3 EUR /リットルの製造コスト)であり、この方法は、容易にスケールアップすることができます。これらの新しい多孔性材料(または「金属スポンジ」)は、合金のバルク及び酸化表面を有し、低温でのプロパン脱水素化を触媒することができます。
超音波触媒調製のための手順:
5グラムのAl–Cu合金粉末を超純水(50mL)に分散させ、ヒールシャープローブ型超音波処理器UIP1000hd(20kHz、最大出力電力1000W)で60分間超音波処理した。超音波プローブ型装置には、ソノトロードBS2d22(先端領域3.8cmが装備されていた。2)およびブースターホーンB2-1.2。最大強度は57 W / cmであると計算されました2 81μmの機械的な振幅で。治療中のサンプルは、氷浴中で冷却しました。処理後、試料を24時間120℃で乾燥しました。
デバイスの推奨事項:
UIP1000hd ソノトロードBS2d22とブースターホーンB2-1.2と
リファレンス/リサーチペーパー:
Schäferhans、ヤナ。ゴメス-Queroの、サンティアゴ。 Andreeva、ダリアV .;ローゼンバーグ、Gadi氏(2011):小説と効果的な銅 - アルミニウムプロパン脱水素触媒。 CHEM。ユーロ。 J. 2011、17、12254から12256。

銅phathlocyanine劣化

超音波アプリケーション:
金属フタロシアニンの脱色及び破壊
銅ファスロシアニンは、37〜59 W / cmの電力レベルでフォールドトラフチャンバーを備えた500W超音波装置UIP500hdを使用して、酸化剤の触媒量の存在下で周囲温度および大気圧で水および有機溶媒で超音波処理されます2試料を5mLた(100mg / L)、choloformおよびピリジン50 D / D水超音波振幅の60%。反応温度:20°C。
デバイスの推奨事項:
UIP500hd

ゴールド:金ナノ粒子の形態学的修正

超音波アプリケーション:
金ナノ粒子は、形態学的に強烈な超音波照射下で変更されました。ダンベル状構造体に20分間の超音波処理を、金ナノ粒子を融合させます。純水および界面活性剤の存在下では、十分な発見されました。 60分後。超音波処理により、金ナノ粒子を水にワーム状またはリング状の構造を取得します。球形又は楕円形と融合したナノ粒子を超音波ドデシル硫酸ナトリウム又はドデシルアミン溶液の存在下で形成しました。
超音波治療のプロトコル:
超音波修飾のために、(7nmで±)25nmの平均直径を有する予備成形クエン酸保護金ナノ粒子になる金コロイド溶液を、密閉反応器室(約50mlの体積)中で超音波処理しました。金コロイド溶液(0.97mmol·L-1)超音波高強度で照射した(40W / cmの-2)チタン合金ソノトロードBS2d18(0.7インチ先端直径)を備えたヒールシャーUIP1000hdT超音波装置(20kHz、1000W)を使用して、超音波処理溶液の表面の下に約2cm浸した。金コロイドをアルゴン(O2 < 2つの容量ppm、エア液体)20分。前と200ミリリットルの割合で超音波処理中・分-1 溶液中の酸素を除去します。クエン酸三ナトリウム二水和物を添加することなく、各界面活性剤溶液の35 mLの部分を予備成形金コロイドの15ミリリットルにより加え、アルゴンガスで20分間バブリング。前と超音波治療中。
デバイスの推奨事項:
UIP1000hd ソノトロードBS2d18フローセル反応器と
リファレンス/リサーチペーパー:
Radziuk、D .; Grigoriev、D .;張、W .;蘇、D .; Möhwald、H .; Shchukin、D.(2010):予備成形金ナノ粒子の超音波支援融合。物理化学誌C 114、2010年1835年から1843年。

無機肥料 – 分析のためのCu、Cd、およびPbの浸出

超音波アプリケーション:
分析の目的のために、無機肥料からの銅、カドミウムと鉛の抽出:
銅、鉛、カドミウムの超音波抽出のために、肥料と溶媒の混合物を含むサンプルは、間接超音波処理のためのVialTweeter超音波処理器などの超音波装置で超音波処理されます。肥料サンプルは、50%(v / v)HNOの2mLの存在下で超音波処理されました3 3分間のガラス管インチ銅、カドミウムと鉛の抽出物は、フレーム原子吸光法(FAAS)によって決定することができます。
デバイスの推奨事項:
VialTweeter
リファレンス/リサーチペーパー:
リマ、A. F .;リヒター、E. M .;ムニョス、R. AにA.(2011):代替分析方法超音波支援抽出に基づく無機肥料における金属決意しました。ブラジルの化学会22/8 2011年1519年から1524年のジャーナル。

ラテックスの合成

超音波アプリケーション:
P(ST-BA)ラテックスの調製
ポリ(スチレン-r-ブチルアクリレート)P(St-BA)ラテックス粒子は、界面活性剤DBSAの存在下で乳化重合することにより合成されました。まずDBSA1gを三つ口フラスコの水100mLに溶解し、溶液のpH値を2.0に調整した。開始剤AIBN(0.168g)を有する2.80g Stおよび8.40g BAの混合モノマーをDBSA溶液に注いだ。O / Wエマルジョンは、1時間の磁気攪拌によって調製され、その後、超音波ホーン(プローブ/ソノトロード)を備えた超音波処理器UIP1000hdで超音波処理を行い、さらに30分間氷浴中。最後に、窒素雰囲気下のオイルバス中で90degCで2h重合を行った。
デバイスの推奨事項:
UIP1000hd
リファレンス/リサーチペーパー:
ポリ由来するフレキシブル導電膜の製造(3,4-エチレンジオキシチオフェン)epoly(スチレンスルホン酸)(PEDOT:PSS)不織布基材上に。材料化学と物理143、2013年143-148。
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リードの取り外し(ソノ浸出)

超音波アプリケーション:
汚染土壌からの鉛の浸出超音波:
超音波浸出実験は、20kHzの周波数で動作するチタンソニックプローブ(直径14mm)を備えた超音波ホモジナイザーUP400Sで行われました。超音波プローブ(ソノトロード)は、超音波強度を51 ± 0.4 W cmに設定して熱量測定的に較正されました-2 すべてのソノ浸出実験のため。ソノ浸出実験は、25±1℃で平底ジャケット付きガラスセルを用いてサーモスタットました。 0.3モルLの6ミリリットル:3つのシステムは、超音波処理下の土壌浸出溶液(0.1L)として用いました。-2 60mLの0F 0.3モルLを混合することによって調製酢酸液(pH 3.24)、3%(v / v)の硝酸液(pH 0.17)及び酢酸/酢酸塩(pHは4.79)の緩衝液-1 19 mLの0.5モルLと酢酸-1 NaOHを。ソノ浸出プロセス後、試料を超音波の適用後に土壌の浸出溶液と消化のリード電続い土壌から浸出溶液を分離するためにろ紙でろ過しました。
超音波は、汚染土壌から鉛の浸出水を高める上で貴重なツールであることが証明されました。超音波はまた、はるかに少ない有害な土壌をもたらす土壌からの浸出可能な鉛の近く完全に除去するための有効な方法です。
デバイスの推奨事項:
UP400S ソノトロードH14と
リファレンス/リサーチペーパー:
サンドバル・ゴンサレス、A .;シルバ・マルティネス、S .;ブラス・アマドール、G.(2007):リード除去土壌のための超音波浸出し、電気化学的処理コンバインド。電気化学システム10、2007 195-199のための新材料のジャーナル。

Pbs – 硫化物ナノ粒子合成鉛

超音波アプリケーション:
室温で、0.151グラムの酢酸鉛(鉛(CH3クー)2.3H2O)およびTAAの0.03グラム(CH3CSNH2)をイオン液体の5mLに添加し、「EMIM」「EtSO」4]、およびヒールシャー超音波処理器UP200Sとの超音波照射に課せられた50mLビーカー中の二重蒸留水の15mLを7分間。超音波プローブ/ソノトロードS1の先端を反応溶液に直接浸漬した。形成された暗褐色懸濁液を遠心分離して沈殿物を取り出し、二重蒸留水とエタノールでそれぞれ2回洗浄し、未反応試薬を除去した。生成物の特性に対する超音波の影響を調査するために、生成物が超音波照射の助けを借りずに24時間の連続攪拌で調製されることを除いて、反応パラメータを一定に保ちながら、もう1つの比較サンプルを調製した。
室温で水性イオン液体中の超音波支援合成をPBSナノ粒子の製造のために提案されました。この室温と環境に優しいグリーン方法は著しく合成時間を短縮し、複雑な合成手順を回避する、高速かつ鋳型を含みません。調製ナノクラスターは、粒子および量子閉じ込め効果の非常に小さいサイズに起因することができ3.86 eVでの膨大なブルーシフトを示しています。
デバイスの推奨事項:
UP200S
リファレンス/リサーチペーパー:
Behboudnia、M .;ハビビ-Yangjeh、A .; Jafari-Tarzanag、Y .; Khodayari、A.(2008):超音波照射を用いて水性[EMIM] [EtSO4]イオン性液体中のPbSナノ粒子の容易な、室温の調製および特性。韓国化学会1分の29、2008年53-56紀要。

フェノールの分解

超音波アプリケーション:
Rokhinaら。 (2013)は、過酢酸(PAA)及び不均質触媒(のMnOの組み合わせを使用しました2)超音波照射下の水溶液中のフェノールの分解用。超音波は、24kHzの固定周波数で連続的にまたはパルスモード(すなわち4秒オンと2秒オフ)のいずれかで超音波処理することができる400Wプローブ型超音波装置UP400Sを使用して行われた。計算された総電力入力、電力密度、およびシステムに散逸される電力強度は20W、9.5×10歳-2 W / cmで-3、および14.3 W / cmで-2それぞれ。固定電力は実験全体を通して使用されてきました。液浸サーキュレーターユニットは、反応器内の温度を制御するために使用されました。実際の超音波処理時間は4時間でしたが、実際の反応時間はパルスモードでの動作により6時間でした。典型的な実験では、ガラス反応器に100mLのフェノール溶液(1.05 mM)と適切な用量の触媒MnO2およびPAA(2%)を0〜2 g Lの範囲で充填しました。-1 それぞれ0〜150 ppmで、。全ての反応はcircum中性pH、大気圧下、室温(22±1℃)で実施しました。
超音波処理によって、触媒の表面積は、構造に変化がないと4倍大きな表面積をもたらす増加しました。ターンオーバー頻度(TOF)が7×10から増加しました-3 12.2×10まで-3 私に-1サイレントプロセスと比較しました。また、触媒の有意な浸出は検出されませんでした。試薬の比較的低い濃度でフェノールの等温酸化は、穏やかな条件で(89%まで)フェノールの高い除去速度を示しました。一般に、超音波は、最初の60分の間に酸化プロセスを加速させました。 (サイレント治療中40%対フェノールの除去の70%)。
デバイスの推奨事項:
UP400S
リファレンス/リサーチペーパー:
Rokhina、E. V。マカロワ、K。 Lahtinen、M。; Golovina、E. A。バンとして、H。 Virkutyte、J.(2013):超音波アシストのMnO2 フェノール分解の過酢酸の触媒ホモリシス:プロセス化学および動態の評価。化学工学ジャーナル221、2013年476から486まで。

フェノール:RUIを使用してフェノールの酸化3 触媒として

超音波アプリケーション:
RUI上フェノールの不均一水性酸化3 過酸化水素(Hと2ザ・2):RUI上フェノール(100 ppm)での触媒酸化3 触媒として、マグネチックスターラーおよび温度調節器を備えた100mLガラス反応器で研究した。反応混合物を800rpmの速度で1〜6時間撹拌して、触媒粒子の均一な分布および完全な懸濁のための完全な混合を提供した。キャビテーション気泡の振動および崩壊によって引き起こされる外乱のために超音波処理中に溶液の機械的攪拌は行われず、それ自体が非常に効率的な混合を提供する。溶液の超音波照射は、24kHzの固定周波数および400Wの最大出力で連続的にまたはパルスモードで動作することができる超音波(いわゆるプローブ型超音波処理器)を備えた超音波トランスデューサUP400Sを用いて行われた。
実験では、未処理のRUI3 触媒として(0.5-2 gLの-1)を懸濁液として反応媒体に導入し、以下のH2O2(30%、200〜1200ppmの範囲の濃度)を添加した。
Rokhinaら。超音波照射は、触媒粒子の断片化の結果として、より高い表面積を有する微孔質構造体の製造、触媒のテクスチャー特性の改変に重要な役割を果たしていることを彼らの研究に見られます。また、触媒粒子の凝集を防止し、触媒の活性部位にフェノールと過酸化水素のアクセシビリティを向上させる、促進効果を有していました。
サイレント酸化プロセスと比較して超音波支援プロセス効率の2倍の増加は、触媒の改善された触媒挙動および•OH、•HO2および•Iのような酸化種の生成に起因した2 ラジカルの水素結合の切断と再結合を介しました。
デバイスの推奨事項:
UP400S
リファレンス/リサーチペーパー:
Rokhina、E. V .; Lahtinen、M .;ノルティ、M. C. M .; Virkutyte、J.(2009):フェノールの超音波支援不均質ルテニウム触媒による湿式過酸化物酸化。アプライド・触媒反応B:環境87、2009 162- 170。

PLAコーティングされたAg / ZnO粒子

超音波アプリケーション:
Ag/ZnO粒子のPLAコーティング:PLAでコーティングされたAg/ZnOのマイクロおよびサブマイクロ粒子は、水中油型エマルジョン溶媒蒸発法によって調製されました。この方法は以下の方法で行った。まず、400mgのポリマーを4mlのクロロホルムに溶解した。得られたクロロホルム中のポリマーの濃度は100mg/mlであった。次に、ポリマー溶液を、攪拌速度24,000rpmでホモジナイザーで連続攪拌しながら、各種界面活性剤系の水溶液(乳化剤、PVA 8-88)に乳化した。混合物を5分間撹拌し、この間に形成エマルジョンを氷で冷却した。界面活性剤の水溶液とPLAのクロロホルム溶液の比率は、すべての実験で同一であった(4:1)。続いて、得られたエマルジョンを超音波プローブ型装置UP400S(400W、24kHz)によってサイクル0.5および振幅35%で5分間超音波処理した。最後に、調製したエマルジョンを三角フラスコに移し、攪拌し、減圧下で有機溶媒をエマルジョンから蒸発させ、最終的に粒子懸濁液を形成した。溶媒除去後、懸濁液を3回遠心分離し、乳化剤を除去した。
デバイスの推奨事項:
UP400S
リファレンス/リサーチペーパー:
Kucharczyk、P .; Sedlarik、V .; Stloukal、P .; Bazant、P .; Koutny、M .; Gregorova、A .; Kreuh、D .; Kuritka、I.(2011):ポリ(L-乳酸)コーティングされたマイクロ波合成ハイブリッド抗菌粒子。 Nanocon 2011。

ポリアニリン複合

超音波アプリケーション:
水ベースの自己ドープ型ナノポリアニリンの調製(SPAni)合成(SC-WB)
水性SPAni複合体を調製するために、ScCO2媒体中でのin-situ重合を使用して合成された0.3グラムSPAniを水で希釈し、1000W超音波ホモジナイザーUIP1000hdによって2分間超音波処理した。次いで、懸濁生成物を125グラムの水ベースの硬化剤マトリックスを15分間添加することによって均質化し、最終超音波処理を周囲温度で5分間行った。
デバイスの推奨事項:
UIP1000hd
リファレンス/リサーチペーパー:
Bagherzadeh、M.R。; Mousavinejad、T .; Akbarinezhad、E .; Ghanbarzadeh、A.(2013):SCCO2合成し自己ドープ型Nanopolyanilineを含む水性エポキシコーティングの保護性能。 2013。

多環芳香族炭化水素類:ナフタレン、アセナフチレンとフェナントレンのソノケミカル分解

超音波アプリケーション:
水中の多環芳香族炭化水素(PAH)ナフタレン、アセナフチレンおよびフェナントレンのソノ化学的分解のために、サンプル混合物を20◦Cおよび各標的PAHの50μg/l(総初期濃度の150μg/l)で超音波処理した。超音波は、連続モードまたはパルスモードのいずれかで動作することができるUP400Sホーン型超音波装置(400W、24kHz)によって適用されました。超音波処理装置UP400Sは、直径7mmの先端を有するチタンプローブH7を装備していた。反応は、チタンホーンを反応容器の上部に取り付け、Oリングとテフロンバルブを使用して密封した200mLの円筒形ガラス反応容器で実施しました。反応容器を水浴に入れ、処理温度を制御した。光化学反応を避けるために、容器はアルミホイルで覆われていました。
分析結果は、のPAHの変換は、超音波処理時間の増加に伴って増加することを示しました。
ナフタレンのために、超音波アシスト変換(150Wに設定した超音波パワー)が30分後に達成77.6パーセントから増加しました。 60分後に84.4パーセントに超音波処理。超音波処理。
アセナフチレンのために、超音波アシスト変換(150Wに設定した超音波パワー)が30分後に達成77.6パーセントから増加しました。 60分後に84.4パーセントに150Wの超音波パワーを持つ超音波処理。 150W超音波で超音波処理は、30分後に達成80.7パーセントから増加しました。 60分後に96.6パーセントに150Wの超音波パワーを持つ超音波処理。超音波処理。
フェナントレンため、超音波アシスト変換(150Wに設定した超音波パワー)が30分後に達成73.8パーセントから増加しました。 60分後に83.0パーセントに超音波処理。超音波処理。
第一鉄イオンを添加した場合、分解効率を高めるために、過酸化水素がより効率的に利用することができます。第一鉄イオンの添加は、フェントン様反応をシミュレートする相乗効果を有することが示されています。
デバイスの推奨事項:
UP400S H7と
リファレンス/リサーチペーパー:
Psillakis、E .; Goula、G .; Kalogerakis、N; Mantzavinos、D.(2004):超音波照射による水溶液中の多環芳香族炭化水素の分解。危険物B108、2004 95-102のジャーナル。

基板から酸化物層除去

超音波アプリケーション:
銅基板上のCuOナノワイヤを成長させる前に基板を準備するために、Cu表面上に真性酸化物層は2分間0.7 M塩酸で試料を超音波処理することにより除去しました。ヒールシャーUP200Sと。サンプルは、超音波で5分間アセトンで洗浄しました。有機汚染物質を除去するために、十分に脱イオン(DI)水ですすぎ、そして圧縮空気で乾燥させました。
デバイスの推奨事項:
UP200S または UP200St
リファレンス/リサーチペーパー:
Mashock、M .;ゆう、K .;崔、S .;真央、S .;呂、G .;陳、J.(2012):CuOのナノワイヤのモジュガス検知特性、それらの表面上の離散ナノサイズのp-nは接合の作成を通じて。 ACSアプライドマテリアル & インタフェース4、2012年4192から4199まで。

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超音波高剪断ホモジナイザーは、実験室、ベンチトップ、パイロット、産業加工で使用されます。

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

ボルタンメトリー実験

超音波アプリケーション:
超音波増強ボルタンメトリー実験のために、ガラスホーン(直径13mmの先端)を備えたヒールシャー200ワット超音波装置UP200Sが採用された。超音波は8 W / cmの強度で適用されました-2
水溶液中のナノ粒子の拡散の遅い速度とナノ粒子あたりの酸化還元中心の数が多いために、ナノ粒子の直接溶液相ボルタンメトリーは、吸着効果によって支配されます。吸着に蓄積せずに、ナノ粒子を検出するために、実験的なアプローチは、ナノ粒子の十分に高い濃度(I)で選択しなければならないこと、(ii)小電極は、信号対バックグラウンド比を改善するため、または(III)非常に高速大量輸送。
したがって、マッケンジーら。 (2012)大幅に電極表面に向かってナノ粒子の質量輸送速度を向上させるためにパワー超音波を使用しました。彼らの実験では、電極は、直接5ミリメートル電極対角距離と8 W / cmの有する高強度の超音波にさらされます-2 攪拌とキャビテーション洗浄をもたらす超音波処理強度。試験酸化還元系、Ru(NH3)の一電子還元63+ 水性0.1 MのKClに、これらの条件下で達成質量輸送速度を較正するために使用しました。
デバイスの推奨事項:
UP200S または UP200St
リファレンス/リサーチペーパー:
マッケンジー、K. J .;マルケン、F.(2001):直接水溶液中のFe 2 O 3ナノ粒子の電気化学及び錫ドープ酸化インジウムに吸着。純正応用化学、12分の73、20011885-1894.

ラボから工業規模へのソノケミカル反応のための超音波処理装置

ヒールシャーは、ハンドヘルドラボホモジナイザーから大量のストリームのための完全な産業用超音波処理器まで超音波処理器のフルレンジを提供しています。テスト中に小規模で達成されたすべての結果、R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production.ヒールシャー超音波処理器は、信頼性が高く、堅牢で、24/7操作のために構築されています。
私たちを尋ねる、どのように評価するか、最適化し、プロセスを拡張!我々は、すべての段階であなたを支援するために喜んでいます – あなたの工業生産ラインの設置への最初のテストやプロセスの最適化から!

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超音波装置UP200St(200W)界面活性剤として1%wt Tween80を使用してカーボンブラックを水に分散させる。

超音波装置UP200Stを使用したカーボンブラックの超音波分散

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超音波改善化学反応対従来の反応の例

以下の表は、いくつかの一般的な化学反応の概要を示しています。各反応について、従来の反応対超音波強化反応は、収率および変換速度に関して比較される。
 

反応反応時間 – コンベンショナル反応時間 – 超音波歩留まり – 従来比(%)歩留まり – 超音波(%)
ディールス・アルダー環化35時間3.5時間77.997.3
インダンのインダン-1-オンへの酸化3時間3時間27%未満73%
メトキシアミノシランの還元反応なし3時間0%100%
長鎖不飽和脂肪酸エステルのエポキシ化2時間15分48%92%
アリールアルカンの酸化4時間4時間12%80%
一置換α,β-不飽和エステルへのニトロアルカンのマイケル付加2日間2時間85%90%
2-オクタノールの過マンガン酸酸化5時間5時間3%93%
カイゼン・シュミット縮合によるカルコン類の合成60分10 ミン5%76%
2-ヨードニトロベンゼンのUIllmannカップリング2時間2H日焼けが少ない 1.5%70.4%
リフォーマットスキー反応12時間30分50%98%

(参照:アンジェイ・スタンキェヴィチ、トム・ヴァン・ガーヴェン、ゲオルギオス・ステファニディス:プロセス強化の基礎、初版。ワイリーによって2019年公開)

知る価値のある事実

超音波組織ホモジナイザーは、マニホールドプロセスや産業に使用されます。超音波処理器が使用される特定のアプリケーションに応じて、それはプローブ型超音波処理器、ソニックライザー、ソノライザー、超音波破壊器、超音波グラインダー、ソノラプター、ソニファイア、ソニックディスメムブラター、セルディスカプター、超音波分散機またはディゾルバーと呼ばれます。異なる用語は、超音波処理によって満たされる特定のアプリケーションを指します。



高性能超音波!ヒールシャー製品の範囲は、ベンチトップユニット上のコンパクトなラボ超音波装置から完全な産業用超音波システムまで、全スペクトルをカバーしています。

ヒールシャー超音波は、から高性能超音波ホモジナイザーを製造しています ラボ産業サイズ。


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