Sonochemistry: Applikatioun Notizen

Sonochemie ass den Effekt vun Ultraschallkavitatioun op chemesche Systemer. Wéinst den extremen Konditiounen, déi an der Kavitatioun optrieden “waarm Plaz”, Power Ultraschall ass eng ganz effektiv Method fir d'Reaktiounsresultat ze verbesseren (méi héich Ausbezuele, besser Qualitéit), Konversioun an Dauer vun enger chemescher Reaktioun. E puer chemesch Verännerungen kënnen nëmmen ënner Sonikatioun erreecht ginn, sou wéi d'Nano-Gréisst Zinnbeschichtung vun Titan oder Aluminium.

Fannt hei ënnen eng Auswiel vu Partikelen a Flëssegkeete mat verwandte Empfehlungen, wéi Dir d'Material behandelt fir d'Partikel mat engem Ultraschallhomogenisator ze molen, ze verdeelen, ze deagglomeréieren oder ze änneren.

Fannt hei ënnen e puer Sonikatiounsprotokoller fir erfollegräich sonochemesch Reaktiounen!

An alphabetesch Uerdnung:

α-Epoxyketonen – Ring-Ouverture Reaktioun

Ultraschall Applikatioun:
D'katalytesch Ringöffnung vun α-Epoxyketone gouf mat enger Kombinatioun vun Ultraschall a photochemesche Methoden duerchgefouert. 1-Benzyl-2,4,6-Triphenylpyridiniumtetrafluoroborat (NBTPT) goufen als Fotokatalysator benotzt. Duerch d'Kombinatioun vun der Sonikatioun (Sonochemie) an der Photochemie vun dëse Verbindungen an der Präsenz vun NBTPT gouf d'Ouverture vum Epoxidring erreecht. Et gouf bewisen datt d'Benotzung vun Ultraschall den Taux vun der photo-induzéierter Reaktioun wesentlech erhéicht huet. Ultraschall kann d'photokatalytesch Ringöffnung vun α-Epoxyketonen eescht beaflossen, haaptsächlech wéinst dem effiziente Massentransfer vun de Reaktanten an dem opgereegten Zoustand vun NBTPT. Och den Elektronentransfer tëscht den aktive Spezies an dësem homogene System mat Sonikatioun geschitt
méi séier wéi de System ouni sonication. Déi méi héich Ausbezuelen a méi kuerz Reaktiounszäite si Virdeeler vun dëser Method.

Ultraschall-assistéiert photokatalytesch Ringöffnung vun α-Epoxyketonen (Studie a Grafik: © Memarian et al 2007)

Sonication Protokoll:
α-Epoxyketone 1a-f an 1-Benzyl-2,4,6-triphenylpyridiniumtetrafluoroborate 2 goufen no de gemellt Prozedure virbereet. Methanol gouf vu Merck kaaft a virum Gebrauch destilléiert. Den Ultraschallapparat, deen benotzt gouf, war en UP400S Ultraschallsonde-Apparat vun Hielscher Ultrasonics GmbH. E S3 Ultraschall-Immersiounshorn (och bekannt als Sonde oder Sonotrode) emittéiert 24 kHz Ultraschall bei Intensitéitsniveauen, déi bis zu enger maximaler Schallkraaftdicht vun 460Wcm ofstëmmen^-2 benotzt gouf. Sonication gouf bei 100% (maximal Amplitude 210μm) duerchgefouert. D'Sonotrode S3 (maximal Tauchdéift vun 90mm) gouf direkt an d'Reaktiounsmëschung ënnerdaach. UV-Bestralung goufe mat enger 400W Héichdrock Quecksilberlampe vun Narva mat Ofkillung vu Proben am Duran Glas gemaach. Déi ¹H NMR Spektra vun der Mëschung vu Fotoprodukter goufen am CDCl gemooss₃ Léisunge mat Tetramethylsilane (TMS) als intern Norm op engem Bruker drx-500 (500 MHz). Preparativ Schichtchromatographie (PLC) gouf op 20 × 20 cm duerchgefouert² Placke beschichtet mat 1mm Schicht Merck Silikagel PF₂₅₄ virbereet andeems d'Silika als Schlamm ugewannt an an der Loft getrocknt gëtt. All Produkter si bekannt an hir Spektraldaten goufen virdru gemellt.
Apparat Empfehlung:
UP400S mat Ultraschallhorn S3
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Memarian, Hamid R.; Saffar-Teluri, A. (2007): Photosonochemical catalytic Ring Ouverture vun α-epoxyketones. Beilstein Journal of Organic Chemistry 3/2, 2007.

Aluminium / Néckel Katalysator: Nano-Struktur vun Al / Ni Alloy

Ultraschall Applikatioun:
Al / Ni-Partikel kënne sonochemesch geännert ginn duerch d'Nanostrukturéierung vun der initialer Al / Ni-Legierung. Therbey, en effektive Katalysator fir d'Hydrenatioun vun Acetophenon gëtt produzéiert.
Ultrasonic Virbereedung vun Al / Ni Katalysator:
5g vun der kommerziell Al / Ni-Legierung gouf a gereinegt Waasser (50mL) verspreet a bis zu 50 min sonicéiert. mam Ultraschallsonde-Typ Sonicator UIP1000hd (1kW, 20kHz) ausgestatt mam Ultraschallhorn BS2d22 (Kappfläch vun 3,8 cm)²) an de Booster B2-1.8. Déi maximal Intensitéit gouf op 140 Wcm berechent^-2 bei mechanesch Amplituden vun 106μm. Fir d'Temperaturerhéijung während der Sonikatioun ze vermeiden, gouf d'Experiment an enger thermostatescher Zell gemaach. No sonication gouf d'Probe ënner Vakuum mat enger Hëtzt Pistoul gedréchent.
Apparat Empfehlung:
UIP1000hd mat Sonotrode BS2d22 a Boosterhorn B2-1.2
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Dulle, Jana; Nemeth, Silke; Skorb, Ekaterina V.; Irrgang, Torsten; Senker, Jürgen; Kempe, Rhett; Fery, Andreas; Andreeva, Daria V. (2012): Sonochemical Aktivatioun vun Al / Ni Hydrogenatioun Katalysator. Advanced Functional Materials 2012. DOI: 10.1002/adfm.201200437

Biodiesel Transesterifikatioun mat MgO Katalysator

Ultraschall Applikatioun:
D'Transesterifikatiounsreaktioun gouf ënner konstanter Ultraschallmëschung mam Sonicator UP200S studéiert fir verschidde Parameteren wéi Katalysator Quantitéit, de molare Verhältnis vu Methanol an Ueleg, Reaktiounstemperatur an Reaktiounsdauer. D'Batch Experimenter goufen an engem hart Glas Reaktor (300 ml, 7 cm intern Duerchmiesser) mat zwee Hals Buedem Deckel gemaach. Een Hals gouf mat Titan Sonotrode S7 (Spëtzt Duerchmiesser 7 mm) vum Ultraschallprozessor UP200S (200W, 24kHz) verbonnen. D'Ultraschallamplitude gouf op 50% gesat mat 1 Zyklus pro Sekonn. D'Reaktiounsmëschung gouf während der Reaktiounszäit sonicéiert. Den aneren Hals vun der Reaktorkammer gouf mat engem personaliséierten, Waassergekillten, Edelstahl Kondensor ausgestatt fir de verdampte Methanol ze refluxen. De ganzen Apparat gouf an engem konstante Temperatur Ueleg Bad kontrolléiert haten vun engem proportional integral derivative Temperatur Kontroll. D'Temperatur kann bis zu 65 ° C mat enger Genauegkeet vun ± 1 ° C erhéicht ginn. Offall Ueleg, 99,9% pure Methanol goufen als Material fir d'Biodiesel Transesterifikatioun benotzt. Rauchdeponéiert Nano-Gréisst MgO (Magnesiumband) gouf als Katalysator benotzt.
En exzellent Resultat vun der Konversioun gouf bei 1,5 wt% Katalysator kritt; 5:1 Methanol Ueleg molar Verhältnis bei 55 ° C, eng Konversioun vun 98,7% gouf no 45 min erreecht.
Apparat Empfehlung:
UP200S mat Ultraschall Sonotrode S7
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Sivakumar, P.; Sankaranarayanan, S.; Renganathan, S.; Sivakumar, P.(): Studien iwwer Sono-Chemesch Biodiesel Produktioun mat Smoke Deposited Nano MgO Katalysator. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis 8/2, 2013. 89 – 96.

Kadmium(II)-Thioacetamid Nanokomposit Synthese

Ultraschall Applikatioun:
Cadmium(II)-Thioacetamid Nanokomposite goufen an der Präsenz an der Verontreiung vu Polyvinylalkohol iwwer sonochemesch Wee synthetiséiert. Fir déi sonochemesch Synthese (Sono-Synthese) goufen 0,532 g Kadmium(II)acetatdihydrat (Cd(CH3COO)2,2H2O), 0,148 g Thioacetamid (TAA, CH3CSNH2) an 0,664 g Kaliumiodid (KI2) opgeléist (KI2) duebel destilléiert deioniséiertem Waasser. Dës Léisung gouf sonicated mat engem High-Power Sonde-Typ Ultrasonicator UP400S (24 kHz, 400W) bei Raumtemperatur fir 1 h. Wärend der Sonikatioun vun der Reaktiounsmëschung ass d'Temperatur op 70-80degC eropgaang wéi gemooss vun engem Eisen-Konstantin Thermoelement. No enger Stonn entsteet en hellgiel Nidderschlag. Et gouf isoléiert duerch Zentrifugéierung (4.000 RPM-, 15 min), mat duebeldestilléiertem Waasser gewäsch an duerno mat absoluten Ethanol fir d'Rescht Gëftstoffer ze entfernen a schliisslech an der Loft gedréchent (Ausbezuele: 0,915 g, 68%). Dez. p.200°C. Fir e polymere Nanokomposit ze preparéieren, gouf 1.992 g Polyvinylalkohol an 20 ml duebel destilléiert deioniséiertem Waasser opgeléist an duerno an déi uewe genannte Léisung bäigefüügt. Dës Mëschung gouf Ultraschall mat der Ultraschallsonde UP400S fir 1 h bestrahlt wann en hell orange Produkt geformt gouf.
D'SEM Resultater weisen datt a Präsenz vu PVA d'Gréisste vun de Partikelen vun ongeféier 38 nm op 25 nm erofgaange sinn. Dann synthetiséiert mir sechseckegen CdS Nanopartikel mat kugelfërmeg Morphologie aus thermescher Zersetzung vun der polymeric Nanocomposite, Cadmium (II) -thioacetamide / PVA als Virleefer. D'Gréisst vun den CdS Nanopartikele gouf souwuel duerch XRD wéi och SEM gemooss an d'Resultater ware ganz gutt mateneen Accord.
Ranjbar et al. (2013) huet och festgestallt datt de polymeresche Cd(II) Nanokomposit e gëeegente Virgänger fir d'Virbereedung vu Kadmiumsulfid Nanopartikele mat interessante Morphologien ass. All Resultater hunn opgedeckt datt d'Ultraschallsynthese erfollegräich als einfach, effizient, bëlleg, ëmweltfrëndlech a ganz villverspriechend Method fir d'Synthese vun nanoskala Materialien benotzt ka ginn ouni speziell Konditiounen, wéi héich Temperatur, laang Reaktiounszäiten an héijen Drock. .
Apparat Empfehlung:
UP400S
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Ranjbar, M.; Mostafa Yousefi, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Synthese a Charakteriséierung vu Cadmium-Thioacetamid Nanocomposites. Int. J. Nanosci. Nanotechnologie. 9/4, 2013. 203-212.

CaCO3 – Ultraschall Beschichtete mat Stearinsäure

Ultraschall Applikatioun:
Ultraschallbeschichtung vun Nano-ausgefällt CaCO₃ (NPCC) mat Stearinsäure fir seng Dispersioun am Polymer ze verbesseren an d'Agglomeratioun ze reduzéieren. 2g onbeschichtete Nano-ausgefällt CaCO₃ (NPCC) gouf mat dem Sonicator UP400S an 30ml Ethanol sonicéiert. 9 Gewiicht% Stearinsäure gouf an Ethanol opgeléist. Ethanol mat Stearinsäure gouf duerno mat der sonificéierter Suspension gemëscht.
Apparat Empfehlung:
UP400S mat 22mm Duerchmiesser sonotrode (H22D), an Flux Zell mat kille jacket
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Kow, KW; Abdullah, EC; Aziz, AR (2009): Effekter vum Ultraschall bei der Beschichtung Nano-ausgefällt CaCO3 mat Stearinsäure. Asien-Pazifik Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807-813.

Cerium Nitrat dotéiert Silan

Ultraschall Applikatioun:
Kalgewalzte Kuelestolplacke (6.5cm, 6.5cm, 0.3cm; chemesch gereinegt a mechanesch poléiert) goufen als metallesch Substrate benotzt. Virun der Beschichtungsapplikatioun goufen d'Panelen ultraschall mat Aceton gereinegt an duerno mat enger alkalescher Léisung (0,3mol L1 NaOH Léisung) bei 60 ° C fir 10 min gebotzt. Fir als Primer ze benotzen, virum Substrat Virbehandlung, gouf eng typesch Formuléierung mat 50 Deeler γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (γ-GPS) mat ongeféier 950 Deeler Methanol verdünnt, am pH 4,5 (mat Essigsäure ugepasst) an erlaabt d'Hydrolyse vun silan. Virbereedungsprozedur fir dotéiert Silan mat Ceriumnitratpigmenter war d'selwecht, ausser datt 1, 2, 3 wt% Ceriumnitrat an d'Methanolléisung virum (γ-GPS) Zousatz bäigefüügt gouf, da gouf dës Léisung mat engem Propellerrührer gemëscht. 1600 U/min 30 Min. bei Raumtemperatur. Duerno goufen d'Ceriumnitrat enthalen Dispersiounen fir 30 min bei 40 ° C mat engem externe Killbad sonicated. Den Ultraschallprozess gouf mam Ultrasonicator UIP1000hd (1000W, 20 kHz) mat enger Inlet Ultraschallkraaft vu ronn 1 W / ml gemaach. Substrat Virbehandlung gouf duerch Spülen vun all Panel fir 100 Sekonnen duerchgefouert. mat der passender Silan Léisung. No der Behandlung goufen d'Panelen erlaabt fir 24 Stonnen bei Raumtemperatur ze dréchen, duerno goufen déi virbehandelt Paneele mat engem zwee-Pack amin-geheelt Epoxy beschichtet. (Epon 828, Shell Co.) fir 90μm naass Filmdicke ze maachen. Epoxy Beschichtete Paneele goufen erlaabt fir 1h bei 115 ° C ze heelen, no Aushärtung vun Epoxybeschichtungen; d'Trocknfilmdicke war ongeféier 60μm.
Apparat Empfehlung:
UIP1000hd
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Zaferani, SH; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Elektrochemesch Auswierkunge vu Silan-Virbehandlungen, déi Ceriumnitrat enthalen, op kathodeschen Ofbaueigenschaften vum epoxybeschichtete Stahl. Journal vun Haftung Science an Technology 27/22, 2013. 2411-2420.

Koffer-Aluminium Frameworks: Synthese vun poröse Cu-Al Kaderen

Ultraschall Applikatioun:
Porös Kupfer-Aluminium stabiliséiert duerch Metalloxid ass e villverspriechend neien alternativen Katalysator fir Propandehydrogenatioun, dee fräi vun Adel oder geféierlech Metaller ass. D'Struktur vun der oxidéierter poröser Cu-Al Legierung (Metallschwamm) ass ähnlech wéi Raney-Typ Metaller. Héichkraaft Ultraschall ass e gréngt Chimie-Tool fir d'Synthese vu poröse Kupfer-Aluminium Kaderen stabiliséiert duerch Metalloxid. Si sinn preiswert (Produktiounskäschte vun ongeféier 3 EUR/Liter) an d'Methode kann einfach opskaléiert ginn. Dës nei porös Materialien (oder "Metallschwämme") hunn en Legierungsvolumen an eng oxidéiert Uewerfläch, a kënne Propan-Dehydrogenatioun bei niddregen Temperaturen katalyséieren.
Prozedur fir d'Ultraschall Katalysator Virbereedung:
Fënnef Gramm vum Al-Cu Legierungspulver goufen an ultrapure Waasser (50mL) verspreet a fir 60 min mat dem Hielscher Sonde-Typ Sonicator UIP1000hd (20kHz, max. Ausgangsleistung 1000W) sonikéiert. Den Ultraschall Sonde-Typ Apparat war mat engem Sonotrode BS2d22 ausgestatt (Spëtztfläch 3,8 cm)²) an den Boosterhorn B2–1.2. Déi maximal Intensitéit gouf op 57 W / cm berechent² bei enger mechanescher Amplitude vun 81μm. Wärend der Behandlung gouf d'Probe an engem Äisbad ofgekillt. No der Behandlung ass d'Probe bei 120 ° C fir 24 Stonnen getrocknegt.
Apparat Empfehlung:
UIP1000hd mat Sonotrode BS2d22 a Boosterhorn B2-1.2
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Schäferhans, Jana; Gómez-Quero, Santiago; Andreeva, Daria V.; Rothenberg, Gadi (2011): Roman an effektiv Kupfer-Aluminium Propane Dehydrogenatioun Katalysatoren. Chem. EUR. J. 2011, 17, 12254-12256.

Kupfer Phathlocyanine Degradatioun

Ultraschall Applikatioun:
Decolorization an Zerstéierung vun metallophthalocyanines
Kupferphathlocyanin gëtt mat Waasser an organeschen Léisungsmëttel bei Ëmfeldstemperatur an Atmosphärendrock an der Präsenz vu katalytesche Betrag vun Oxidant sonicéiert mat dem 500W Ultraschall UIP500hd mat klappt duerch Kammer op engem Kraaftniveau vun 37-59 W / cm²: 5 ml Probe (100 mg / L), 50 D / D Waasser mat Choloform a Pyridin bei 60% vun der Ultraschallamplitude. Reaktiounstemperatur: 20°C.
Apparat Empfehlung:
UIP 500 hd

Gold: Morphologesch Modifikatioun vu Gold Nanopartikelen

Ultraschall Applikatioun:
Gold Nanopartikele goufen morphologesch geännert ënner intensiver Ultraschallbestralung. Fir Gold Nanopartikelen an eng Hantelähnlech Struktur ze fusionéieren eng Ultraschallbehandlung vun 20 min. a purem Waasser an an der Präsenz vun Surfaktanten gouf genuch fonnt. Nach 60 min. vun sonication, kréien d'Gold Nanopartikel eng Wuerm-ähnlechen oder ring-ähnlechen Struktur am Waasser. Fuséiert Nanopartikele mat kugelfërmeg oder ovalen Formen goufen ultraschall geformt an der Präsenz vu Natriumdodecylsulfat oder Dodecylaminléisungen.
Protokoll vun der Ultraschallbehandlung:
Fir d'Ultraschallmodifikatioun gouf d'kolloidal Goldléisung, déi aus preforméierten Zitrat-geschützte Gold Nanopartikele mat engem Duerchschnëttsduerchmiesser vu 25nm (± 7nm) besteet, an enger zouene Reaktorkammer (ongeféier 50mL Volumen) sonicated. D'kolloidal Goldléisung (0,97 mmol·L^-1) gouf ultraschall mat héijer Intensitéit (40 W/cm) bestrahlt^-2) mat engem Hielscher UIP1000hdT Ultraschall (20kHz, 1000W) equipéiert mat enger Titanlegierung Sonotrode BS2d18 (0,7 Zoll Tipp Duerchmiesser), deen ongeféier 2 cm ënner der Uewerfläch vun der sonikéierter Léisung ënnerdaucht gouf. Dat kolloidalt Gold gouf mat Argon (O₂ < 2 ppmv, Air Liquid) 20 min. virun a während sonication mat engem Taux vun 200 ml · min^-1 fir de Sauerstoff an der Léisung ze eliminéieren. A 35-ml Portioun vun all surfactant Léisung ouni Zousatz vun Trisodium citrate dihydrate gouf vun 15 ml vun preformed kolloidal Gold dobäi, bubbled mat engem Argongas 20 min. virun a während der Ultraschallbehandlung.
Apparat Empfehlung:
UIP1000hd mat sonotrode BS2d18 an Flux Zell Reakter
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Radziuk, D.; Grigoriev, D.; Zhang, W.; Sou, D.; Möhwald, H.; Shchukin, D. (2010): Ultraschall-Assisted Fusion of Preformed Gold Nanopartikel. Journal of Physical Chemistry C 114, 2010. 1835-1843.

Anorganesch Dünger – Ausleechung vu Cu, Cd a Pb fir Analyse

Ultraschall Applikatioun:
Extraktioun vu Cu, Cd a Pb aus anorganeschen Dünger fir analytesch Zwecker:
Fir d'Ultraschallextraktioun vu Kupfer, Bläi a Kadmium, Proben, déi eng Mëschung aus Dünger a Léisungsmëttel enthalen, gi mat engem Ultraschallapparat wéi den VialTweeter-Sonicator fir indirekt Sonikatioun sonikéiert. D'Dünger Echantillon goufen sonicated an der Präsenz vun 2ml vun 50% (v/v) HNO₃ 3 Minutten an Glasröhren. D'Extrakte vu Cu, Cd a Pb kënnen duerch Flam Atomabsorptionsspektrometrie (FAAS) bestëmmt ginn.
Apparat Empfehlung:
VialTweeter
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Lima, AF; Richter, EM; Muñoz, RAA (2011): Alternativ Analytesch Method fir Metallbestëmmung an anorganeschen Dünger baséiert op Ultraschall-assistéiert Extraktioun. Journal vun der brasilianescher Chemeschen Society 22/ 8. 2011. 1519-1524.

Latex Synthese

Ultraschall Applikatioun:
Virbereedung vun P(St-BA) Latex
Poly(styrene-r-butylacrylat) P(St-BA) Latexpartikele goufen duerch Emulsiounspolymeriséierung an der Präsenz vum Surfaktant DBSA synthetiséiert. 1 g DBSA gouf fir d'éischt an 100mL Waasser an enger Dräihalsfläsch opgeléist an de pH-Wäert vun der Léisung gouf op 2,0 ugepasst. Gemëschte Monomeren vun 2.80g St an 8.40g BA mam Initiator AIBN (0.168g) goufen an d'DBSA Léisung gegoss. D'O / W Emulsioun gouf iwwer magnetesch Rührung fir 1 h virbereet, gefollegt vun der Sonikatioun mam Sonicator UIP1000hd ausgestatt mat Ultraschallhorn (Sonde / Sonotrode) fir eng aner 30 min. am Äisbad. Schlussendlech gouf d'Polymeriséierung bei 90°C an engem Uelegbad fir 2 Stonnen ënner enger Stickstoffatmosphär duerchgefouert.
Apparat Empfehlung:
UIP1000hd
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Fabrikatioun vu flexibelen konduktiven Filmer ofgeleet vu Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)epoly(Styrensulfonsäure) (PEDOT: PSS) op den Net-woven Stoffer Substrat. Material Chimie a Physik 143, 2013. 143-148.
Klickt hei fir méi iwwer d'Sono-Synthese vu Latex ze liesen!

Lead Entfernung (Sono-Leaching)

Ultraschall Applikatioun:
Ultraschall Leachung vu Bläi aus kontaminéierte Buedem:
D'Ultraschall Leaching Experimenter goufen mat engem Ultraschall Homogenisator UP400S mat enger Titan sonic Sond (Duerchmiesser 14mm) gemaach, déi mat enger Frequenz vun 20kHz funktionnéiert. D'Ultraschallsonde (Sonotrode) gouf kalorimetresch kalibréiert mat der Ultraschallintensitéit op 51 ± 0,4 W cm gesat.^-2 fir all sono-leaching Experimenter. D'Sono-Leaching Experimenter goufen thermostatéiert mat enger flaach ënnen jacketed Glaszelle bei 25 ± 1 ° C. Dräi Systemer goufen als Buedemléisungsléisungen (0.1L) ënner Sonikatioun benotzt: 6 mL vun 0.3 mol L^-2 vun Essigsäureléisung (pH 3,24), 3% (v/v) Salpetersäureléisung (pH 0,17) an e Puffer vun Essigsäure/Acetat (pH 4,79) virbereet duerch Mëschung 60mL 0f 0,3 mol L^-1 Essigsäure mat 19 ml 0,5 mol L^-1 NaOH. Nom Sono-Leaching-Prozess goufen d'Proben mat Filterpabeier gefiltert fir d'Lachatléisung aus dem Buedem ze trennen, gefollegt vun der Leadelektrodeposition vun der Leachatléisung an der Verdauung vum Buedem no der Applikatioun vum Ultraschall.
Ultraschall gouf bewisen als e wäertvollt Tool fir d'Lachat vu Bläi aus verschmotztem Buedem ze verbesseren. Ultraschall ass och eng effektiv Method fir déi bal total Entfernung vu leachbare Blei aus dem Buedem, wat zu engem vill manner geféierleche Buedem resultéiert.
Apparat Empfehlung:
UP400S mat sonotrode H14
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Ultraschall Leaching an Electrochemical Behandlung kombinéiert fir Lead Ewechhuele Buedem. Journal vun New Material fir Electrochemical Systemer 10, 2007. 195-199.

PbS – Bläi Sulfid Nanopartikel Synthese

Ultraschall Applikatioun:
Bei Raumtemperatur, 0,151 g Bläiacetat (Pb(CH₃COO) 2.3H₂O) an 0,03 g TAA (CH₃CSNH₂) goufen zu 5mL vun der ionescher Flëssegkeet, [EMIM] [EtSO₄], an 15mL vun duebel destilléiert Waasser an engem 50mL Becher op Ultrasonic Bestrahlung mat der Hielscher sonicator UP200S fir 7 min imposéiert. Den Tipp vun der Ultraschallsonde / Sonotrode S1 gouf direkt an der Reaktiounsléisung ënnerdaach. Déi geformt donkelbrong Faarfsuspension gouf centrifugéiert fir de Nidderschlag erauszekréien an zweemol mat duebeldestilléiertem Waasser respektiv Ethanol gewascht fir déi onreagéiert Reagenz ze läschen. Fir den Effekt vum Ultraschall op d'Eegeschafte vun de Produkter z'ënnersichen, gouf eng méi vergläichend Probe virbereet, déi d'Reaktiounsparameter konstant behalen, ausser datt d'Produkt mat kontinuéierlecher Rührung fir 24 Stonnen ouni Hëllef vun Ultraschallbestralung virbereet gëtt.
Ultraschall-assistéiert Synthese an wässerlech ionesch Flëssegkeet bei Raumtemperatur gouf fir d'Virbereedung vu PbS Nanopartikelen proposéiert. Dës Raumtemperatur an ëmweltfrëndlech gréng Method ass séier a Template-gratis, wat d'Synthesezäit bemierkenswäert verkierzt an déi komplizéiert synthetesch Prozeduren vermeit. D'preparéiert Nanocluster weisen eng enorm blo Verréckelung vun 3,86 eV, déi zu enger ganz klenger Gréisst vu Partikelen a Quanteschutzeffekt zougeschriwwe ka ginn.
Apparat Empfehlung:
UP200S
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Jafari-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Facile a Raumtemperatur Virbereedung a Charakteriséierung vu PbS Nanopartikelen an Waasser [EMIM] [EtSO4] Ionesch Flëssegkeet mat Ultraschallbestralung. Bulletin vun Koreanesch Chemeschen Society 29/ 1, 2008. 53-56.

Phenol Degradatioun

Ultraschall Applikatioun:
Rokhina et al. (2013) benotzt d'Kombinatioun vun Peracetic Seier (PAA) an heterogen Katalysator (MnO)₂) fir d'Degradatioun vu Phenol an enger wässerlecher Léisung ënner Ultraschallbestrahlung. Ultrasonication gouf mat engem 400W Sonde-Typ Ultrasonicator UP400S duerchgefouert, deen fäeg ass entweder kontinuéierlech oder am Pulsmodus (dh 4 Sek. On an 2 Sek. Off) op enger fixer Frequenz vu 24 kHz ze sonikéieren. Déi berechent Gesamtkraaftinput, Kraaftdicht a Kraaftintensitéit, déi an de System dissipéiert goufen, waren 20 W, 9,5×10^-2 W/cm^-3an 14,3 W/cm^-2, respektiv. Déi fix Kraaft gouf während den Experimenter benotzt. Immersiounszirkulatiounseenheet gouf benotzt fir d'Temperatur am Reaktor ze kontrolléieren. Déi tatsächlech Sonikatiounszäit war 4 h, obwuel d'real Reaktiounszäit 6 h war wéinst der Operatioun am gepulste Modus. An engem typesche Experiment gouf de Glasreaktor mat 100mL Phenol-Léisung (1,05 mM) an entspriechend Dosen vum Katalysator MnO2 a PAA (2%) gefëllt, tëscht 0-2 g L^-1 an 0-150 ppm, respektiv. All Reaktioune goufen um neutralen pH, Atmosphärendrock an enger Raumtemperatur (22 ± 1 °C) gemaach.
Duerch Ultraschall gouf d'Uewerfläch vum Katalysator erhéicht, wat zu enger 4-fach méi grousser Uewerfläch resultéiert ouni Ännerung an der strukturell. D'Ëmsetzefrequenzen (TOF) goufe vu 7 x 10 erhéicht^-3 bis 12,2 x 10^-3 min^-1, am Verglach zum stille Prozess. Ausserdeem gouf keng bedeitend Auslauchung vum Katalysator festgestallt. D'isothermesch Oxidatioun vu Phenol bei relativ nidderegen Konzentratioune vu Reagens huet héich Entfernungsraten vu Phenol (bis zu 89%) bei mëlle Bedéngungen bewisen. Am Allgemengen huet Ultraschall den Oxidatiounsprozess während den éischte 60 min beschleunegt. (70% vun der Phenolentfernung vs. 40% während der roueger Behandlung).
Apparat Empfehlung:
UP400S
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Rokhina, EV; Makarova, K.; Lahtinen, M.; Golovina, EA; Van As, H.; Virkutyte, J. (2013): Ultraschall-assistéiert MnO₂ Katalyséiert Homolyse vu Peracetic Seier fir Phenol Degradatioun: D'Bewäertung vun der Prozesschemie a Kinetik. Chemeschen Engineering Journal 221, 2013. 476-486.

Phenol: Oxidatioun vu Phenol mat RuI₃ als Katalysator

Ultraschall Applikatioun:
Heterogen wässerlech Oxidatioun vu Phenol iwwer RuI₃ mat Waasserstoffperoxid (H₂O₂): D'katalytesch Oxidatioun vu Phenol (100 ppm) iwwer RuI₃ als Katalysator gouf an engem 100 ml Glasreaktor studéiert, deen mat engem magnetesche Rührer an engem Temperaturkontroller ausgestatt ass. D'Reaktiounsmëschung gouf bei enger Geschwindegkeet vun 800 rpm fir 1-6 Stonnen gerührt fir eng komplett Vermëschung fir eenheetlech Verdeelung a voller Suspension vu Katalysatorpartikelen ze bidden. Kee mechanesche Rühren vun der Léisung gouf während der Sonikatioun duerchgefouert wéinst der Stéierung verursaacht duerch Kavitatiounsblasen Schwéngung an Zesummebroch, déi sech selwer eng extrem effizient Mëschung ubitt. Ultraschallbestrahlung vun der Léisung gouf mat engem Ultraschalltransducer UP400S ausgestatt mat Ultraschall (sougenannte Sonde-Typ Sonicator), fäeg fir entweder kontinuéierlech oder an engem Pulsmodus op enger fixer Frequenz vu 24 kHz an enger maximaler Stroumausgang vu 400W ze bedreiwen. .
Fir den Experiment, onbehandelt RuI₃ als Katalysator (0,5-2 gL^-1) gouf als Suspension an d'Reaktiounsmedium mat der folgender H2O2 (30%, Konzentratioun am Beräich vun 200-1200 ppm) Zousatz agefouert.
Rokhina et al. an hirer Studie fonnt datt d'Ultraschallstrahlung eng prominent Roll bei der Modifikatioun vun den Textureigenschaften vum Katalysator gespillt huet, déi mikroporös Struktur mat méi héijer Uewerfläch als Resultat vun der Fragmentatioun vun de Katalysatorpartikelen produzéiert. Ausserdeem huet et e Promotiounseffekt, d'Agglomeratioun vun de Katalysatorpartikelen verhënnert an d'Accessibilitéit vu Phenol a Waasserstoffperoxid op den aktive Site vum Katalysator verbessert.
Déi zweefach Erhéijung vun der Ultraschall-assistéierter Prozesseffizienz am Verglach zum stille Oxidatiounsprozess gouf zum verbesserte katalytesche Verhalen vum Katalysator a Generatioun vun oxidéierende Spezies wéi •OH, •HO2 an •I zougeschriwwen.₂ iwwer Waasserstoffverbindunge Spaltung a Rekombinatioun vu Radikale.
Apparat Empfehlung:
UP400S
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Rokhina, EV; Lahtinen, M.; Nolte, MCM; Virkutyte, J. (2009): Ultraschall-Assistéiert Heterogen Ruthenium Katalyséiert Naass Peroxid Oxidatioun vu Phenol. Applied Catalysis B: Environmental 87, 2009. 162- 170.

PLA Beschichtete Ag / ZnO Partikel

Ultraschall Applikatioun:
PLA Beschichtung vun Ag / ZnO Partikelen: Mikro- an Submikro-Partikel vun Ag / ZnO Beschichtete mat PLA goufen duerch d'Ueleg-an-Waasser Emulsioun Léisungsmëttelverdampungstechnik virbereet. Dës Method gouf op déi folgend Manéier duerchgefouert. Als éischt goufen déi 400 mg Polymer a 4 ml Chloroform opgeléist. Déi resultéierend Konzentratioun vu Polymer am Chloroform war 100 mg / ml. Zweetens gouf d'Polymerléisung a Waasserléisung vu verschiddene Surfaktantsystemer (Emulgéiermëttel, PVA 8-88) ënner kontinuéierlech Rühren mat Homogenisator bei enger Rührgeschwindegkeet vun 24.000 RPM emulgéiert. D'Mëschung gouf fir 5 min gerührt. a während dëser Period gouf d'Formend Emulsioun mat Äis ofgekillt. D'Verhältnis tëscht Waasser Léisung vun surfactant an chloroform Léisung vun PLA war identesch an all Experimenter (4: 1). Duerno gouf déi kritt Emulsioun ultrasonicéiert vun engem Ultraschall Sonde-Typ Apparat UP400S (400W, 24kHz) fir 5 min. am Zyklus 0,5 an Amplituden 35%. Schlussendlech gouf d'preparéiert Emulsioun an d'Erlenmeyer-Kolbe transferéiert, gerührt, an den organesche Léisungsmëttel gouf aus der Emulsioun ënner reduzéierter Drock verdampft, wat schlussendlech zu der Bildung vu Partikelsuspension féiert. Nom Léisungsmëttelentfernung gouf d'Suspension dräimol centrifugéiert fir den Emulgator ze entfernen.
Apparat Empfehlung:
UP400S
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Kucharczyk, P.; Sedlarik, V.; Stloukal, P.; Bazant, P.; Koutny, M.; Gregorova, A.; Kreuh, D.; Kuritka, I. (2011): Poly (L-Mëllechsäure) Beschichtete Mikrowell synthetiséiert Hybrid Antibakteriell Partikel. Nanocon 2011.

Polyaniline Komposit

Ultraschall Applikatioun:
Virbereedung vu Waasserbaséierte selbstdotéierten Nano-Polyanilin (SPAni) Komposit (Sc-WB)
Fir de Waasserbaséierten SPAni Komposit ze preparéieren, 0.3 gr SPAni, synthetiséiert mat der In-situ Polymeriséierung am ScCO2 Medium, gouf mat Waasser verdünnt an 2 Minuten sonicéiert vun engem 1000W Ultraschallhomogenisator UIP1000hd. Duerno gouf d'Suspensionprodukt homogeniséiert andeems 125 g Waasserbaséiert Härter Matrix fir 15 min derbäigesat gouf. an déi lescht Sonikatioun gouf bei Ëmfeldtemperatur fir 5 min duerchgefouert.
Apparat Empfehlung:
UIP1000hd
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Bagherzadeh, MR; Mousavinejad, T.; Akbarinezhad, E.; Ghanbarzadeh, A. (2013): Schutzmoossnamen Leeschtung vun Waasser-baséiert Epoxy Beschichtete mat ScCO2 synthetiséiert Self-doped Nanopolyaniline. 2013.

Polyzyklesch aromatesch Kuelewaasserstoff: Sonochemesch Degradatioun vun Naphthalen, Acenaphthylen a Phenanthren

Ultraschall Applikatioun:
Fir déi sonochemesch Degradatioun vu polycycleschen aromatesche Kuelewaasserstoffer (PAHs) Naphthalen, Acenaphthylen a Phenanthren am Waasser, goufen Probemëschungen bei 20◦C an 50 µg / l vun all Zil-PAH (150 µg / l vun der totaler initialer Konzentratioun) sonicated. Ultrasonication gouf vun engem UP400S Horn-Typ Ultrasonicator (400W, 24kHz) applizéiert, deen fäeg ass entweder am kontinuéierlechen oder am Pulsmodus ze bedreiwen. De Sonicator UP400S war mat enger Titan Sonde H7 mat 7 mm Duerchmiesser Tipp ausgestatt. D'Reaktiounen goufen an engem 200 ml zylindresche Glasreaktiounsbehälter mat dem Titanhorn op der Spëtzt vum Reaktiounsbehälter montéiert a versiegelt mat O-Réng an engem Teflon-Ventil. D'Reaktiounsbehälter gouf an e Waasserbad plazéiert fir d'Prozesstemperatur ze kontrolléieren. Fir all photochemesch Reaktiounen ze vermeiden, gouf d'Behälter mat Aluminiumfolie bedeckt.
D'Analyseresultater weisen datt d'Konversioun vu PAHs eropgeet mat der Erhéijung vun der Sonikatiounsdauer.
Fir Naphthalen ass d'Ultraschall assistéiert Konversioun (Ultraschallkraaft op 150W gesat) eropgaang vun 77.6% erreecht no 30 min. sonication op 84,4% no 60 min. sonication.
Fir Acenaphthylen ass d'Ultraschall assistéiert Konversioun (Ultraschallkraaft op 150W gesat) eropgaang vun 77.6% erreecht no 30 min. sonication mat 150W Ultraschall Muecht op 84,4% no 60 min. sonication mat 150W Ultraschall erhéicht vun 80.7% erreecht no 30 min. sonication mat 150W Ultraschall Muecht op 96,6% no 60 min. sonication.
Fir Phenanthren ass d'Ultraschall assistéiert Konversioun (Ultraschallkraaft op 150W gesat) eropgaang vun 73.8% erreecht no 30 min. sonication op 83,0% no 60 min. sonication.
Fir d'Degradatiounseffizienz ze verbesseren, kann Waasserstoffperoxid méi effizient benotzt ginn wann Ferro-Ion bäigefüügt gëtt. D'Zousatz vu Ferro-Ion gouf gewisen datt se synergetesch Effekter hunn, déi eng Fenton-ähnlech Reaktioun simuléieren.
Apparat Empfehlung:
UP400S vum h7
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Psillakis, E.; Goula, G.; Kalogerakis, N.; Mantzavinos, D. (2004): Degradatioun vu polyzyklesche aromatesche Kuelewaasserstoffer an wässerleche Léisungen duerch Ultraschallbestralung. Journal vun geféierlech Materialien B108, 2004. 95-102.

Oxidschichtentfernung vu Substraten

Ultraschall Applikatioun:
Fir de Substrat virzebereeden ier Dir CuO Nanowires op Cu Substrater wuessen, gouf d'intrinsesch Oxidschicht op der Cu Uewerfläch geläscht andeems d'Probe an 0,7 M Salzsäure fir 2 min Ultraschall geläscht gouf. mat engem Hielscher UP200S. D'Probe gouf ultraschall an Aceton fir 5 min gebotzt. fir organesch Verschmotzungen ze entfernen, grëndlech mat deioniséierter (DI) Waasser gespullt an an der kompriméierter Loft getrocknegt.
Apparat Empfehlung:
UP200S oder UP 200 St
Referenz / Fuerschung Pabeier:
Maschock, M.; Yu, K.; Cui, S.; Mao, S.; Lu, G.; Chen, J. (2012): Modulating Gas Sensing Properties of CuO Nanowires through Creation of Discrete Nanosized p−n Junctions on Hir Surfaces. ACS applizéiert Materialien & Interfaces 4, 2012. 4192-4199.

voltammetrie Experimenter

Ultraschall Applikatioun:
Fir Ultraschall-verstäerkte Voltammetrie Experimenter gouf en Hielscher 200 Watt Ultrasonicator UP200S ausgestatt mat Glashorn (13-mm Duerchmiesser Tipp) benotzt. Den Ultraschall gouf mat enger Intensitéit vun 8 W / cm applizéiert^-2.
Wéinst dem luesen Taux vun der Diffusioun vun Nanopartikelen an wässerleche Léisungen an der héijer Zuel vu Redoxzentren pro Nanopartikel, gëtt déi direkt Léisungsphase Voltammetrie vun Nanopartikelen duerch Adsorptiounseffekter dominéiert. Fir Nanopartikelen ouni Akkumulation duerch Adsorptioun z'entdecken, muss eng experimentell Approche gewielt ginn mat (i) enger genuch héich Konzentratioun vun Nanopartikelen, (ii) kleng Elektroden fir d'Signal-zu-Réckgrond Verhältnis ze verbesseren, oder (iii) ganz séier Mass Transport.
Also, McKenzie et al. (2012) huet Kraaft-Ultraschall benotzt fir den Taux vum Massentransport vun Nanopartikelen op d'Elektrodenoberfläch drastesch ze verbesseren. An hirem experimentellen Setup ass d'Elektrode direkt un héijer Intensitéit Ultraschall mat 5 mm Elektroden-zu-Horn Distanz an 8 W / cm ausgesat.^-2 sonication Intensitéit resultéiert zu Agitatioun an cavitational Botzen. En Test Redox System, d'One-Elektron Reduktioun vu Ru(NH3)₆³⁺ an wässerlech 0,1 M KCl, gouf benotzt fir den Taux vum Massentransport ze kalibréieren, deen ënner dëse Konditiounen erreecht gëtt.
Apparat Empfehlung:
UP200S oder UP 200 St
Referenz / Fuerschung Pabeier:
McKenzie, KJ; Marken, F. (2001): Direkt Elektrochemie vun nanopartikulare Fe2O3 an wässerlecher Léisung an adsorbéiert op Zinn-dotéiert Indiumoxid. Pure Applied Chemistry, 73/12, 2001. 1885–1894.

Sonicators fir sonochemesch Reaktiounen vu Labo op Industrieskala

Hielscher bitt déi ganz Palette vun Ultraschaller aus dem Handheld Labo Homogenisator bis zu voller industrielle Sonicatoren fir héich Volumen Streams. All Resultater am klenge Skala während Testen erreecht, R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production. Hielscher Sonicators sinn zouverlässeg, robust a gebaut fir 24/7 Operatioun.
Frot eis, wéi Dir Äre Prozess evaluéiert, optiméiert an skaléiert! Mir si frou Iech bei allen Etappen ze hëllefen – vun éischten Tester a Prozessoptimiséierung bis Installatioun an Ärer industrieller Produktiounslinn!