Hielscher Ultraschall Technologie

Ultraschert Präparatioun vun metallorganesche Frameworks (MOF)

  • Metal-Organic Frameworks sinn Verbindungen aus Metall-Ionien an organesche Molekülen gebonnen, sou datt ee sech ee-, zwee- oder dreidimensional Hybridmaterial geschafe gëtt. Dës Hybridstrukturen kënnen porous oder net porös sinn an e wéilt funktionell Funktiounen hunn.
  • D'sonochemesch Synthese vun MOFs ass eng verspriechend Technik wéi d'metal-organesch Kristalle produzéiert ganz effizient an ëmweltfrëndlech sinn.
  • D'Ultraschallproduktioun vu MOFs kann linear opgeriicht ginn vun der Preparatioun vu klenge Mesuren am Labo fir voll kommerziell Produktioun.

Metal-Organic Frameworks

Kristallin Metal-organesch Kadere (MOFs) falen innerhalb der Kategorie vu potentiellen porösen Materialien, déi an der Gaslagerung, der Adsorptioun / Trennung, der Katalyse, als Adsorptiounsstécker, am Magnetismus, Sensorentemperatur a Drogenliewe kënne benotzt ginn. MOFs ginn normalerweis vun der Selbstversammlung gebaut, wou sekundär Bauwierker (SBUs) mat organeschen Distacen (Liganden) verbonne sinn fir komplex Netzwierker ze erstellen. D'organesch Spaceren oder d'metallesch SBUs kënne verännert ginn fir de Porositéit vum MOF ze kontrolléieren, wat wichteg ass wéi seng Funktionalitéiten an hirem Utility fir spezifesch Applikatiounen.

Sonochemical Synthese vun MOFs

Ultraschall Bestrahlung an déi duerch dëst entstoen Kavitation sinn bekannt fir seng eenzegaartegen Effekter op chemesch Reaktiounen, bekannt als Sonochemie. Déi gewalteg Auswierkunge vu Kavitationbäschen generéiert lokaliséiert Hot Spots mat extrem iwwerschreitend Temperaturen (5000 K), Drëpsen (1800 Atm), an Ofkillungsraten (1010Ks-1) wéi och d'Schockwellen an d'entstinn Liquiditéiten. Bei dësen cavitational Hot spots, d'Kristallkeimung a Wuesstum, z. B. vum Ostwald Reifelen, gëtt induzéiert an gefördert. D'Partikelgréisst ass awer nëmme begrenzt well déi heiell Spektakele charakteriséiert gëtt duerch extreme Kältegeschwindegkeet, déi d'Temperatur vum Reaktionsmedium bis an d'Millisekonnen falen.
Ultrasound ass bekannt fir MOFs ze synthetiséieren schnell ënner mëll Konditiounsbedingungen, wéi zum Beispill léisungspräisser ass, at Raumtemperatur sinn an ënner Ambitiounsdruck. Studien hunn weisen datt MOFs produzéiert kënne ginn kascht ass AT Héichgaang iwwer sonochemical route. Endlech ass de sonochemesch Synthese vu MOF ass eng Gréng, ëmweltfrëndlech Method.

Virbereedung vu MoF-5

An der Studie vum Wang et al (2011), Zn4O [1,4-Benzoldicarboxylat]3 gouf synthetiséiert sonochemesch Wee. 1,36g H2BDC an 4,84 g Zn (NO3) Fir2· 6H2O goufen onméiglech op 160mL DMF opgeléist. Dann ass 6,43 g TEA zu der Mischung ënnert Ultraschallbestrahlung ginn. No 2 Stonn gouf de féierenden Ausäll vun der Filtration gesammelt a vum DMF gewaschen. De Feststoff gouf bei 90 ° C am Vakuum getrocknt an duerno an engem Vakuum-Ofkalator gelagert.

Virbereedung vun mikroporösen MOF Cu3(BTC)2

Li et al. (2009) rapport d'effiziente Ultraschallsynheet vu dreidimensionalen (3-D) metallorganesche Kaddoe (MOF) mat 3-D-Kanälen, wéi Cu3(BTC)2 (HKUST-1, BTC = Benzol-1,3,5-Tricarboxylat). D'Reaktioun vu Cupricacetat a H3BTC an enger gemischter Léisung vu DMF / EtOH / H2O (3: 1: 2, v / v) bei der Ultraschallbestralung Raumtemperatur an Loftdrock fir kuerz Reaktiounsfäegkeeten (5-60 min) huet Cu gefrot3(BTC)2 In Héichgaang (62,6-85,1%). Dës Cu3(BTC)2 Nano-Kristalle hunn d'Dimensioune vun engem Gréisst vun 10-200 nm, wat vill ass kleng sinn wéi déi synthetiséiert mat conventionellem solvothermesche Method. Et waren keng signifikativ Ënnerscheeder an physescher physikaleschen Eegeschafte wéi zB BET-Uewerfläch, Porevolumen an Wasserstoffspeicherkapazitéit, tëscht Cu3(BTC)2 Nano-Kristalle virbereet mat Ultraschall-Methode an déi Mikrokristalle déi duerch verbesserte solvothermesch Methode gewonnen hunn. Am Verglach mat traditionnelle syntheteschen Techniken, wéi z. B. d'Solventdiffusiounstechnik, d'hydrothermesch a solvothermesche Methoden, gouf de Ultraschallmethode fir den Bau vu porösen MOFs festgestallt effizient an méi ëmweltfrëndlech.

Virbereedung vun engem een-dimensionalen Mg (II) MOF

Tahmasian et al. (2013) effizient, An Käschtegënschteg, an ëmweltfrëndlech sinn Wee fir en 3D supramolekularen metallorganesche Kaddo (MOF) ze produzéieren, baséiert op MgII, {[Mg (HIDC) (H2O)2] ⋅1,5H2O}n (H3L = 4,5-Imidazol-Dicarbonsäure) duerch en Ultraschall assistéierte Wee.
Nanostrukturéiert {[Mg (HIDC) (H2O)2] ⋅1,5H2O}n gouf iwwer déi folgend synthetiséiert sonochemesch Wee. Ze preparéieren {{Mg (HIDC) (H2O) 2] ⋅1,5H2O} n (1), 20 ml vun enger Léisung vum Ligand H3D'IDC (0,05 M) an de Kaliumhydroxid (0,1 M) goufen eng Ultraschallsonde mat engem Maximum vun 305 W positionéiert. Zu dëser Léisung goufen 20 mol Léisung vu Magnesiumnitrat (0,05 M) drop drop hinzeginn. Déi gewielte Präzisatioune goufen ausgefëllt, matt Waasser aethanol gewascht, a loftgetrocknegt (mp> 300ºC. (Zuel: C, 24,84; H, 3,2, N, 11,67%.)-1) ausgewielt Bands: 3383 (w), 3190 (w), 1607 (br), 1500 (m), 1390 (n), 1242 (m), 820 (m), 652 (m)).
Fir d'Auswierkunge vum Konzentratioun vun initialer Reagentioun op Gréisst a Morphologie vun der nanostrukturéierter Verbindung, hunn déi obengen Prozesser ënnert der Konzentrationsbedingung vun initialer Reagent gemaach: [HL2-] = [Mg2 +] = 0,025 M.

Sono-Synthese vun fluoreszenden mikroporösen MOFs

Qiu et al. (2008) fonnt a sonochemesch Wee fir d'rapid Synthese vu fluoreszend mikroporösen MOF, Zn3(BTC)2⋅12H2O (1) a selektive Erfassung vun Organoaminine mat Nanokristallen vun 1. D'Resultater weisen datt den Ultraschall Synthese ass en einfache, effiziente, niddrege Käschten an ëmweltfrëndlech Approche fir Nanoscale MOFs.
MOF 1 gouf mat der Ultraschallmethode bei engem synthetiséiert Ambiance Temperatur an Atmosphär Drock fir ënnerschiddleche Reaktionszeechen vu 5, 10, 30 an 90 min. E Kontrollbeispiel gouf och gemaach fir d'Verbindung 1 mat der hydrothermaler Methode ze synthetiséieren. D'Strukturen goufen duerch d'IR, d'Elementalanalyse an d'Rietveld-Analyse vum Pulver-Röntgenbeugungsmuster (XRD) mat WinPLOTR a Fullprof bestätegt13. Iwwerraschend ass d'Reaktioun vum Zincacetat-Dihydrat mat Benzin-1,3,5-Tricarbonsäure (H3BTC) an 20% vun Ethanol am Waasser (v / v) bei Ultraschallbestrahlung bei Raumtemperatur an Drock fir 5 min huet 1 eng bemierkenswert Héichgaang (75,3%, baséiert op H3BTC). Och d'Ausbezuelung vun 1 erhéicht grad vu 78,2% op 85,3% mat der Erhéijung vun der Reaktiounszäit vun 10 bis 90 min. Dëst Resultat weist datt séier Synthese vun MOF ka realiséiert ginn Héichgaang mat Ultraschallmethod. Am Verglach mat der hydrothermaler Synthese vun der selwere Verbindung MOF 1, déi bei 140 ° C bei 24 h héicht gedréit ass, gëtt 12 Ultraschallsynthese als en effiziente Methode mat héicher Ausbezuele a Käschtegënschteg.
Well kee Produkt gouf duerch Zesummesetzen vum Zincacetat mat H3BTC an dem selwechte Reaktionsmedium bei Raumtemperatur an Drock bei der Ofwuelung vun Ultraschall kritt, Sonication musst eng wichteg ass Roll während der Formatioun vum MOF 1.

Hielscher Ëmgeréits mächteg ultrasonic Apparater aus Labo fir industriell Skala (Klickt fir ze vergréisseren!)

Ultrasonic Prozesser: Vun Labo ze Industrie Skala

Sonochemical Equipment

Hielscher Ultrasonics huet laangfristeg Erfahrung am Design an der Fabrikatioun vu staarken a verlässlechen Ultraschall- a Sonochemie-Reaktoren. Hielscher behandelen Är Applikatioun Ufroen mat sengem breet Palette vun Ultraschall-Geräter – vu klengen Laborgerätscher eriwwer ass Bankcheck an Pilot Ultraschere bis zu vollstännegenIndustrieanlag fir sonochemical production on commercial scale. Eng grouss Variéitéit vu Sonotroden, Booster, Reaktoren, Flowzellen, Staus an Këschten an Accessoirë maachen d'Optimal Setup fir Är sonochemesch Reaktioun. Hielscher Ultraschall-Apparater sinn ganz robust sinn, gebaut fir 24/7 Et brauch nëmme ganz wéineg Maintenance.

Metal-Organic Frameworks (MOFs) ginn ënnert der Ultraschallbestrahlung forméiert (Klickt fir ze vergréisseren)

Metal-Organic Framworks kënnen effektiv duerch sonochemical route synthetiséiert ginn

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


UIP1000hd benotzt fir d'sonochemesch Synthese vu MOF-5 (Klickt fir ze vergréisseren)

Ultraschall UIP1000hd mat sonochemical Reaktor

Literatur / nëmmen

  • Dey, Chandan; Kundu, Tanay; Biswal, Bishnu P .; Mallick, Arijit; Banerjee, Rahul (2014): Kristallin Metal-organesch Kadere (MOF): Synthese, Struktur a Funktioun. Acta Crystallographica Sektioun B 70, 2014. 3-10.
  • Hashemi, Lida; Morsali, Ali; Yilmaz, Veysel T.; Büyükgüngor, Orhan; Khavasi, Hamid Reza; Ashouri, Fatemeh; Bagherzadeh, Mojtaba (2014): Sonochemesch Synthesen vun zwee nano-matéisen Bleeder (II) metallorganesche Kaderen; Applikatioun fir Katalyse an Virbereedung vun Blei (II) Oxid Nanopartikel. Journal of Molekular Struktur 1072, 2014. 260-266.
  • Li, Zong-Qun; Qiu, Ling-Guang; Xu, Tao; Wu, Yun; Wang, Wei; Wu, Zhen-Yu; Jiang, Xia (2009): Déi Ultraschallsynthese vum mikroporösen metallorganesche Kader Cu3 (BTC) 2 bei Raumtemperatur an Drock: Eng efficace an ëmweltfrëndlech Methode. Material Letteren 63/1, 2009. 78-80.
  • Qiu, Ling-Guang; Li, Zong-Qun; Wu, Yun; Wang, Wei; Xu, Tao; Jiang, Xia (2008): Einfache Synthese vun Nanokristallen vun engem mikroporösen metallorganesche Kader vun enger Ultraschallmethode a selektiver Erfassung vun Organoaminen. Chemesch Kommunikatioun 2008, 3642-3644.
  • Stock, Norbert; Biswas, Syam (2012): Synthese vun Metal-Organic Frameworks (MOFs): Routen fir verschidde MOF Topologen, Morphologien a Composites. Chemikalien Review 112/2, 2012. 933-969.
  • Suslick, Kenneth S. (1971): Ultraschall: seng chemesch, physikalesch a biologesch Effekter. VCH: Weinheim, Däitschland. 1988.
  • Tahmasian, Arineh; Morsali, Ali; Joo, Sang Woo (2013): Sonochemical Syntheses vun engem Dimensiouns-Mg (II) Metal-Organic Framework: En neie Virdeeler fir d'Virbereedung vun der MgO-Dimensioun Nanostruktur. Journal of Nanomaterials 2013.
  • Thompson, Joshua A .; Chapman, Karena W.; Koros, William J .; Jones, de Christopher W .; Nair, Sankar (2012): Sonication-induced Ostwald Reifung vun ZIF-8 Nanopartikelen a Bildung vun ZIF-8 / Polymer Composite Membranen. Mikroporös a Mesoporous Material 158, 2012. 292-299.
  • Wang, LiPing; Xiao, Bin; Wang, GongYing; Wu, JiQian (2011): Synthese vu Polycarbonat-Diol, deen duerch metal-organesch Kadere Zn katalyséiert gëtt4O [CO2-C6H4-CO2]]3. Science China Chemistry 54/9, 2011. 1468-1473.

Kontaktéiert eis / frot bei méi Informatiounen

Diskussioun un eis iwwert Är Veraarbechtung Ufuerderunge. Mir wäerten déi gëeegent charge an Veraarbechtung Parameteren fir Äre Projet recommandéieren.