Sonochemistry: Aantekeningen bij de toepassing

Sonochemistry is het effect van ultrasone cavitatie op chemische systemen. Vanwege de extreme condities die optreden in de cavitatie “hotspot”Macht echografie is een zeer effectieve methode om de reactie resultaat (hogere opbrengst, betere kwaliteit), de omzetting en de duur van een chemische reactie verbeteren. Sommige chemische veranderingen kan alleen worden verkregen onder sonicatie, zoals nanogrootte tincoating van titaan of aluminium.

Hieronder vindt u een selectie van deeltjes en vloeistoffen met bijbehorende aanbevelingen, hoe het materiaal te behandelen om de molen, te verspreiden, te deagglomereren of wijzigen van de deeltjes met behulp van een ultrasone homogenisator.

Hieronder vindt u een aantal sonicatie protocollen voor succesvolle sonochemische reacties!

In alfabetische volgorde:

α-epoxyketonen – ringopeningsreactie

Ultrasone toepassing:
De katalytische ringopening van a-epoxyketonen werd uitgevoerd met behulp van een combinatie van ultrasone en fotochemische methoden. 1-benzyl-2,4,6-trifenylpyridiniumtetrafluorboraat (NBTPT) werd gebruikt als fotokatalysator. Door de combinatie van sonificatie (sonochemie) en fotochemie van deze verbindingen in de aanwezigheid van NBTPT, werd de opening van de epoxide-ring bereikt. Er werd aangetoond dat het gebruik van echografie de snelheid van de door licht geïnduceerde reactie aanzienlijk verhoogde. Echografie kan de fotokatalytische ringopening van α-epoxyketonen ernstig beïnvloeden, voornamelijk vanwege de efficiënte massaoverdracht van de reactanten en de aangeslagen toestand van NBTPT. Ook vindt de elektronenoverdracht plaats tussen de actieve soort in dit homogene systeem met behulp van ultrasoonapparaat
sneller dan het systeem zonder sonicatie. De hogere opbrengsten en kortere reactietijden zijn voordelen van deze werkwijze.

De combinatie van ultrageluid en fotochemie resulteert in een verbeterde ringopeningreactie van α-epoxyketonen

Ultrasoon gestuurde fotokatalytische ringopening van α-epoxyketonen (studie en grafiek: ©Memarian et al 2007)

Sonicatie protocol:
α-Epoxyketonen 1a-f en 1-benzyl-2,4,6-trifenylpyridinium tetrafluoroboraat 2 werden bereid volgens de beschreven procedures. Methanol werd gekocht bij Merck en vóór gebruik gedestilleerd. Het gebruikte ultrasone apparaat was een UP400S ultrasone sonde-apparaat van Hielscher Ultrasonics GmbH. Een S3 ultrasone dompelhoorn (ook wel sonde of sonotrode genoemd) die 24 kHz ultrageluid uitzendt bij intensiteitsniveaus die afstembaar zijn tot een maximale sonische vermogensdichtheid van 460 Wcm.-2 was gebruikt. De sonicatie werd voortgezet bij 100% (maximum amplitude 210μm) uitgevoerd. De sonotrode S3 (maximale onderdompelen diepte van 90 mm) werd direct ondergedompeld in het reactiemengsel. UV-bestralingen werden uitgevoerd onder toepassing van een 400 W hoge druk kwiklamp van Narva koelen van monsters Duran glas. De 1NMR spectra van het mengsel van fotoproducten gemeten in CDCIs3 oplossingen met tetramethylsilaan (TMS) als interne standaard op een Bruker drx-500 (500 MHz). Preparatieve laagchromatografie (PLC) werd uitgevoerd op 20 x 20 cm uitgevoerd2 platen bekleed met 1 mm laag silicagel Merck PF254 bereid door toepassing van silica als een suspensie en drogen aan de lucht. Alle producten zijn bekend en hun spectrale gegevens zijn eerder gemeld.
Inrichting Aanbeveling:
UP400S met ultrasone hoorn S3
Reference / Research Paper:
Memarian, Hamid R .; Saffar-Teluri, A. (2007): Photosonochemical katalytische ringopening van α-epoxyketones. Beilstein Journal of Organic Chemistry 3/2 2007.

De SonoStation is een complete ultrasone opstelling die geschikt is om grotere volumes chemische reagentia te verwerken voor verbeterde chemische reactiesnelheden.

Sonostation – een eenvoudige kant-en-klare oplossing voor ultrasone processen

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Aluminium / nikkel katalysator: Nano-structureren van Al / Ni-legering

Ultrasone toepassing:
Al / Ni-deeltjes kan sonochemically worden gemodificeerd door de nano-structurering van de initiële Al / Ni-legering. Therbey een effectieve katalysator voor de hydrogenering van acetofenon wordt geproduceerd.
Ultrasone bereiding van Al / Ni-katalysator:
5 g van de commerciële Al/Ni-legering werden gedispergeerd in gezuiverd water (50 ml) en tot 50 min. gesoneerd met de ultrasone sonicator UIP1000hd (1kW, 20kHz) uitgerust met de ultrasone hoorn BS2d22 (kopoppervlak van 3,8 cm).2) En de booster B2-1.8. De maximale intensiteit werd berekend op 140 Wcm zijn-2 bij mechanische amplitude van 106μm. Om de temperatuurstijging tijdens sonicatie het experiment werd uitgevoerd in een thermostatische cel te voorkomen. Na sonicatie werd het monster gedroogd onder vacuüm met een warmtepistool.
Inrichting Aanbeveling:
UIP1000hd met sonotrode BS2d22 en booster hoorn B2-1.2
Reference / Research Paper:
Dulle, Jana; Nemeth, Silke; Skorb, Ekaterina V.; Irrgang, Torsten; Senker, Jürgen; Kempe, Rhett; Fery, Andreas; Andreeva, Daria V. (2012): Sonochemische activering van Al/Ni hydrogeneringskatalysator. Nieuwe functionele materialen 2012. DOI: 10.1002/adfm.20120043737

Verestering biodiesel gebruikt MgO-katalysator

Ultrasone toepassing:
De omesteringsreactie werd bestudeerd onder constant ultrasoon mengen met de sonicator UP200S voor verschillende parameters zoals de hoeveelheid katalysator, de molaire verhouding van methanol en olie, de reactietemperatuur en de reactieduur. De batch-experimenten werden uitgevoerd in een reactor van hard glas (300 ml, 7 cm inwendige diameter) met een deksel met twee halsmonden. Eén hals was verbonden met de titanium sonotrode S7 (tipdiameter 7 mm) van de ultrasone processor UP200S (200 W, 24 kHz). De ultrasone amplitude werd ingesteld op 50% met 1 cyclus per seconde. Het reactiemengsel werd gedurende de hele reactietijd met ultrasone trillingen behandeld. De andere hals van de reactorkamer was voorzien van een op maat gemaakte, watergekoelde, roestvrijstalen condensor om de verdampte methanol terug te laten vloeien. Het hele apparaat werd in een oliebad met constante temperatuur geplaatst, geregeld door een proportionele integrale afgeleide temperatuurregelaar. De temperatuur kan worden verhoogd tot 65°C met een nauwkeurigheid van ±1°C. Afgewerkte olie en 99,9% pure methanol werden gebruikt als materiaal voor de omestering van biodiesel. Als katalysator werd MgO (magnesiumlint) van nanogrootte uit de rook gebruikt.
Een uitstekend resultaat van de omzetting werd verkregen met 1,5 gew% katalysator; 5: 1 methanol olie molverhouding bij 55 ° C werd een omzetting van 98,7% werd bereikt na 45 minuten.
Inrichting Aanbeveling:
UP200S met ultrasone sonotrode S7
Reference / Research Paper:
Sivakumar, P .; Sankaranarayanan, S .; Renganathan, S .; Sivakumar, P. (): Studies over Sono-chemische productie van biodiesel met behulp van Smoke Afgezet Nano MgO Catalyst. Bulletin van Chemical Reaction Engineering & Katalyse 8/2, 2013. 89 – 96.

Cadmium (II) -thioacetamide nanocomposiet synthese

Ultrasone toepassing:
Cadmium(II)-thioacetamide nanocomposieten werden gesynthetiseerd in aanwezigheid en afwezigheid van polyvinylalcohol via een sonochemische route. Voor de sonochemische synthese (sono-synthese) werden 0,532 g cadmium(II)acetaat dihydraat (Cd(CH3COO)2,2H2O), 0,148 g thioacetamide (TAA, CH3CSNH2) en 0,664 g kaliumjodide (KI) opgelost in 20 ml dubbel gedestilleerd gedeïoniseerd water. Deze oplossing werd gedurende 1 uur bij kamertemperatuur gesoneerd met een krachtige ultrasoon van het probe-type UP400S (24 kHz, 400 W). Tijdens het sonificeren van het reactiemengsel steeg de temperatuur tot 70-80 °C, zoals gemeten door een ijzerconstantinethermokoppel. Na een uur vormde zich een heldergeel neerslag. Het werd geïsoleerd door centrifugeren (4000 rpm, 15 min), gewassen met dubbel gedestilleerd water en vervolgens met absolute ethanol om resterende onzuiverheden te verwijderen en ten slotte gedroogd in lucht (opbrengst: 0,915 g, 68%). Dec. p.200°C. Voor de bereiding van polymeer nanocomposiet werd 1,992 g polyvinylalcohol opgelost in 20 mL dubbel gedestilleerd gedeïoniseerd water en vervolgens toegevoegd aan de bovenstaande oplossing. Dit mengsel werd 1 uur lang ultrasoon bestraald met de ultrasone sonde UP400S toen zich een helderoranje product vormde.
De SEM resultaten toonden aan dat bij aanwezigheid van PVA de afmetingen van de deeltjes gedaald van ongeveer 38 nm tot 25 nm. Vervolgens gesynthetiseerd we hexagonale CdS nanodeeltjes met bolvormige morfologie van de thermische ontleding van het polymeer nanocomposiet, cadmium (II) -thioacetamide / PVA als precursor. De grootte van de nanodeeltjes CdS werd gemeten zowel met XRD en SEM en de resultaten waren in goede overeenstemming met elkaar.
Ranjbar et al. (2013) gevonden dat de polymere Cd (II) nanocomposiet is een geschikte voorloper voor de bereiding van cadmium sulfide nanodeeltjes met interessante morfologieën. Alle resultaten bleek dat ultrasone synthese succesvol kan worden toegepast als een eenvoudig, efficiënt, goedkoop, milieuvriendelijk en veelbelovende werkwijze voor de synthese van nanomaterialen zonder behoefte aan speciale omstandigheden, zoals hoge temperaturen, lange reactietijden en hoge druk .
Inrichting Aanbeveling:
UP400S
Reference / Research Paper:
Ranjbar, M .; Mostafa Yousefi, M .; Nozari, R .; Sheshmani, S. (2013): Synthese en karakterisering van Cadmium-thioacetamide Nanocomposieten. Int. J. NanoSci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

Deze video toont een door ultrasone cavitatie geïnduceerde kleurverandering in vloeistof. De sonicatiebehandeling intensiveert de oxidatieve redoxreactie.

Kleurverandering door cavitatie met de Sonicator UP400St

Video miniatuur

CaCO3 – ultrasoon bekleed met stearinezuur

Ultrasone toepassing:
Ultrasone coating van nano-neergeslagen CaCO3 (NPCC) met stearinezuur om de dispersie in polymeer te verbeteren en om agglomeratie te verminderen. 2g onbekleed nano geprecipiteerd CaCO3 (NPCC) is gesoneerd met de sonicator UP400S in 30 ml ethanol. 9 wt% stearinezuur is opgelost in ethanol. Ethanol met stearinezuur werd vervolgens gemengd met de gesoniseerde suspensie.
Inrichting Aanbeveling:
UP400S met 22mm sonotrode (H22D) en stroomcel met koelmantel
Reference / Research Paper:
Kow, K. W .; Abdullah E. C .; Aziz, A. R. (2009): Effecten van ultrageluid coating nano-geprecipiteerd CaCO3 met stearinezuur. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering 4/5, 2009. 807-813.

Ceriumnitraat gedoteerd silaan

Ultrasone toepassing:
Koudgewalste koolstofstalen panelen (6,5 cm, 6,5 cm, 0,3 cm; chemisch gereinigd en mechanisch gepolijst) werden gebruikt als metalen substraten. Voorafgaand aan het aanbrengen van de coating werden de panelen ultrasoon gereinigd met aceton en vervolgens gereinigd met een alkalische oplossing (0,3mol L1 NaOH-oplossing) bij 60°C gedurende 10 minuten. Voor gebruik als een primer, voorafgaand aan de voorbehandeling van het substraat, werd een typische formulering met 50 delen γ-glycidoxypropyltrimethoxysilaan (γ-GPS) verdund met ongeveer 950 delen methanol, in pH 4,5 (aangepast met azijnzuur) en toegelaten voor de hydrolyse van silaan. De bereidingsprocedure voor gedopeerd silaan met ceriumnitraatpigmenten was hetzelfde, behalve dat 1, 2, 3 wt% ceriumnitraat werd toegevoegd aan de methanoloplossing vóór de toevoeging van (γ-GPS), waarna deze oplossing werd gemengd met een propellerroerder bij 1600 rpm gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur. Daarna werden de ceriumnitraat bevattende dispersies gedurende 30 minuten bij 40 °C met een extern koelbad gesoneerd. Het ultrasoonproces werd uitgevoerd met de ultrasone UIP1000hd (1000 W, 20 kHz) met een inlaat ultrageluidvermogen van ongeveer 1 W/mL. De voorbehandeling van het substraat werd uitgevoerd door elk paneel gedurende 100 sec. af te spoelen met de geschikte silaanoplossing. Na de behandeling werden de panelen gedurende 24 uur bij kamertemperatuur gedroogd, waarna de voorbehandelde panelen werden gecoat met een tweecomponenten aminehardende epoxy. (Epon 828, shell Co.) om een natte laagdikte van 90 μm te verkrijgen. De met epoxy gecoate panelen mochten 1 uur uitharden bij 115°C, na uitharding van de epoxycoatings was de droge laagdikte ongeveer 60 μm.
Inrichting Aanbeveling:
UIP1000hd
Reference / Research Paper:
Zaferani, S.H .; Peikari, M .; Zaarei, D .; Danaei, I. (2013): Elektrochemische effecten silaan voorbehandelingen met ceriumnitraat op kathodisch losraken eigenschappen van epoxy gecoat staal. Journal of Adhesie Science and Technology 27/22, 2013. 2411-2420.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Aluminum Roosters: Synthese van poreuze aluminum frameworks

Ultrasone toepassing:
Poreuze koper-aluminium gestabiliseerd door metaaloxide een veelbelovende nieuwe alternatieve katalysator voor dehydrogenering van propaan dat vrij is van edele metalen of gevaarlijke. De structuur van de geoxideerde poreuze Cu-Al legering (metaalspons) is vergelijkbaar met Raney-type metalen. High-power echografie een groene chemie hulpmiddel voor de synthese van poreuze koper-aluminium raamwerken gestabiliseerd door metaaloxide. Ze zijn goedkoop (productiekosten van ong. 3 EUR / liter) en de methode kan gemakkelijk opgeschaald worden. Deze nieuwe poreuze materialen (of “metaalsponzen”) een legering massa en een geoxideerd oppervlak en kan propaandehydrogenering katalyseren bij lage temperaturen.
Procedure voor de ultrasone katalysatorbereiding:
Vijf gram van het Al-Cu legeringspoeder werd gedispergeerd in ultrapuur water (50 ml) en gedurende 60 minuten gesoneerd met de Hielscher sonde-type sonicator UIP1000hd (20 kHz, max. uitgangsvermogen 1000 W). Het ultrasone probe-type apparaat was uitgerust met een sonotrode BS2d22 (tipoppervlak 3,8cm2) En de booster hoorn B2-1.2. De maximale intensiteit werd berekend tot 57 W / cm2 een mechanische amplitude van 81μm. Tijdens de behandeling werd het monster afgekoeld in een ijsbad. Na de behandeling werd het monster gedurende 24 uur gedroogd bij 120 ° C.
Inrichting Aanbeveling:
UIP1000hd met sonotrode BS2d22 en booster hoorn B2-1.2
Reference / Research Paper:
Schäferhans, Jana; Gómez-Quero, Santiago; Andreeva, Daria V .; Rothenberg, Gadi (2011): nieuwe en effectieve Koper-Aluminium Propaan dehydrogeneringskatalysatoren. Chem. EUR. J. 2011, 17, 12.254-12.256.

Koper phathlocyanine afbraak

Ultrasone toepassing:
Ontkleuren en vernietiging van metaalftalocyanines
Koperfathlocyanine wordt gesoneerd met water en organische oplosmiddelen bij omgevingstemperatuur en atmosferische druk in aanwezigheid van een katalytisch oxidatiemiddel met behulp van de 500 W ultrasoon UIP500hd met trogkamer bij een vermogen van 37-59 W/cm.2: 5 ml monster (100 mg / l) 50 D / D water choloform en pyridine bij 60% van ultrasone amplitude. Reactietemperatuur: 20 ° C.
Inrichting Aanbeveling:
UIP500hd

Goud: Morfologische aanpassing van gouden nanodeeltjes

Ultrasone toepassing:
Gold nano deeltjes werden morfologisch bewerkt onder intense ultrasone bestraling. Goud nanodeeltjes samensmelten tot een haltervormige structuur een ultrasone behandeling van 20 minuten. in zuiver water en in aanwezigheid van oppervlakteactieve stoffen is voldoende gevonden. Na 60 min. sonicatie, de gouden nanodeeltjes verwerven van een wormachtige of ringachtige structuur water. Gefuseerd nanodeeltjes met bolvormige of ovale vormen ultrasoon werden gevormd in de aanwezigheid van natriumdodecylsulfaat of dodecylamine oplossingen.
Protocol van de ultrasone behandeling:
Voor het ultrasone modificatie het colloïdaal goud oplossing, bestaande uit voorgevormde citraat beschermde gouden nanodeeltjes met een gemiddelde diameter van 25 nm (± 7 nm), werden gesoniceerd in een afgesloten reactorkamer (ong. 50 ml volume). Het colloïdaal goud oplossing (0,97 mmol·L-1) Werd ultrasoon bestraald met hoge intensiteit (40 W / cm-2) met behulp van een Hielscher UIP1000hdT ultrasoonapparaat (20 kHz, 1000 W) uitgerust met een titaniumlegering sonotrode BS2d18 (0,7 inch tipdiameter), die ongeveer 2 cm onder het oppervlak van de gesoneerde oplossing werd gedompeld. Het colloïdale goud werd vergast met argon (O2 < 2 ppmv, Air Liquide) 20 min. vóór en tijdens sonicatie bij een snelheid van 200 ml · min-1 de zuurstof in de oplossing te verwijderen. Een 35 ml portie van elk surfactant oplossing zonder toevoeging van trinatriumcitraat dihydraat werd toegevoegd met 15 ml voorgevormde colloïdaal goud, borrelen met argongas 20 min. voor en tijdens de ultrasone behandeling.
Inrichting Aanbeveling:
UIP1000hd met sonotrode BS2d18 en stroomcel reactor
Reference / Research Paper:
Radziuk, D .; Grigoriev, D .; Zhang, W .; Su, D .; Möhwald, H .; Shchukin, D. (2010): Ultrasound-Assisted Fusion voorgevormde gouden nanodeeltjes. Journal of Physical Chemistry C 114, 2010. 1835-1843.

Anorganische meststof – uitloging van Cu, Cd, en Pb voor analyse

Ultrasone toepassing:
Extractie van Cu, Cd en Pb van kunstmest voor analytische doeleinden:
Voor de ultrasone extractie van koper, lood en cadmium worden monsters met een mengsel van meststof en oplosmiddel gesoneerd met een ultrasoon apparaat zoals de VialTweeter sonicator voor indirecte sonicatie. De meststofmonsters werden gesoneerd in aanwezigheid van 2 ml 50% (v/v) HNO3 in glazen buisjes gedurende 3 minuten. De extracten Cu, Cd en Pb kan worden bepaald door vlam atoomabsorptiespectrometrie (FAAS).
Inrichting Aanbeveling:
VialTweeter
Reference / Research Paper:
Lima, A. F .; Richter, E. M .; Muñoz, R. A. A. (2011): Alternatief analysemethode voor Metal Bepaling in anorganische meststoffen op basis van Ultrasound-Assisted Extraction. Publicatieblad van de Braziliaanse Chemical Society 22 / 8. 2011. 1519-1524.

latex Synthesis

Ultrasone toepassing:
Bereiding van P (St-BA) latex
Poly(styreen-r-butylacrylaat) P(St-BA) latexdeeltjes werden gesynthetiseerd door emulsiepolymerisatie in aanwezigheid van oppervlakteactieve stof DBSA. 1 g DBSA werd eerst opgelost in 100 ml water in een driehalskolf en de pH-waarde van de oplossing werd aangepast naar 2,0. Gemengde monomeren van 2,80 g St en 8,40 g BA met de initiator AIBN (0,168 g) werden in de DBSA-oplossing gegoten. De O/W-emulsie werd bereid door magnetisch roeren gedurende 1 uur, gevolgd door sonicatie met de sonicator UIP1000hd uitgerust met ultrasone hoorn (sonde/sonotrode) gedurende nog eens 30 minuten in het ijsbad. Ten slotte werd de polymerisatie uitgevoerd bij 90°C in een oliebad gedurende 2 uur onder een stikstofatmosfeer.
Inrichting Aanbeveling:
UIP1000hd
Reference / Research Paper:
Vervaardiging van flexibele geleidende films afgeleid van poly (3,4- ethyleendioxythiofeen) epoly (styreensulfonzuur) (PEDOT: PSS) op de vezelvliezen substraat. Materials Chemistry and Physics 143, 2013 143-148.
Klik hier voor meer informatie over de Sono-synthese van latex lezen!

Verwijdering lood (Sono-Uitspoeling)

Ultrasone toepassing:
Ultrasone uitloging van lood uit verontreinigde grond:
De ultrasone uitlogingsexperimenten werden uitgevoerd met een ultrasone homogenisator UP400S met een titanium sonische sonde (diameter 14 mm), die werkt met een frequentie van 20 kHz. De ultrasone sonde (sonotrode) werd calorimetrisch gekalibreerd met de ultrasone intensiteit ingesteld op 51 ± 0,4 W cm-2 voor alle Sono-uitloging experimenten het. De Sono-uitloging experimenten werden thermostaat met een platte bodem mantel voorziene glazen cel bij 25 ± 1 ° C. Drie systemen werden gebruikt als bodem uitloogoplossingen (0,1 l) onder sonicatie: 6 ml 0,3 mol L-2 azijnzuur (pH 3,24), 3% (v / v) salpeterzuuroplossing (pH 0,17) en een buffer azijnzuur / acetaat (pH 4,79) bereid door 60 ml 0f 0,3 mol L-1 azijnzuur met 19 ml 0,5 mol L-1 NaOH. Na de Sono-uitloogproces werden monsters gefiltreerd met filterpapier aan de uitloogoplossing te scheiden uit grond gevolgd door lood elektrodepositie van de uitloogoplossing en digestie van bodem na de toepassing van ultrageluid.
Echografie is bewezen dat een waardevol instrument bij het verbeteren van het percolaat van lood uit vervuilen bodem zijn. Echografie is ook een effectieve werkwijze voor de bijna volledige verwijdering van uitloogbare lood uit de bodem waardoor een veel minder gevaarlijk bodem.
Inrichting Aanbeveling:
UP400S met sonotrode H14
Reference / Research Paper:
Sandoval-González, A .; Silva-Martinez, S .; Blass-Amador, G. (2007): Ultrasound uitloging en elektrochemische behandeling gecombineerd voor Lead vuilverwijdering. Journal of New Materials voor elektrochemische Systems 10, 2007. 195-199.

PbS – Synthese van loodsulfide-nanopartikels met behulp van loodsulfide

Ultrasone toepassing:
Bij kamertemperatuur werd 0,151 g loodacetaat (Pb (CH3COO) 2.3H2O) en 0,03 g TAA (CH3CSNH2) werden toegevoegd aan 5mL van de ionische vloeistof, [EMIM] [EtSO] [EMIM] [EtSO].4] en 15 ml dubbel gedestilleerd water in een bekerglas van 50 ml gedurende 7 minuten blootgesteld aan ultrasone bestraling met de Hielscher UP200S sonicator. De punt van de ultrasone sonde/sonotrode S1 werd direct in de reactieoplossing gedompeld. De gevormde donkerbruine kleurensuspensie werd gecentrifugeerd om het neerslag eruit te krijgen en twee keer gewassen met respectievelijk dubbel gedestilleerd water en ethanol om de niet-gereageerde reagentia te verwijderen. Om het effect van ultrageluid op de eigenschappen van de producten te onderzoeken, werd nog een vergelijkend monster bereid, waarbij de reactieparameters constant werden gehouden, behalve dat het product werd bereid onder continu roeren gedurende 24 uur zonder de hulp van ultrasone bestraling.
Ultrasone-geassisteerde synthese in waterige ionische vloeistof bij kamertemperatuur werd voorgesteld voor het bereiden van PbS nanodeeltjes. Deze kamertemperatuur en milieuvriendelijke groene werkwijze is snel en template-vrij, welke synthese verkort aanzienlijk en vermijdt de ingewikkelde synthesewerkwijzen. De zo bereide nanoclusters vertonen een enorme blauwverschuiving van 3,86 eV die kunnen worden toegeschreven aan zeer kleine deeltjesgrootte en kwantumopsluiting effect.
Inrichting Aanbeveling:
UP200S
Reference / Research Paper:
Behboudnia, M .; Habibi-Yangjeh, A .; Jafari-Tarzanag, Y .; Khodayari, A. (2008): Facile en kamertemperatuur Bereiding en karakterisering van PbS nanodeeltjes in waterige [EMIM] [EtSO4] ionische vloeistof gebruiken ultrasone bestraling. Bulletin van de Koreaanse Chemical Society 29/1, 2008. 53-56.

fenol degradatie

Ultrasone toepassing:
Rokhina et al. (2013) gebruikt de combinatie van perazijnzuur (PAA) en heterogene katalysator (MnO2) voor de afbraak van fenol in een waterige oplossing onder ultrasone bestraling. Ultrasoonstraling werd uitgevoerd met een 400 W ultrasoonapparaat van het probe-type UP400S, dat in staat is om continu of in pulsmodus (d.w.z. 4 sec. aan en 2 sec. uit) te ultrasoonstraling bij een vaste frequentie van 24 kHz. Het berekende totale opgenomen vermogen, de vermogensdichtheid en de vermogensintensiteit die naar het systeem werden afgevoerd, waren 20 W, 9,5×10-2 W / cm-3En 14,3 W / cm-2respectievelijk. Het vaste vermogen is tijdens alle experimenten gebruikt. Een dompelcirculatiepomp werd gebruikt om de temperatuur in de reactor te regelen. De werkelijke sonificatietijd was 4 uur, hoewel de werkelijke reactietijd 6 uur was vanwege de werking in de gepulseerde modus. In een typisch experiment werd de glazen reactor gevuld met 100 ml fenoloplossing (1,05 mM) en geschikte doses van de katalysator MnO2 en PAA (2%), variërend tussen 0-2 g L-1 en 0-150 dpm. Alle reacties werden uitgevoerd bij pH neutraal is, atmosferische druk en kamertemperatuur (22 ± 1 ° C).
Door ultrasonicatie werd het oppervlak van de katalysator verhoogd wat resulteert in een 4-voudig groter oppervlaktegebied zonder verandering in de structuur. De omzet frequentie (TOF) werden verhoogd van 7 x 10-3 tot 12,2 x 10-3 me-1In vergelijking met de stille proces. Bovendien zijn er geen significante uitloging van de katalysator werd gedetecteerd. De isotherme oxidatie van fenol bij relatief lage concentraties van reagentia toonden hoge verwijdering van fenol (tot 89%) onder milde omstandigheden. Over het algemeen ultrageluid versneld oxidatieproces gedurende eerste 60 min. (70% verwijderd fenol versus 40% in het zwijgen).
Inrichting Aanbeveling:
UP400S
Reference / Research Paper:
Rokhina, E. V.; Makarova, K.; Lahtinen, M.; Golovina, E. A.; Van As, H.; Virkutyte, J. (2013): Ultrasound-bijgestaan ​​MnO2 gekatalyseerde homolyse perazijnzuur afbraak van fenol: De beoordeling van proceschemie en kinetiek. Chemical Engineering Journal 221, 2013 476-486.

Fenol: Oxidatie van fenol met behulp van Rul3 als katalysator

Ultrasone toepassing:
Heterogene waterige oxidatie van fenol via Rul3 met waterstofperoxide (H2de2) De katalytische oxidatie van fenol (100 ppm) over Rul3 als katalysator werd bestudeerd in een glazen reactor van 100 ml, uitgerust met een magneetroerder en een temperatuurregelaar. Het reactiemengsel werd geroerd met een snelheid van 800 rpm gedurende 1-6 uur om een volledige menging te verkrijgen voor een uniforme verdeling en volledige suspensie van katalysatordeeltjes. Tijdens de sonicatie werd de oplossing niet mechanisch geroerd vanwege de verstoring die veroorzaakt werd door de trilling en ineenstorting van cavitatiebellen, wat zelf een uiterst efficiënte menging oplevert. Ultrasone bestraling van de oplossing werd uitgevoerd met een ultrasone transducer UP400S uitgerust met ultrasone (zogenaamde sonde-type sonicator), die zowel continu als in een pulsmodus kan werken bij een vaste frequentie van 24 kHz en een maximaal uitgangsvermogen van 400 W.
Voor het experiment, onbehandelde Rul3 als katalysator (0,5-2 gL-1) werd als suspensie aan het reactiemedium toegevoegd, gevolgd door H2O2 (30%, concentratie 200-1200 ppm).
Rokhina et al. in de studie die ultrasone bestraling een prominente rol bij de modificatie van textuureigenschappen katalysator, vervaardigen van de microporeuze structuur met een hoger specifiek oppervlak als gevolg van fragmentatie van de katalysatordeeltjes. Bovendien had een bevorderend effect, voorkomen van agglomeratie van katalysatordeeltjes en de toegankelijkheid van fenol en waterstofperoxide aan de actieve plaatsen van de katalysator.
De tweevoudige toename van de ultrasone procesefficiëntie in vergelijking met het stille oxidatieproces werd toegeschreven aan het verbeterde katalytische gedrag van de katalysator en de generatie van oxiderende stoffen zoals -OH, -HO2 en -I2 via waterstofbruggen splitsing en recombinatie van radicalen.
Inrichting Aanbeveling:
UP400S
Reference / Research Paper:
Rokhina, E. V .; Lahtinen, M .; Nolte, M.C. M .; Virkutyte, J. (2009): Ultrasound-Assisted Heterogene ruthenium gekatalyseerde Wet Peroxide Oxidatie van fenol. Applied Catalysis B: Environmental 87, 2009. 162- 170.

PLA beklede Ag / ZnO-deeltjes

Ultrasone toepassing:
PLA-coating van Ag/ZnO-deeltjes: Micro- en submicrodeeltjes van Ag/ZnO gecoat met PLA werden bereid met de olie-in-water emulsie oplosmiddelverdampingstechniek. Deze methode werd op de volgende manier uitgevoerd. Eerst werd 400 mg polymeer opgelost in 4 ml chloroform. De resulterende concentratie polymeer in chloroform was 100 mg/ml. Ten tweede werd de polymeeroplossing geëmulgeerd in een wateroplossing van verschillende oppervlakteactieve stoffen (emulgeermiddel, PVA 8-88) onder voortdurend roeren met een homogenisator bij een roersnelheid van 24.000 tpm. Het mengsel werd 5 minuten geroerd en gedurende deze periode werd de gevormde emulsie gekoeld met ijs. De verhouding tussen de wateroplossing van oppervlakteactieve stof en de chloroformoplossing van PLA was identiek in alle experimenten (4:1). Vervolgens werd de verkregen emulsie ultrasoon gemaakt met een ultrasoon probeapparaat UP400S (400 W, 24 kHz) gedurende 5 minuten bij cyclus 0,5 en amplitude 35%. Ten slotte werd de bereide emulsie overgebracht in de erlenmeyer, geroerd en het organische oplosmiddel werd onder verminderde druk uit de emulsie verdampt, wat uiteindelijk leidde tot de vorming van de deeltjes suspensie. Na verwijdering van het oplosmiddel werd de suspensie drie keer gecentrifugeerd om de emulgator te verwijderen.
Inrichting Aanbeveling:
UP400S
Reference / Research Paper:
Kucharczyk, P .; Sedlarik, V .; Stloukal, P .; Bazant, P .; Koutny, M .; Gregorova, A .; Kreuh, D .; Kuritka, I. (2011): Poly (L-melkzuur) Gecoat Magnetron gesynthetiseerd Hybrid Antibacteriële deeltjes. Nanocon 2011.

polyaniline composiet

Ultrasone toepassing:
Bereiding van op water gebaseerde zelf-gedoteerd polyaniline nano (Spani) composiet (Sc-WB)
Voor de bereiding van het SPAni composiet op waterbasis werd 0,3 g SPAni, gesynthetiseerd met in-situ polymerisatie in ScCO2-medium, verdund met water en gedurende 2 minuten gesoneerd met een 1000 W ultrasone homogenisator UIP1000hd. Vervolgens werd het suspensieproduct gehomogeniseerd door toevoeging van 125 g op water gebaseerde verhardingsmatrix gedurende 15 minuten en de laatste sonicatie werd uitgevoerd bij omgevingstemperatuur gedurende 5 minuten.
Inrichting Aanbeveling:
UIP1000hd
Reference / Research Paper:
Bagherzadeh, M.R. .; Mousavinejad, T .; Akbarinezhad, E .; Ghanbarzadeh, A. (2013): Beschermende Prestaties van Water-gebaseerde epoxy bekleding die ScCO2 Synthesized Self-gedoteerde Nanopolyaniline. 2013.

Polycyclische aromatische koolwaterstoffen: Sonochemical Degradatie van naftaleen, acenaftyleen en fenantreen

Ultrasone toepassing:
Voor de sonochemische afbraak van polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) naftaleen, acenaftyleen en fenantreen in water werden monstermengsels gesonchroniseerd bij 20◦C en 50 µg/l van elke doel-PAK (150 µg/l van de totale beginconcentratie). Ultrasoon werd toegepast door een UP400S hoornvormige ultrasoon (400 W, 24 kHz), die zowel in continue als in pulsmodus kan werken. De sonicator UP400S was uitgerust met een titanium sonde H7 met een punt met een diameter van 7 mm. De reacties werden uitgevoerd in een cilindrisch glazen reactievat van 200 ml met de titanium hoorn bovenop het reactievat gemonteerd en afgedicht met O-ringen en een Teflon klep. Het reactievat werd in een waterbad geplaatst om de procestemperatuur te regelen. Om fotochemische reacties te voorkomen werd het vat afgedekt met aluminiumfolie.
De resultaten van de analyse bleek dat de omzetting van PAK's toe met de duur sonicatie.
Voor naftaleen, het ultrasoon ondersteunde conversie (ultrageluidvermogen ingesteld op 150W) steeg van 77,6% bereikt na 30 minuten. sonicatie tot 84,4% na 60 minuten. sonicatie.
Voor acenaftyleen, het ultrasoon ondersteunde conversie (ultrageluidvermogen ingesteld op 150W) steeg van 77,6% bereikt na 30 minuten. sonicatie bij 150W ultrageluidvermogen tot 84,4% na 60 minuten. sonicatie bij 150W ultrageluid steeg van 80,7% bereikt na 30 minuten. sonicatie bij 150W ultrageluidvermogen tot 96,6% na 60 minuten. sonicatie.
Voor fenantreen, het ultrasoon ondersteunde conversie (ultrageluidvermogen ingesteld op 150W) steeg van 73,8% bereikt na 30 minuten. sonicatie tot 83,0% na 60 minuten. sonicatie.
Afbraak efficiëntie, kan waterstofperoxide efficiënter als ijzerionen toegevoegd worden toegepast. De toevoeging van ijzerionen is aangetoond dat synergetische effecten nabootsen van een Fenton-achtige reactie.
Inrichting Aanbeveling:
UP400S met H7
Reference / Research Paper:
Psillakis, E .; Goula, G .; Kalogerakis, N .; Mantzavinos, D. (2004): Afbraak van polycyclische aromatische koolwaterstoffen in waterige oplossingen door ultrasone straling. Journal of gevaarlijke stoffen B108, 2004. 95-102.

Oxidelaag Verwijdering van Substrates

Ultrasone toepassing:
Aan het substraat te bereiden voordat groeien CuO nanodraden Cu substraten, de intrinsieke oxidelaag op het oppervlak Cu werd verwijderd door ultrasonicating het monster in 0,7 M zoutzuur gedurende 2 min. met een Hielscher UP200S. Het monster werd ultrasoon gereinigd in aceton gedurende 5 minuten. organische verontreinigingen, grondig gespoeld met gedeïoniseerd (DI) water en perslucht gedroogd verwijderen.
Inrichting Aanbeveling:
UP200S of UP200St
Reference / Research Paper:
Mashock, M .; Yu, K .; Cui, S .; Mao, S .; Lu, G .; Chen, J. (2012): modulerende Gas Sensing Eigenschappen van CuO Nanodraadjes via de oprichting van Discrete Nanodimensionele p-n-overgangen op hun oppervlakken. ACS Applied Materials & Interfaces 4, 2012. 4192-4199.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone high-shear homogenisatoren worden gebruikt in het lab, op de werkbank, in pilootproeven en in industriële processen.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.

voltammetrie experimenten

Ultrasone toepassing:
Voor ultrasoon versterkte voltammetrie-experimenten werd een Hielscher 200 watt ultrasoon UP200S gebruikt, uitgerust met een glazen hoorn (punt met een diameter van 13 mm). Het ultrageluid werd toegepast met een intensiteit van 8 W/cm-2.
Vanwege de langzame diffusiesnelheid van nanodeeltjes in waterige oplossingen en het hoge aantal redoxcentra per nanodeeltje, wordt de directe oplossingsfase-voltametrie van nanodeeltjes gedomineerd door adsorptie-effecten. Om nanodeeltjes te detecteren zonder accumulatie vanwege adsorptie, moet een experimentele benadering worden gekozen met (i) een voldoende hoge concentratie van nanodeeltjes, (ii) kleine elektroden om de signaal-tot-achtergrond verhouding te verbeteren, of (iii) zeer snel massatransport.
Daarom McKenzie et al. (2012) gebruikt ultrasone energie drastisch verbeteren van de snelheid van massatransport van nanodeeltjes naar het elektrodeoppervlak. In de experimentele opstelling is de elektrode direct blootgesteld aan hoge intensiteit ultrageluid met 5 mm van elektrode naar horn afstand en 8 W / cm-2 sonicatie-intensiteit resulterend in agitatie en cavitatiereiniging. Een test redoxsysteem, de één-elektron reductie van Ru(NH3)63+ in waterig 0,1 M KCl, werd gebruikt om de snelheid van massatransport bereikt onder deze omstandigheden te kalibreren.
Inrichting Aanbeveling:
UP200S of UP200St
Reference / Research Paper:
McKenzie, K. J .; Marken, F. (2001): Direct elektrochemie nanodeeltjesvormig Fe2O3 in waterige oplossing en geadsorbeerd-tin gedoteerd indiumoxyde. Pure Applied Chemistry, 73/12, 2001. 1885-1894.

Sonificatoren voor sonochemische reacties van laboratorium tot industriële schaal

Hielscher biedt een volledig assortiment ultrasone apparaten, van handheld laboratoriumhomogenisatoren tot industriële sonicatoren voor grote volumestromen. Alle resultaten die op kleine schaal zijn behaald tijdens testen, R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production. Hielscher sonicators zijn betrouwbaar, robuust en gebouwd voor 24/7 gebruik.
Vraag ons, hoe te evalueren, optimaliseren en schaal van uw proces! We zijn blij om u te helpen tijdens alle fasen – van de eerste tests en procesoptimalisatie om de installatie in de industriële productie lijn!

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier om meer informatie aan te vragen over onze sonicators, sonochemische toepassingen en prijs. We bespreken graag uw chemische proces met u en bieden u een ultrasone homogeizer die aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Ultrasoonapparaat UP200St (200W) dispergeert roet in water met 1%wt Tween80 als oppervlakte-actieve stof.

Ultrasone dispersie van roetzwart met de ultrasoonmachine UP200St

Video miniatuur

Voorbeelden van ultrasoon verbeterde chemische reacties versus conventionele reacties

De onderstaande tabel geeft een overzicht van een aantal veelvoorkomende chemische reacties. Voor elke reactie worden de conventionele reactie en de ultrasoon geïntensiveerde reactie vergeleken wat betreft opbrengst en omzettingssnelheid.
 

reactieReactietijd – ConventioneelReactietijd – ultrasoneopbrengst – Conventioneel (%)opbrengst – Ultrasoon (%)
Diels-Alder cyclisatie35 h3.5 h77.997.3
Oxidatie van indaan tot indaan-1-on3 h3 hminder dan 27%73%
Reductie van methoxyaminosilaangeen reactie3 h0%100%
Epoxidatie van lange-keten onverzadigde vet esters2 h15 min.48%92%
Oxidatie van arylalkanen4 h4 h12%80%
Michael additie van nitroalkanen aan enkelvoudig gesubstitueerde α,β-onverzadigde esters2 dagen2 h85%90%
Permanganaatoxidatie van 2-octanol5 h5 h3%93%
Synthese van chalconen door CLaisen-Schmidt condensatie60 min10 min5%76%
UIllmann-koppeling van 2-iodonitrobenzeen2 h2Hminder dan 1,5%70.4%
Reformatsky reactie12h30 min.50%98%

(cf. Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis: The Fundamentals of Process Intensification, First Edition. Gepubliceerd in 2019 door Wiley)

Feiten die de moeite waard zijn om te weten

Ultrasone weefselhomogenisatoren worden gebruikt voor verschillende processen en industrieën. Afhankelijk van de specifieke toepassing waarvoor de sonicator wordt gebruikt, wordt deze aangeduid als sonde-type ultrasoonapparaat, sonische lyser, sonolyzer, ultrasone disruptor, ultrasone slijper, sono-ruptor, sonifier, sonische dismembrator, celontstopper, ultrasone dispergeerder of oplosser. De verschillende termen verwijzen naar de specifieke toepassing die door sonicatie wordt vervuld.



Ultrasoon geluid met hoge prestaties! Het Hielscher-productassortiment omvat het volledige spectrum van de compacte laboratorium-ultrasoonmachine over bench-top units tot full-industriële ultrasooninstallaties.

Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.


We zullen graag uw proces bespreken.

Laten we contact opnemen.