• Metal-Organic szkieletowe są związki wytworzone z jonami metali i cząsteczek organicznych tak, że tworzona jest jedno-, dwu lub trójwymiarowy hybrydowego materiału. Te hybrydowe konstrukcje mogą być porowata lub nieporowata i oferuje różnorodne funkcje.
• Sonochemicznego synteza MOF jest obiecująca technika, jak kryształy metaloorganiczne są wytwarzane bardzo wydajny i przyjazny dla środowiska.
• Ultradźwiękowy produkcja MOF może być skalowane liniowo-up od przygotowania małych próbek w laboratorium do pełnej produkcji komercyjnej.

Ramy metalowo-organiczne

Krystaliczne ramy metaloorganiczne (MOF) należą do kategorii wysokim potencjale materiałów porowatych, które mogą być stosowane w składzie gazu, adsorpcja / separacji, katalizatorów, jako adsorbenty, w magnetyzm, konstrukcja czujnika i dostarczania leków. MOF są zwykle wytwarzane za pomocą samodzielnego montażu, gdy wtórne elementy budowlane (sbus) połączenia się z przekładki organiczne (ligandy) w celu utworzenia złożonych sieci. Elementy dystansowe organiczne i metaliczne SBU mogą być modyfikowane w celu kontrolowania porowatości MF, który ma kluczowe znaczenie w odniesieniu do jego funkcji i jego zastosowanie dla potrzeb określonych zastosowań.

Sonochemicznego Synteza MOF

napromieniowania ultradźwiękowego, a więc wytwarzane kawitacja znane są unikalnymi wpływ na reakcje chemiczne, zwane przyspieszenie reakcji chemycznych (sonochemia)., Gwałtowne implozji pęcherzyków kawitacyjnych powoduje miejscowe gorące punkty o nadzwyczaj wysokiej temperatury przejściowej (5000 K), ciśnienie (1800 atm) i szybkości chłodzenia (10¹⁰KS^-1), A także fale uderzeniowe i otrzymaną strumieni cieczy. Na nie kawitacyjne gorące punkty, zarodkowanie i wzrost kryształów, np przez dojrzewania Ostwalda, wywoływana i promowane. Jednakże, rozmiar cząstek jest ograniczona, ponieważ te gorące miejsca w skrajnym szybkości chłodzenia, co oznacza, że ​​temperatura mieszaniny reakcyjnej mieści się w ciągu kilku milisekund.
Wiadomo, że ultradźwięki syntezy MOF szybko pod łagodny Warunki procesowe, takie jak bezrozpuszczalnikowy, w temperatura pokojowa i pod ciśnienie otoczenia, Badania wykazały, że MOF mogą być produkowane efektywnie W wysoką wydajnością poprzez sonochemicznego trasie. Wreszcie, sonochemicznych Synteza MOF jest Zielony, Przyjazny dla środowiska sposób.

Wytwarzanie MF-5

W badaniu Wang et al (2011), Zn₄O [1,4-benzenodikarboksylanu]₃ zsyntetyzowano poprzez sonochemicznych trasa. 1,36 g H₂DMP, 4,84 g Zn (NO₃)₂· 6H₂O były inilially rozpuszcza się w 160 ml DMF. Następnie 6.43g TEA dodano do mieszaniny pod działaniem ultradźwięków. Po 2 h bezbarwny osad zebrano przez odsączenie i przemyto DMF. Substancję stałą suszy się w temperaturze 90 ° C pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie przechowywano w eksykatorze próżniowym.

Wytwarzanie mikroporowatej MOF Cu₃(CS)₂

Li i in. (2009) opisują wydajne ultradźwiękowego syntezę ramach trójwymiarowej (3-D) Metal-Organic (MOF) i kanałami 3-D, takich jak Cu₃(CS)₂ (HKUST-1, CS = benzeno-1,3,5-trikarboksylanu). Mieszaninę octanu miedziowego i H₃BTC w mieszanym roztworze DMF / EtOH / H₂O (3: 1: 2, v / v), pod działaniem ultradźwięków w temperatura otoczenia i ciśnienie atmosferyczne wysokiej mocy Krótkie czasy reakcji (5-60 min) Dała₃(CS)₂ W wysoką wydajnością (62.6-85.1%). Są Cu₃(CS)₂ nanokryształów mają wymiary w zakresie wielkości 10-200 nm, które są znacznie mniejszy niż syntetyzowane przy użyciu konwencjonalnych metod solvothermal. Nie było znacznych różnic we właściwościach fizyko-chemicznych, np Obszar powierzchni BET, objętości porów i zdolność magazynowania wodoru pomiędzy Cu₃(CS)₂ nanokryształów wytwarzać stosując sposób ultradźwiękowy i mikrokryształów uzyskane za pomocą ulepszonego sposobu solvothermal. W porównaniu do tradycyjnych technik syntetycznych, takich jak rozpuszczalnik techniką dyfuzji hydrotermalnych metod solvothermal ultradźwiękowy sposób konstruowania porowatego MOF okazał się wysoce wydajny i bardziej przyjazne dla środowiska.

Wytwarzanie jednowymiarowy Mg (II) MF

Tahmasian i in. (2013) Zgłoś wydajny, niska cena, i przyjazny środowisku Droga do wytworzenia 3D wielkocząsteczkowe metaloorganiczne ramy (MOF) w oparciu o MgII {[Mg (HIDC) (H₂O)₂] ⋅1.5H₂}_n (H3L = 4,5-imidazolo-dikarboksylowego), przy użyciu ultradźwięków, wspomagany trasy.
Nanostrukturalne {[Mg (HIDC) (H₂O)₂] ⋅1.5H₂}_n zsyntetyzowano za pomocą następujących sonochemicznych trasa. Aby przygotować nanometryczne {[Mg (HIDC) (H 2O) 2] ⋅1.5H₂O} n (1), 20 ml roztworu ligandu H₃IDC (0,05 M) i wodorotlenku potasowego (0,1 M) umieszczone wysokiej gęstości sondy ultradźwiękowej o maksymalnej mocy 305 W. Do tego roztworu 20 ml wodnego roztworu azotanu magnezu (0,05 M) dodano kroplami. Uzyskane osad odsączono, przemyto andethanol wody i suszy na powietrzu (o temperaturze topnienia> 300 ° C (znalezione:.,. C, 24,84; H, 3,22; N, 11,67%) IR (cm-^-1) wybrane pasma: 3383 (w), 3190 (w), 1607 (br), 1500 (m), 1390 (s), 1242 (m), 820 (m), 652 (m)).
Do badania wpływu stężenia pierwotnych odczynników o wielkości i budowie związku nanostrukturalnego powyższe procesy przeprowadzano w następujących warunkach początkowych stężeń odczynników [HL2-] = [Mg2 +] = 0,025 M.

Sono syntezę fluorescencyjnych MOF mikroporowatych

Qiu et al. (2008) znalazł sonochemicznych droga szybkiej syntezy fluorescencyjnego mikroporowatej MF, Zn₃(CS)₂⋅12H₂O (1) i selektywne wykrywanie organoamines wykorzystaniem nanokryształów 1. Wyniki pokazują, że ultradźwiękowy Synteza Jest to prosty, skuteczny, tani i przyjazny dla środowiska podejście do nanoskali MOF.
MF 1 zsyntetyzowano stosując sposób ultradźwiękowy przy otaczający temperatura i atmosferyczny Ciśnienie różnych czasów reakcji, 5, 10, 30 i 90 minut, odpowiednio. Eksperyment kontrolny również dla wytworzenia związku 1, stosując metody hydrotermalnej oraz struktury zostały potwierdzone przez IR, analizy elementarnej i analizę Rietveld dyfrakcji proszkowej promieniowania rentgenowskiego (XRD) i za pomocą WinPLOTR FULLPROF¹³, Nieoczekiwanie stwierdzono, że reakcja dwuwodzianu octanu cynku w kwasie benzen-1,3,5-trikarboksylowego (H₃CS) w 20% etanolu w wodzie (v / v), pod działaniem ultradźwięków w temperaturze i pod ciśnieniem otoczenia przez 5 minut otrzymano 1 w niezwykle wysoką wydajnością (75,3%, w oparciu o H₃BTC). Ponadto, wydajność 1 stopniowo wzrastała od 78,2% do 85,3% ze wzrostem czasu reakcji od 10 do 90 minut. Wynik ten sugeruje, że szybki Synteza z MOF mogą być realizowane w znacznie wysoką wydajnością stosując metodę ultradźwiękową. W porównaniu z syntezą hydrotermalną tego samego związku MOF 1, który przeprowadza się w temperaturze 140 ° C pod ciśnieniem przez 24 godziny, 12 ultradźwiękowy syntezy okazały się wysoce efektywny sposób z dużą wydajnością niska cena.
Ponieważ żaden produkt otrzymano przez mieszanie octanu cynku o H3BTC w tym samym środowisku reakcji, w temperaturze otoczenia i pod ciśnieniem w nieobecności ultradźwięków ultradźwiękami muszą odgrywać ważny Rola podczas tworzenia MOF 1.

Procesy ultradźwiękowe: od laboratorium do Przemysł Skala

Sprzęt sonochemiczny

Hielscher Ultrasonics ma długoletnie doświadczenie w projektowaniu i produkcji wydajnych i niezawodnych ultrasonicators i sonochemicznych reaktorów. Hielscher obejmuje wymagań aplikacji z szerokiej gamy urządzeń ultradźwiękowych – z małego urządzenia laboratoryjne koniec powierzchni roboczych i pilotażowy ultrasonicators aż do Pełnychsystemy przemysłowe dla sonochemicznego produkcji na skalę przemysłową. Duża różnorodność sonotrod Booster, reaktorów, komór przepływowych, pudełka redukcji szumów i akcesoria pozwalają na kompleksową konfigurację optymalnej konfiguracji dla sonochemicznych reakcja. Hielscher ultradźwiękowe urządzenia są bardzo Krzepki, Zbudowany na 24/7 Operacja i trzeba tylko bardzo niewielkiej konserwacji.