Сонохимия - это влияние ультразвуковой кавитации на химические системы. Из-за экстремальных условий, которые происходят в кавитационном “горячая точка”, ультразвук мощности - очень эффективный метод улучшения реакции (более высокий выход, лучшее качество), конверсия и продолжительность химической реакции. Некоторые химические изменения могут быть достигнуты только при обработке ультразвуком, например, наноразмерное оловянное покрытие из титана или алюминия.

Ниже вы найдете выбор частиц и жидкостей с соответствующими рекомендациями, как лечить материал для мельницы, рассеивают, деагломерацию или модифицирующих частицы с использованием ультразвукового гомогенизатора.

Ниже приведены некоторые протоколы обработки ультразвука для успешных сонохимических реакций!

В алфавитном порядке:

- эпоксикетоны – кольцевая реакция

Ультразвуковые применение:
Открытие каталитического кольца α-эпоксикетонов проводили с использованием комбинации ультразвуковых и фотохимических методов. 1-бензил-2,4,6-трифенилпиридинийтетрафторборат (NBTPT) использовали в качестве фотокатализатора. Сочетанием ультразвука (сонохимии) и фотохимии этих соединений в присутствии NBTPT было достигнуто открытие эпоксидного кольца. Было продемонстрировано, что использование ультразвука значительно увеличило скорость фотоиндуцированной реакции. Ультразвук может серьезно повлиять на открытие фотокаталитического кольца α-эпоксикетонов преимущественно из-за эффективного массопереноса реагентов и возбужденного состояния NBTPT. Также происходит перенос электронов между активными видами в этой гомогенной системе с использованием ультразвука
быстрее, чем система без обработки ультразвуком. Преимуществом этого метода являются более высокие выходы и более короткие времена реакции.

Ультразвуковое фотокаталитическое открытие кольца α-эпоксикетонов (исследование и графика: ©Memarian et al 2007)

Протокол ультразвука:
α-эпоксикетоны 1a-f и 1-бензил-2,4,6-тетрафторборат трифенилпиридиния 2 получали в соответствии с представленными процедурами. Метанол был закуплен у Merck и перегонялся перед использованием. В качестве ультразвукового прибора использовался ультразвуковой зонд-прибор UP400S от Hielscher Ultrasonics GmbH. Ультразвуковой погружной рупор S3 (также известный как зонд или сонотрод), излучающий ультразвук 24 кГц с уровнями интенсивности, настраиваемыми до максимальной плотности звуковой мощности 460 Втсм^-2 был использован. Ультразвук проводили при 100% (максимальная амплитуда - 210 мкм). Сонотрод S3 (максимальная глубина погружения 90 мм) погружался непосредственно в реакционную смесь. УФ-облучение проводилось с использованием ртутной лампы высокого давления мощностью 400 Вт из Нарвы с охлаждением образцов в стекле Duran. ¹Спектры ЯМР ЯМР смеси фотопродуктов были измерены в CDCl₃ растворы, содержащие тетраметилсилан (ТМС) в качестве внутреннего стандарта на Bruker drx-500 (500 МГц). Препаративную слойную хроматографию (ПЛК) проводили на 20 × 20 см² пластины, покрытые 1 мм слоем силикагеля Merck PF_{254 г.} полученного путем нанесения кремнезема в виде суспензии и сушки на воздухе. Все продукты известны, и их спектральные данные сообщались ранее.
Рекомендация Устройство:
Up400s с ультразвуковым звуковым сигналом S3
Ссылка / Research Paper:
Memarian, Hamid R .; Саффар-Телури, А. (2007): Открытие фотонохимического каталитического кольца α-эпоксикетонов. Бейлштейн Журнал органической химии 3/2, 2007.

Алюминий / никелевый катализатор: наноструктурирование сплава Al / Ni

Ультразвуковые применение:
Частицы Al / Ni могут быть сонохимически модифицированы путем наноструктурирования исходного сплава Al / Ni. Therbey, эффективный катализатор для гидрирования ацетофенона.
Ультразвуковая подготовка катализатора Al / Ni:
5 г коммерческого сплава Al / Ni диспергировали в очищенной воде (50 мл) и обрабатывали ультразвуком до 50 мин. с помощью ультразвукового датчика UIP1000hd (1 кВт, 20 кГц), оснащенного ультразвуковым рупором BS2d22 (площадь головы 3,8 см²) и бустер B2-1.8. Максимальная интенсивность рассчитывалась равной 140 Вт^-2 при механической амплитуде 106 мкм. Чтобы избежать повышения температуры во время обработки ультразвуком, эксперимент проводился в термостатической ячейке. После обработки ультразвуком образец высушивали под вакуумом с помощью теплового пистолета.
Рекомендация Устройство:
Uip1000hd с сонотродом BS2d22 и бустерным усилием B2-1.2
Ссылка / Research Paper:
Далл, Яна; Немет, Силке; Скорб, Екатерина В.; Иррганг, Торстен; Сенкер, Ярген; Кемпе, Ретт; Фери, Андреас; Андреева, Дарья В. (2012): Сонохимическая активация катализатора водорода Аль/Ни. Расширенные функциональные материалы 2012. DOI: 10.1002/adfm.201200437

Переэтерификация биодизеля с использованием катализатора MgO

Ультразвуковые применение:
Реакция переэтерификации изучалась при постоянном ультразвуковом смешивании с ультразвуковым аппаратом UP200S по различным параметрам, таким как количество катализатора, молярное соотношение метанола и масла, температура реакции и продолжительность реакции. Периодические эксперименты проводились в реакторе из твердого стекла (300 мл, внутренний диаметр 7 см) с заземленной крышкой с двумя горлышками. Один гриф был соединен титановым сонотродом S7 (диаметр наконечника 7 мм) ультразвукового процессора UP200S (200 Вт, 24 кГц). Амплитуда ультразвука была установлена на уровне 50% с 1 циклом в секунду. Реакционную смесь обрабатывали ультразвуком на протяжении всего времени реакции. Другая горловина камеры реактора была оснащена специальным конденсатором из нержавеющей стали с водяным охлаждением для обратного сброса испарившегося метанола. Весь аппарат был помещен в масляную ванну с постоянной температурой, управляемую пропорциональным интегральным производным регулятором температуры. Температура может быть повышена до 65 ° C с точностью до ± 1 ° C. Отработанное масло, 99,9% чистый метанол, использовался в качестве материала для переэтерификации биодизеля. В качестве катализатора использовали наноразмерный MgO (магниевая лента), осажденный дымом.
Отличный результат конверсии был получен при 1,5 мас.% Катализатора; 5: 1 молярное соотношение метанольного масла при 55 ° С, после 45 мин достигается конверсия 98,7%.
Рекомендация Устройство:
Up200s с ультразвуковым сонотродом S7
Ссылка / Research Paper:
Сивакумар, П .; Sankaranarayanan, S .; Renganathan, S .; Sivakumar, P. (): Исследования по производству сойо-химического биодизеля с использованием катализатора с наноразмерным наполнителем из дыма. Бюллетень химической реакции & Катализ 8/2, 2013. 89 – 96.

Кадмий (II), -thioacetamide синтез нанокомпозит

Ультразвуковые применение:
Нанокомпозиты кадмия(II)-тиоацетамида были синтезированы в присутствии и отсутствии поливинилового спирта сонохимическим путем. Для сонохимического синтеза (соно-синтеза) 0,532 г дигидрата ацетата кадмия (II) (Cd(CH3COO)2,2H2O), 0,148 г тиоацетамида (TAA, CH3CSNH2) и 0,664 г йодида калия (KI) растворяли в 20 мл двойной дистиллированной деионизированной воды. Это решение было обработано ультразвуком с помощью мощного ультразвукового аппарата зондового типа UP400S (24 кГц, 400 Вт) при комнатной температуре в течение 1 часа. Во время обработки ультразвуком реакционной смеси температура увеличилась до 70-80 градусов по Цельсию, измеренная термопарой железо-константин. Через час образовался ярко-желтый осадок. Его выделяли центрифугированием (4000 об/мин, 15 мин), промывали двойной дистиллированной водой, а затем абсолютным этанолом для удаления остаточных примесей и, наконец, сушили на воздухе (выход: 0,915 г, 68%). Декабрь, стр.200°C. Для получения полимерного нанокомпозита 1,992 г поливинилового спирта растворяли в 20 мл двойной дистиллированной деионизированной воды, а затем добавляли в вышеуказанный раствор. Эту смесь облучали ультразвуковым ультразвуковым зондом UP400S в течение 1 ч при образовании ярко-оранжевого продукта.
Результаты СЭМ показали, что в присутствии ПВА размеры частиц уменьшаются с 38 нм до 25 нм. Затем мы синтезировали гексагональные наночастицы CdS со сферической морфологией от термического разложения полимерного нанокомпозита, кадмия (II) -тиоацетамида / PVA в качестве предшественника. Размер наночастиц CdS измеряли как XRD, так и SEM, и результаты были очень хорошо согласуются друг с другом.
Ранджбар и др. (2013) также обнаружил, что полимерный Cd (II), нанокомпозит является подходящим предшественником для получения наночастиц сульфида кадмия с интересной морфологией. Все результаты показали, что ультразвуковой синтез может быть успешно использован в качестве простой, эффективной, низкой стоимости, экологически чистая и очень перспективного метода для синтеза наноразмерных материалов без необходимости в специальных условиях, такие как высокая температура, длительные времена реакции, и при высоком давлении ,
Рекомендация Устройство:
Up400s
Ссылка / Research Paper:
Ранджбар, М .; Мустафа ЮСЕФИ, М .; Нозари, R .; Sheshmani, С. (2013): Синтез и характеристика Кадмий-тиоацетамид нанокомпозитов. Int. J. Nanosci. Nanotechnol. 9/4, 2013. 203-212.

СаСО3 – Ультразвуковое покрытие стеариновой кислотой

Ультразвуковые применение:
Ультразвуковое покрытие нано-осажденного СаСО₃ (NPCC) со стеариновой кислотой для улучшения ее дисперсии в полимере и для уменьшения агломерации. 2 г непокрытого нано-осажденного CaCO₃ (NPCC) был обработан ультразвуком с помощью ультразвукового аппарата UP400S в 30 мл этанола. 9 мас.% стеариновой кислоты растворяют в этаноле. Затем этанол со стеариновой кислотой смешивали с успокаиваемой суспензией.
Рекомендация Устройство:
Up400s с диаметром 22мм сонотрода (H22D), и поток ячейки с охлаждающей рубашкой
Ссылка / Research Paper:
Коу, К. W .; Абдулла, Е. С .; Азиз, А. Р. (2009): Влияние ультразвука в нано-покрытия осаждали CaCO3 со стеариновой кислотой. Asia-Pacific Journal химического машиностроения 4/5, 2009. 807-813.

нитрата церия, легированный силан

Ультразвуковые применение:
В качестве металлических подложек использовались холоднокатаные панели из углеродистой стали (6,5 см, 6,5 см, 0,3 см; химически очищенные и механически отполированные). Перед нанесением покрытия панели подвергались ультразвуковой очистке ацетоном, а затем очищались щелочным раствором (0,3 моль раствора L1 NaOH) при 60 ° C в течение 10 минут. Для использования в качестве грунтовки перед предварительной обработкой субстрата типичный состав, включающий 50 частей γ-глицидоксипропилтриметоксисилана (γ-GPS), разбавляли примерно 950 частями метанола при рН 4,5 (отрегулированном уксусной кислотой) и допускали гидролиз силана. Процедура получения легированного силана пигментами нитрата церия была такой же, за исключением того, что перед добавлен γ ием метанола в раствор метанола добавляли 1, 2, 3% нитрата церия, затем этот раствор смешивали с мешалкой пропеллера при 1600 об/мин в течение 30 мин. при комнатной температуре. Затем нитрат церия, содержащий дисперсии, обрабатывали ультразвуком в течение 30 минут при 40 ° C с внешней охлаждающей ванной. Процесс ультразвука был выполнен с помощью ультразвукового аппарата UIP1000hd (1000 Вт, 20 кГц) с входной мощностью ультразвука около 1 Вт / мл. Предварительную обработку субстрата проводили путем промывки каждой панели в течение 100 сек. соответствующим раствором силана. После обработки панелям давали высохнуть при комнатной температуре в течение 24 ч, затем предварительно обработанные панели покрывали эпоксидной смолой из двух упаковок, отверждаемой амином. (Эпон 828, оболочка Ко.) для получения толщины влажной пленки 90 мкм. Панели с эпоксидным покрытием выдерживали в течение 1 часа при 115 ° C после отверждения эпоксидных покрытий; Толщина сухой пленки составляла около 60 мкм.
Рекомендация Устройство:
Uip1000hd
Ссылка / Research Paper:
Zaferani, S.H .; Peikari, М .; Zaarei, D .; Danaei, И. (2013): Электрохимические эффекты силана, содержащей нитрат предварительной обработки церия на катодном отслоение свойств стали с эпоксидным покрытием. Журнал Адгезия науки и техники 27/22, 2013. 2411-2420.

Медно-алюминиевые каркасы: синтез пористых каркасов Cu-Al

Ультразвуковые применение:
Пористый медь-алюминий, стабилизированный оксидом металла, является перспективным новым альтернативным катализатором дегидрирования пропана, который не содержит благородных или опасных металлов. Структура окисленного пористого сплава Cu-Al (металлическая губка) похожа на металлы Рэни. Мощный ультразвук - это зеленый химический инструмент для синтеза пористых медно-алюминиевых каркасов, стабилизированных оксидом металла. Они недороги (стоимость производства составляет около 3 EUR / литр), и этот метод может быть легко увеличен. Эти новые пористые материалы (или «металлические губки») имеют объем сплава и окисленную поверхность и могут катализировать дегидрирование пропана при низких температурах.
Процедура подготовки ультразвукового катализатора:
Пять граммов порошка сплава Al-Cu диспергировали в сверхчистой воде (50 мл) и обрабатывали ультразвуком в течение 60 минут с помощью ультразвукового аппарата зондового типа Hielscher UIP1000hd (20 кГц, макс. выходная мощность 1000 Вт). Аппарат ультразвукового зондового типа был оснащен сонотродом BS2d22 (область наконечника 3.8cm²) и бустер-бустер B2-1.2. Максимальная интенсивность была рассчитана как 57 Вт / см² при механической амплитуде 81 мкм. Во время обработки образец охлаждали на ледяной бане. После обработки образец сушили при 120 ° С в течение 24 часов.
Рекомендация Устройство:
Uip1000hd с сонотродом BS2d22 и бустерным усилием B2-1.2
Ссылка / Research Paper:
Шаферханс, Яна; Гомес-Куеро, Сантьяго; Андреева, Дарья V .; Rothenberg, Gadi (2011): Новые и эффективные катализаторы дегидрирования пропан-алюмини. Химреагент Евро. J. 2011, 17, 12254-12256.

Деградация медного фактоцианина

Ультразвуковые применение:
Дезокращение и разрушение металлофталоцианинов
Медный фатлоцианин обрабатывается ультразвуком с водой и органическими растворителями при температуре окружающей среды и атмосферном давлении в присутствии каталитического количества окислителя с использованием ультразвукового аппарата UIP500hd мощностью 500 Вт с камерой со складчатым желобом на уровне мощности 37–59 Вт / см²: 5 мл образца (100 мг / л), 50 D / D воды с хлороформом и пиридином при 60% от ультразвуковой амплитуды. Температура реакции: 20 ° С.
Рекомендация Устройство:
Uip500hd

Золото: морфологическая модификация золотых наночастиц

Ультразвуковые применение:
Золотые наночастицы были морфологически модифицированы при интенсивном ультразвуковом облучении. Чтобы сплавить золотые наночастицы в гантель-подобную структуру, ультразвуковая обработка 20 мин. в чистой воде и в присутствии поверхностно-активных веществ. Через 60 мин. наночастиц золота приобретают черную или кольцеобразную структуру в воде. Сплавленные наночастицы со сферическими или овальными формами подвергались ультразвуковой обработке в присутствии додецилсульфата натрия или додециламина.
Протокол ультразвуковой обработки:
Для ультразвуковой модификации коллоидный золотой раствор, состоящий из предварительно сформированных цитрат-защищенных наночастиц золота со средним диаметром 25 нм (± 7 нм), обрабатывался ультразвуком в закрытой реакционной камере (объем около 50 мкл). Коллоидный раствор золота (0,97 ммоль) л^-1) подвергали ультразвуковому облучению с высокой интенсивностью (40 Вт / см^-2) с использованием ультразвукового аппарата Hielscher UIP1000hdT (20 кГц, 1000 Вт), оснащенного сонотродом из титанового сплава BS2d18 (диаметр наконечника 0,7 дюйма), который был погружен примерно на 2 см ниже поверхности ультразвукового раствора. Коллоидное золото отравляли газом аргоном (O₂ < 2 ppmv, Air Liquid) 20 мин. до и во время обработки ультразвуком со скоростью 200 мл · мин^-1 для устранения кислорода в растворе. 35-мл порцию каждого раствора поверхностно-активного вещества без добавления дигидрата тринатрийцитрата добавляли 15 мл предварительно сформированного коллоидного золота, барботировали газообразным аргоном в течение 20 мин. до и во время ультразвуковой обработки.
Рекомендация Устройство:
Uip1000hd с сонотродом BS2d18 и проточным клеточным реактором
Ссылка / Research Paper:
Радзюк, д .; Григорьев, D .; Zhang, W .; Су, Д .; Möhwald, H .; Щукин Д. (2010): Ультразвуковое слияние предварительно сформированных наночастиц золота. Journal of Physical Chemistry C 114, 2010. 1835-1843.

Неорганические удобрения – выщелачивание Cu, Cd и Pb для анализа

Ультразвуковые применение:
Экстракция Cu, Cd и Pb из неорганических удобрений для аналитической цели:
Для ультразвуковой экстракции меди, свинца и кадмия образцы, содержащие смесь удобрения и растворителя, обрабатывают ультразвуком с помощью ультразвукового устройства, такого как ультразвуковой аппарат VialTweeter для непрямой обработки ультразвуком. Образцы удобрений обрабатывали ультразвуком в присутствии 2 мл 50% (об. / об.) HNO₃ в стеклянных пробирках в течение 3 минут. Экстракты Cu, Cd и Pb могут быть определены с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии пламени (FAAS).
Рекомендация Устройство:
VialTweeter
Ссылка / Research Paper:
Лима, АФ; Рихтер, Э.М. Muñoz, RAA (2011): Альтернативный аналитический метод определения металла в неорганических удобрениях на основе экстракции с использованием ультразвука. Журнал Бразильского химического общества 22 / 8. 2011. 1519-1524.

Латекс Синтез

Ультразвуковые применение:
Получение P (Сент-БА) Латекс
Частицы поли(стирол-р-бутилакрилата) P(St-BA) латекса синтезировали методом эмульсионной полимеризации в присутствии поверхностно-активного вещества DBSA. 1 г DBSA сначала растворяли в 100 мл воды в колбе с тремя горлышками, а значение рН раствора доводили до 2,0. В раствор DBSA заливали смешанные мономеры 2,80 г St и 8,40 г БА с инициатором AIBN (0,168 г). Эмульсия М / В была приготовлена путем магнитного перемешивания в течение 1 часа с последующей обработкой ультразвуком с помощью ультразвукового аппарата UIP1000hd, оснащенного ультразвуковым рупором (зондом / сонотродом), в течение еще 30 минут в ледяной бане. Наконец, полимеризацию проводили при температуре 90 ° C в масляной ванне в течение 2 часов в атмосфере азота.
Рекомендация Устройство:
Uip1000hd
Ссылка / Research Paper:
Изготовление гибких токопроводящих пленок, полученных из поли (3,4-этилендиокситиофена) epoly (стиролсульфонова кислота) (ПЭДОТ: ПСС) на нетканую подложку ткани. Материалы Химия и физика 143, 2013. 143-148.
Нажмите здесь, чтобы прочитать больше о соно-синтезе латекса!

Свинец Removal (Sono-выщелачивание)

Ультразвуковые применение:
Ультразвуковое выщелачивание свинца из загрязненной почвы:
Эксперименты по ультразвуковому выщелачиванию проводились с помощью ультразвукового гомогенизатора UP400S с титановым звуковым зондом (диаметр 14мм), который работает на частоте 20 кГц. Ультразвуковой зонд (сонотрод) был калориметрически откалиброван с интенсивностью ультразвука, установленной на 51 ± 0,4 Вт см^-2 для всех экспериментов Соно-выщелачивания. Эксперименты Sono-выщелачивание были термостатирует с помощью плоской нижней рубашки стеклянной клетки при температуре 25 ± 1 ° С. Три систем были использованы в качестве промывных растворов почвы (0.1L) при обработке ультразвука: 6 мл 0,3 молей L^-2 раствора уксусной кислоты (рН 3,24), 3% (об / об) раствор азотной кислоты (рН 0,17) и буфера уксусной кислоты / ацетата (рН 4,79), полученного путем смешивания 60 мл 0,3 моль 0f L^-1 уксусная кислота с 19 мл 0,5 молей L^-1 NaOH. После процесса Sono-выщелачивания, образцы фильтровали через фильтровальную бумагу, чтобы отделить раствор фильтрата из почвы с последующей свинцовым электроосаждением раствора фильтрата и переваривания почвы после применения ультразвука.
Ультразвук оказался ценным инструментом в повышении выщелачиванию свинца из загрязняют почвы. Ультразвук также является эффективным способом для почти полного удаления выщелачивания свинца из почвы, что приводит к гораздо менее опасной почве.
Рекомендация Устройство:
Up400s с сонотродом H14
Ссылка / Research Paper:
Сандовал-Гонсалес, A .; Сильва-Мартинес, S .; Blass-Амадор, G. (2007): Ультразвук Выщелачивание и электрохимические Лечение Комбинированное для удаления свинца почвы. Журнал новых материалов для электрохимических систем 10, 2007. 195-199.

Pbs – Синтез наночастиц сульфида свинца

Ультразвуковые применение:
При комнатной температуре добавляют 0,151 г ацетата свинца (Pb (CH₃COO)2.3H₂O) и 0,03 г TAA (CH₃CSNH₂) были добавлены в 5 мл ионной жидкости, «EMIM» (EtSO)₄] и 15 мл двойной дистиллированной воды в стакане объемом 50 мл, подвергнутом ультразвуковому облучению ультразвуковым аппаратом Hielscher UP200S в течение 7 минут. Наконечник ультразвукового зонда/сонотрода S1 погружали непосредственно в реакционный раствор. Образовавшуюся суспензию темно-коричневого цвета центрифугировали для удаления осадка и дважды промывали двойной дистиллированной водой и этанолом соответственно для удаления непрореагировавших реагентов. Для исследования влияния ультразвука на свойства продуктов был подготовлен еще один сравнительный образец, сохраняющий постоянные параметры реакции, за исключением того, что продукт готовят при непрерывном перемешивании в течение 24 ч без помощи ультразвукового облучения.
Ультразвуковой при содействии синтез в водной ионной жидкости при комнатной температуре был предложен для получения наночастиц PbS. Это при комнатной температуре и экологически доброкачественных зеленый метод является быстрым и шаблон, свободной, что сокращает время синтеза замечательно и позволяет избежать сложных процедур синтеза. В качестве подготовленных нанокластеры показывают огромный синий сдвиг 3,86 эВ, что можно отнести к очень маленький размер частиц и квантового эффекта удержани.
Рекомендация Устройство:
Up200s
Ссылка / Research Paper:
Behboudnia, М .; Хабиби-Yangjeh, A .; Джафари-Tarzanag, Y .; Khodayari, А. (2008): Facile и номер Получение температуры и характеристика PbS наночастиц в водном [EMIM] [EtSO4] ионной жидкости с помощью ультразвукового облучения. Вестник корейского химического общества 29/1, 2008. 53-56.

Деградация фенола

Ультразвуковые применение:
Rokhina et al. (2013) использовали комбинацию перуксусной кислоты (ПАУ) и гетерогенного катализатора (MnO₂) для разложения фенола в водном растворе при ультразвуковом облучении. Ультразвук проводился с использованием ультразвукового аппарата зондового типа UP400S мощностью 400 Вт, который способен обрабатывать ультразвуком либо непрерывно, либо в импульсном режиме (т.е. 4 секунды и 2 секунды) на фиксированной частоте 24 кГц. Расчетная общая потребляемая мощность, удельная мощность и интенсивность мощности, рассеиваемые системой, составили 20 Вт, 9,5×10 Лет^-2 Вт / см^-3, и 14,3 Вт / см^-2соответственно. Фиксированная мощность использовалась на протяжении всех экспериментов. Для регулирования температуры внутри реактора использовалась погружная циркуляционная установка. Фактическое время обработки ультразвуком составило 4 часа, хотя реальное время реакции составило 6 часов из-за работы в импульсном режиме. В типичном эксперименте стеклянный реактор заполняли 100 мл раствора фенола (1,05 мМ) и соответствующими дозами катализатора MnO2 и PAA (2%) в диапазоне от 0 до 2 г л^-1 и 0-150 м.д., соответственно. Все реакции проводили при приблизительно нейтральном рН, атмосферном давлении и комнатной температуре (22 ± 1 ° C).
Посредством ультразвука площадь поверхности катализатора была увеличена, что привело к увеличению площади поверхности в 4 раза без изменения структуры. Частоты оборота (TOF) были увеличены с 7 x 10^-3 до 12,2 х 10^-3 мин^-1, по сравнению с молчаливым процессом. Кроме того, не было обнаружено значительного выщелачивания катализатора. Изотермическое окисление фенола при относительно низких концентрациях реагентов продемонстрировало высокие скорости удаления фенола (до 89%) при умеренных условиях. В общем, ультразвук ускорил процесс окисления в течение первых 60 мин. (70% удаления фенола против 40% во время молчаливого лечения).
Рекомендация Устройство:
Up400s
Ссылка / Research Paper:
Рохина Е.В. Макарова К.; Lahtinen, M .; Головина Е.А. Van As, H .; Virkutyte, J. (2013): Ультразвуковое MnO₂ катализируемый гомолиз перуксусной кислоты для деградации фенола: оценка химического состава и кинетики процесса. Журнал химической инженерии 221, 2013. 476-486.

Фенол: окисление фенола с использованием RuI₃ как катализатор

Ультразвуковые применение:
Гетерогенное водное окисление фенола над RuI₃ с перекисью водорода (H₂О₂): Каталитическое окисление фенола (100 ppm) по RuI₃ в качестве катализатора был изучен в стеклянном реакторе объемом 100 мл, оснащенном магнитной мешалкой и регулятором температуры. Реакционную смесь перемешивали со скоростью 800 об/мин в течение 1–6 часов, чтобы обеспечить полное перемешивание для равномерного распределения и полной суспензии частиц катализаторов. Механическое перемешивание раствора не выполнялось во время обработки ультразвуком из-за возмущения, вызванного колебаниями и коллапсом кавитационных пузырьков, что обеспечивало чрезвычайно эффективное перемешивание. Ультразвуковое облучение раствора проводилось ультразвуковым преобразователем UP400S, оснащенным ультразвуковым (так называемым ультразвуковым аппаратом зондового типа), способным работать как непрерывно, так и в импульсном режиме с фиксированной частотой 24 кГц и максимальной выходной мощностью 400 Вт.
Для эксперимента необработанный RuI₃ в качестве катализатора (0,5-2 гл^-1) вводили в виде суспензии в реакционную среду с последующим добавлением H2O2 (30%, концентрация в диапазоне 200–1200 ppm).
Rokhina et al. обнаружили, что ультразвуковое облучение играет важную роль в модификации текстурных свойств катализатора, создавая микропористую структуру с более высокой площадью поверхности в результате фрагментации частиц катализатора. Кроме того, он имел рекламный эффект, предотвращающий агломерацию частиц катализатора и улучшающий доступность фенола и перекиси водорода к активным участкам катализатора.
Двукратное увеличение эффективности ультразвукового процесса по сравнению с процессом бесшумного окисления было связано с улучшением каталитического поведения катализатора и образованием окисляющих веществ, таких как •OH, •HO2 и •I₂ через расщепление водородных связей и рекомбинацию радикалов.
Рекомендация Устройство:
Up400s
Ссылка / Research Paper:
Рохина Е.В. Lahtinen, M .; Nolte, MCM; Virkutyte, J. (2009): Ультразвуковое гетерогенное катализируемое рутением влажное пероксидное окисление фенола. Applied Catalysis B: Environmental 87, 2009. 162-170.

Частицы Ag / ZnO, покрытые PLA

Ультразвуковые применение:
Покрытие PLA частиц Ag / ZnO: Микро- и субмикрочастицы Ag / ZnO, покрытые PLA, были получены методом выпаривания растворителя эмульсии масло в воде. Этот метод осуществлялся следующим образом. Во-первых, 400 мг полимера растворяли в 4 мл хлороформа. Результирующая концентрация полимера в хлороформе составила 100 мг/мл. Во-вторых, раствор полимера эмульгировали в водном растворе различных систем поверхностно-активных веществ (эмульгатор, ПВС 8-88) при непрерывном перемешивании с гомогенизатором при скорости перемешивания 24 000 об/мин. Смесь перемешивали в течение 5 мин. и в течение этого периода образовавшуюся эмульсию охлаждали льдом. Соотношение между водным раствором поверхностно-активного вещества и раствором хлороформа PLA было одинаковым во всех экспериментах (4:1). Впоследствии полученную эмульсию ультразвуком обрабатывали ультразвуком ультразвуковым зондовым устройством UP400S (400 Вт, 24 кГц) в течение 5 мин. при цикле 0,5 и амплитуде 35%. Наконец, приготовленную эмульсию переносили в колбу Эрленмейера, перемешивали, и органический растворитель выпаривали из эмульсии при пониженном давлении, что в конечном итоге приводит к образованию суспензии частиц. После удаления растворителя суспензию трижды центрифугировали для удаления эмульгатора.
Рекомендация Устройство:
Up400s
Ссылка / Research Paper:
Кучарчик П.; Sedlarik, V .; Stloukal, P .; Bazant, P .; Koutny, M .; Григорова А.; Kreuh, D .; Kuritka, I. (2011): Поли (L-молочная кислота), покрытые микроволновыми синтезированными гибридными антибактериальными частицами. Нанокон 2011.

Полианилин

Ультразвуковые применение:
Приготовление композита на основе нано-полианилина (SPAni) на водной основе (Sc-WB)
Для приготовления композита SPAni на водной основе 0,3 г SPAni, синтезированного с использованием полимеризации in situ в среде ScCO2, разбавляли водой и обрабатывали ультразвуком в течение 2 минут ультразвуковым гомогенизатором UIP1000hd мощностью 1000 Вт. Затем продукт суспензии гомогенизировали путем добавления 125 г матрицы отвердителя на водной основе в течение 15 мин. и окончательную обработку ультразвуком проводили при температуре окружающей среды в течение 5 мин.
Рекомендация Устройство:
Uip1000hd
Ссылка / Research Paper:
Багерзаде, MR; Mousavinejad, T .; Акбаринежад, E .; Ghanbarzadeh, A. (2013): Защитная характеристика эпоксидного покрытия на водной основе, содержащего синтезированный самосогласованный нанополианилин ScCO2. 2013.

Полициклические ароматические углеводороды: сонохимическая деградация нафталина, аценафтилена и фанантрена

Ультразвуковые применение:
Для сонохимического разложения полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) нафталина, аценафтилена и фенантрена в воде образцы смесей обрабатывали ультразвуком при 20 —� C и 50 мкг / л каждого целевого ПАУ (150 мкг / л общей начальной концентрации). Ультразвук применялся ультразвуковым аппаратом рупорного типа UP400S (400 Вт, 24 кГц), который способен работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме. Ультразвуковой аппарат UP400S был оснащен титановым зондом H7 с наконечником диаметром 7 мм. Реакции проводили в цилиндрическом стеклянном реакционном сосуде объемом 200 мл с титановым рупором, установленным поверх реакционного сосуда и герметизированным с помощью уплотнительных колец и тефлонового клапана. Реакционный сосуд помещали в водяную баню для контроля температуры процесса. Чтобы избежать каких-либо фотохимических реакций, сосуд был покрыт алюминиевой фольгой.
Результаты анализа показали, что конверсия ПАУ возрастает с увеличением продолжительности обработки ультразвуком.
Для нафталина ультразвуковое сопровождение (мощность ультразвука, установленное на 150 Вт) увеличилось с 77,6%, достигнутого через 30 мин. ультразвук до 84,4% через 60 мин. Озвучивание.
Для аценафтилена ультразвуковое сопровождение (мощность ультразвука, установленное на 150 Вт) увеличилось с 77,6%, достигнутого через 30 мин. ультразвук с мощностью 150 Вт ультразвука до 84,4% через 60 мин. ультразвук с ультразвуком 150 Вт увеличился с 80,7%, достигнутого через 30 мин. ультразвук с мощностью ультразвука 150 Вт до 96,6% через 60 мин. Озвучивание.
Для фенантрена конверсия ультразвуком (мощность ультразвука, установленная на 150 Вт) увеличилась с 73,8%, достигнутого через 30 мин. ультразвук до 83,0% через 60 мин. Озвучивание.
Для повышения эффективности деградации перекись водорода может быть использована более эффективно при добавлении иона железа. Показано, что добавление ионов железа имеет синергетические эффекты, имитирующие реакцию, подобную Фентону.
Рекомендация Устройство:
Up400s с H7
Ссылка / Research Paper:
Psillakis, E .; Goula, G .; Kalogerakis, N .; Манцавинос, Д. (2004): Деградация полициклических ароматических углеводородов в водных растворах ультразвуковым облучением. Journal of Hazardous Materials B108, 2004. 95-102.

Удаление оксидного слоя с субстратов

Ультразвуковые применение:
Чтобы подготовить субстрат до выращивания нанопроводов CuO на подложках Cu, внутренний слой оксида на поверхности Cu удаляли ультразвуком в 0,7 М хлористоводородной кислоте в течение 2 мин. с Hielscher UP200S. Образец подвергали ультразвуковой очистке в ацетоне в течение 5 мин. для удаления органических загрязнений, тщательно промыть деионизированной (DI) водой и высушить на сжатом воздухе.
Рекомендация Устройство:
Up200s или UP200St
Ссылка / Research Paper:
Машок, М .; Yu, K .; Cui, S .; Mao, S .; Lu, G .; Чен, Дж. (2012): Модулирующие свойства зондирования газовых наноструктур CuO путем создания дискретных наноразмерных p-n-соединений на их поверхностях. Прикладные материалы ACS & Интерфейсы 4, 2012. 4192-4199.

Эксперименты по вольтамперометрии

Ультразвуковые применение:
Для экспериментов по вольтамперометрии с ультразвуковым усилением использовался ультразвуковой аппарат Hielscher 200 Вт UP200S, оснащенный стеклянным рупором (наконечник диаметром 13 мм). Ультразвук применялся с интенсивностью 8 Вт/см^-2,
Из-за медленной скорости диффузии наночастиц в водных растворах и большого количества окислительно-восстановительных центров на наночастицу вольтамперометрия с прямым растворением наночастиц доминирует за счет адсорбционных эффектов. Для обнаружения наночастиц без накопления из-за адсорбции экспериментальный подход должен выбираться с: (i) достаточно высокой концентрацией наночастиц; (ii) малыми электродами для улучшения отношения сигнал / земля; или (iii) очень быстрый массовый транспорт.
Поэтому McKenzie et al. (2012) применяли силовое ультразвуковое исследование, чтобы значительно повысить скорость массопереноса наночастиц к поверхности электрода. В экспериментальной установке электрод непосредственно подвергается высокоинтенсивному ультразвуку с расстоянием между электродами до 5 мм и 8 Вт / см^-2 Интенсивность обработки ультразвуком, приводящая к возбуждению и кавитационной очистке. Тестовая окислительно-восстановительная система, одноэлектронное восстановление Ru(NH3)₆^{3 евро} в водном 0,1 М KCl, использовали для калибровки скорости переноса массы, достигнутого в этих условиях.
Рекомендация Устройство:
Up200s или UP200St
Ссылка / Research Paper:
McKenzie, KJ; Marken, F. (2001): Прямая электрохимия наночастиц Fe2O3 в водном растворе и адсорбируется на оксиде индия, легированном оловом. Чистая прикладная химия, 73/12, 2001. 1885-1894.

Ультразвуковые аппараты для сонохимических реакций от лабораторных до промышленных масштабов

Hielscher предлагает полный спектр ультразвуковых аппаратов от портативного лабораторного гомогенизатора до полностью промышленных ультразвуковых аппаратов для потоков большого объема. Все результаты, достигнутые в малых масштабах при испытаниях, R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production. Ультразвуковые аппараты Hielscher надежны, прочны и рассчитаны на работу в режиме 24/7.
Спросите нас, как оценивать, оптимизировать и масштабировать ваш процесс! Мы рады помочь вам на всех этапах – от первых испытаний и оптимизации процесса до установки на вашей промышленной производственной линии!