Ультразвуковая технология Хильшера

Ультразвуковая подготовка металлоорганических структур (MOF)

  • Металлоорганические структуры представляют собой соединения, образованные из ионов металлов и органических молекул, так что создается одно-, двух- или трехмерный гибридный материал. Эти гибридные структуры могут быть пористыми или непористыми и предлагать разнообразные функциональные возможности.
  • Сонохимический синтез MOF является многообещающим методом, поскольку металлоорганические кристаллы получают очень эффективные и экологически чистые.
  • Ультразвуковое производство MOF может быть линейно расширено от подготовки небольших образцов в лаборатории до полного коммерческого производства.

Металлоорганические рамки

Кристаллические металлоорганические каркасы (MOF) относятся к категории высокопотенциальных пористых материалов, которые могут использоваться в газохранилище, адсорбции / сепарации, катализе, в качестве адсорбентов, в магнетизм, конструкции датчика и доставке лекарств. MOF обычно формируются самосборкой, где вторичные строительные блоки (SBU) соединяются с органическими спейсерами (лигандами) для создания сложных сетей. Органические прокладки или металлические СБУ могут быть модифицированы для контроля пористости МФ, что имеет решающее значение в отношении его функциональных возможностей и полезности для конкретных применений.

Сонохимический синтез MOF

Ультразвуковое облучение и тем самым кавитация хорошо известны своим уникальным воздействием на химические реакции, известные как Sonochemistry, Бурная имплозия кавитационных пузырьков создает локализованные горячие точки с чрезвычайно высокими переходными температурами (5000 K), давлениями (1800 атм) и скоростью охлаждения (1010 ЛетКанзас-1), а также ударные волны и возникающие жидкие струи. В этих кавитационные горячие точки, зарождение и рост кристаллов, например, путем созревания Оствальда, индуцируются и поощряются. Однако размер частиц ограничен, так как эти горячие точки характеризуются экстремальными скоростями охлаждения, что означает, что температура реакционной среды падает в миллисекундах.
Известно, что ультразвук синтезирует MOF быстро под мягкий условия процесса, такие как Без растворителей, в комнатная температура и под давление внешней среды, Исследования показали, что MOF могут быть произведены рентабельно В высокий урожай через сонохимический маршрут. Наконец, сонохимический синтез MOF является зеленый, экологически чистый метод.

Подготовка MOF-5

В исследовании Wang et al (2011), Zn4O [1,4-бензолдикарбоновой]3 был синтезирован через сонохимический маршрут. 1,36 г H2BDC и 4,84 г Zn (NO3)2· 6H2O были нерастворимы в 160 мл DMF. Затем к смеси под ультразвуковым облучением добавляли 6,43 г TEA. Через 2 ч бесцветный осадок собирали фильтрованием и промывали ДМФ. Твердое вещество сушат при 90 ° С в вакууме и затем хранят в вакуумном эксикаторе.

Получение микропористой MOF Cu3(BTC)2

Li et al. (2009) сообщают об эффективном ультразвуковом синтезе трехмерного (трехмерного) металлоорганического каркаса (MOF) с 3-D каналами, такими как Cu3(BTC)2 (HKUST-1, BTC = бензол-1,3,5-трикарбоксилат). Реакция ацетата меди и H3BTC в смешанном растворе DMF / EtOH / H2O (3: 1: 2, об. / Об.) При ультразвуковом облучении при температура окружающей среды а также атмосферное давление для короткое время реакции (5-60 мин) получали Cu3(BTC)2 В высокий урожай (62.6-85.1%). Эти Cu3(BTC)2 нанокристаллы имеют размеры диапазона размеров 10-200 нм, которые меньше чем те, которые синтезируются с использованием обычного сольвотермического метода. Не было существенных различий в физико-химических свойствах, таких как площадь поверхности по БЭТ, объем пор и емкость для хранения водорода, между Cu3(BTC)2 нанокристаллов, полученных с использованием ультразвукового метода, и микрокристаллов, полученных с использованием улучшенного сольвотермического метода. По сравнению с традиционными методами синтеза, такими как метод диффузии растворителя, гидротермальные и сольвотермические методы, ультразвуковой метод для построения пористых МФ был найден высоко эффективное а также более экологично,

Получение одномерного Mg (II) MOF

Tahmasian et al. (2013 год) сообщают о эффективное, бюджетный, а также Не вредит окружающей среде маршрут для получения трехмерной надмолекулярной металлоорганической структуры (MOF) на основе MgII, {[Mg (HIDC) (H2О)2] ⋅1.5H2}N (H3L = 4,5-имидазолдикарбоновая кислота) с использованием ультразвукового способа.
Наноструктурированный {[Mg (HIDC) (H2О)2] ⋅1.5H2}N была синтезирована с помощью следующих сонохимический маршрут. Для получения наноразмерного {[Mg (HIDC) (H2O) 2] ⋅ 1,5H2O} n (1), 20 мл раствора лиганда H3IDC (0,05 М) и гидроксид калия (0,1 М) помещали ультразвуковой зонд высокой плотности с максимальной выходной мощностью 305 Вт. В этот раствор по каплям добавляли 20 мл водного раствора нитрата магния (0,05 М). Полученные осадки отфильтровывают, промывают водой и этанолом и сушат на воздухе (т. Пл. 300ºC (найдено: C, 24,84, H, 3,22, N, 11,67%). ИК (см-1) выбранные полосы: 3383 (w), 3190 (w), 1607 (br), 1500 (m), 1390 (s), 1242 (m), 820 (m), 652 (m)).
Для изучения влияния концентрации исходных реагентов на размер и морфологию наноструктурированного соединения вышеуказанные процессы проводили при следующем концентрационном состоянии исходных реагентов: [HL2-] = [Mg2 +] = 0,025 М.

Sono-Синтез флуоресцентных микропористых MOF

Qiu et al. (2008) нашел сонохимический маршрут для быстрого синтеза флуоресцентного микропористого MOF, Zn3(BTC)2No12H2O (1) и селективное зондирование органоаминов с использованием нанокристаллов 1. Результаты показывают, что ультразвуковые Синтез представляет собой простой, эффективный, недорогой и экологически чистый подход к наномасштабным MOF.
MOF 1 синтезировали с использованием ультразвукового метода при окружающий температуры и атмосферный давление для разных времен реакции 5, 10, 30 и 90 мин соответственно. Был также проведен контрольный эксперимент по синтезу соединения 1 с использованием гидротермального метода, и структуры были подтверждены ИК, элементным анализом и анализом Ритвельда образцов порошковой рентгенограммы (XRD) с использованием WinPLOTR и Fullprof13 Год, Удивительно, что реакция дигидрата ацетата цинка с бензол-1,3,5-трикарбоновой кислотой (H3BTC) в 20% этанола в воде (об. / Об.) При ультразвуковом облучении при комнатной температуре и давлении в течение 5 мин давали 1 в замечательном высокий урожай (75,3%, в пересчете на H3BTC). Кроме того, выход 1 увеличивался постепенно с 78,2% до 85,3% с увеличением времени реакции от 10 до 90 мин. Этот результат показывает, что быстрый синтез MOF могут быть реализованы в значительном высокий урожай используя ультразвуковой метод. По сравнению с гидротермальным синтезом того же соединения MOF 1, которое проводят при 140 ° C при высоком давлении в течение 24 часов, 12 ультразвуковой синтез оказывается высокоэффективным методом с высоким выходом и бюджетный,
Поскольку продукт не был получен путем смешивания ацетата цинка с H3BTC в той же реакционной среде при температуре и давлении окружающей среды в отсутствие ультразвука, разрушение ультразвуком должны играть важный роль при формировании MOF 1.

Hielscher поставляет мощные ультразвуковые приборы от лабораторных до промышленных масштабов (Нажмите, чтобы увеличить!)

Ультразвуковые процессы: из лаборатория в промышленные Масштаб

Сонохимические оборудование

Hielscher Ultrasonics имеет многолетний опыт в разработке и производстве мощных и надежных ультразвуковых и сонохимических реакторов. Hielscher покрывает ваши требования к приложениям широким спектром ультразвуковых устройств – от небольших лабораторные приборы над стендовая а также пилот Ультразвуковые приборы,промышленные системы для сонохимического производства в промышленном масштабе. Большое разнообразие сонотродов, усилителей, реакторов, проточных ячеек, коробок шумоподавления и аксессуаров позволяет настроить оптимальную настройку для вашего сонохимический реакция. Ультразвуковые приборы Hielscher очень крепкий, построенный для 24/7 операции и нужно только очень небольшое обслуживание.

Металл-органические каркасы (MOFs) могут образовываться при ультразвуковом облучении (Нажмите, чтобы увеличить!)

Металл-Organic Framworks может быть эффективно синтезирован с помощью сонохимического маршрута

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


UIP1000hd используется для сонохимического синтеза MOF-5 (Нажмите, чтобы увеличить!)

ультразвуковой дезинтегратор Uip1000hd с сонохимическим реактором

Литература / Ссылки

  • Дей, Chandan; Khundu, Tny; Bhiswl, Бишну Р. Nallichk, Arijit; Bnerge, Hriahul (2014): Кристаллический металл-каркасы (MOFs): синтез, структура и функции, Acta Crystallographica Раздел B 70, 2014. 3-10.
  • Хашеми, в Лима; Morsal Али; Yilmaz, Вейсела Т. Büyükgüng, Орхан; Хава Хамид Реза; Ashouri, Fatemeh; Bagherzadeh, Mojtaba (2014): Сонохимические синтез двух наноразмерных свинца (II) металл-органических структур; приложение для катализа и подготовки наночастиц оксида свинца (II), Журнал молекулярной структуры 1072, 2014. 260-266.
  • Ли Цзун-Qun, Цю, Линг-Гуан, Сюй Тао, Ву, Юн, Ван Вэй, Ву, жень-Ю, Цзян Ся (2009): Ультразвуковой синтез микропористого металла-органическая основа Cu3 (BTC) 2 при температуре и давлении окружающей среды: эффективный и экологически чистый способ, Материалы Письмо 63/1, 2009. 78-80.
  • Цю, Линг-Гуан; Ли, Зонг-Кун; Ву, Yun; Ван, Вэй; Сюй, Тао; Цзян, Ся (2008): Facile синтез нанокристаллов микропористого металла-органической основы с помощью ультразвукового метода и селективного зондирования organoamines, Chemical Communication 2008, 3642-3644.
  • Сток, Норберт; Biswas, Syam (2012): Синтез металлоорганических структур (MOF): маршруты к различным топологиям, морфологиям и композициям MOF, Chemical Review 112/2, 2012. 933-969.
  • Суслик, Кеннет С. (ред.) (1988): Ультразвук: его химические, физические и биологические эффекты, ВЧ: Вайнхайм, Германия. 1988.
  • Тахмасян, Аринех; Морсали, Али; Joo, Sang Woo (2013): Сонохимические синтезы одномерной Mg (II) металлоорганической структуры: новый предшественник для получения одномерной наноструктуры MgO, Журнал наноматериалов 2013.
  • Томпсон, Джошуа A .; Чапмен, Karena W .; Кёрёш, William J .; Джонс, Кристофер W .; Наир, Sankar (2012): Ультразвук-индуцированного Оствальд созревание наночастиц НПЧ-8 и формирования НПЧЕЙ-8 / полимерные композиционные мембраны. Микропористые и мезопористые материалы 158, 2012. 292-299.
  • Ван Липин, Сяо Бинь, Ван, GongYing, Ву, JiQian (2011): Синтез поликарбоната диола, катализируемой металлом органического каркаса Zn4О [СО26ЧАС4-КО2]3, Наука Китай Химия 54/9, 2011. 1468-1473.

Свяжитесь с нами / Спросите дополнительную информацию

Поговорите с нами о ваших требованиях к обработке. Мы порекомендуем наиболее подходящие параметры настройки и обработки для вашего проекта.





Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,