Hielscher Ultrasonics
Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj.
Na telefononi: +49 3328 437-420
Na dërgoni me postë: info@hielscher.com

Përgatitja me ultratinguj e kornizave metalo-organike (MOF)

  • Kornizat Metal-Organike janë komponime të formuara nga jonet metalike dhe molekulat organike në mënyrë që të krijohet një material hibrid një, dy ose tredimensional. Këto struktura hibride mund të jenë poroze ose jo poroze dhe ofrojnë funksionalitete të shumëfishta.
  • Sinteza sonokimike e MOF-ve është një teknikë premtuese pasi kristalet metalo-organike prodhohen shumë efikase dhe miqësore me mjedisin.
  • Prodhimi tejzanor i MOF-ve mund të rritet në mënyrë lineare nga përgatitja e mostrave të vogla në laborator deri në prodhimin e plotë komercial.

korniza metalo-organike

Kornizat kristalore metal-organike (MOF) bien në kategorinë e materialeve poroze me potencial të lartë, të cilat mund të përdoren në ruajtjen e gazit, adsorbimin/ndarjen, katalizimin, si adsorbentë, në magnetizëm, dizajn sensori dhe shpërndarjen e barnave. MOF-të zakonisht formohen nga vetë-montimi ku njësitë dytësore të ndërtesës (SBU) lidhen me ndarës organikë (ligandë) për të krijuar rrjete komplekse. Ndarësit organikë ose SBU-të metalike mund të modifikohen për të kontrolluar porozitetin e MOF, i cili është thelbësor në lidhje me funksionalitetet dhe dobinë e tij për aplikime të veçanta.

Sinteza Sonokimike e MOFs

Rrezatimi tejzanor dhe gjeneruar në këtë mënyrë kavitacion janë të njohura për efektet e tij unike në reaksionet kimike, të njohura si Sonokimia. Shpërthimi i dhunshëm i flluskave të kavitacionit gjeneron pika të nxehta të lokalizuara me temperatura jashtëzakonisht të larta kalimtare (5000 K), presione (1800 atm) dhe shpejtësi ftohjeje (1010Ks-1) si dhe valët goditëse dhe avionët e lëngshëm që rezultojnë. Në këto kavitacionale pikat e nxehta, bërthamimi dhe rritja e kristalit, p.sh. nga pjekja e Ostwald, nxitet dhe nxitet. Sidoqoftë, madhësia e grimcave është e kufizuar pasi ato pika të nxehta karakterizohen nga ritme ekstreme të ftohjes që do të thotë se temperatura e mjedisit të reagimit bie brenda milisekondave.
Dihet se ekografia sintetizon MOF me shpejtësi nën të lehta kushtet e procesit, si p.sh pa tretës, në temperatura e dhomës dhe nën presioni i ambientit. Studimet kanë treguar se MOF mund të prodhohen me kosto efektiverendiment të lartë nëpërmjet rrugës sonokimike. Së fundi, sonokimike sinteza e MOF-ve është a jeshile, metodë miqësore me mjedisin.

Përgatitja e MOF-5

Në studimin e Wang et al (2011), Zn4O[1,4-benzenedikarboksilat]3 u sintetizua nëpërmjet sonokimike rrugës. 1,36 g H2BDC dhe 4,84 g Zn (NO3)2· 6H2O janë tretur fillimisht në 160 ml DMF. Më pas 6.43 g TEA iu shtuan përzierjes nën rrezatim tejzanor. Pas 2 orësh, precipitati pa ngjyrë u mblodh me filtrim dhe u la me DMF. Lënda e ngurtë u tha në 90°C në vakum dhe më pas u ruajt në një tharëse vakum.

Përgatitja e MOF Cu mikroporoze3(BTC)2

Li et al. (2009) raportojnë sintezën efikase tejzanor të kornizës tredimensionale (3-D) metal-organike (MOF) me kanale 3-D, si Cu3(BTC)2 (HKUST-1, BTC = benzen-1,3,5-trikarboksilate). Reagimi i acetatit të bakrit dhe H3BTC në një zgjidhje të përzier të DMF/EtOH/H2O (3:1:2, v/v) nën rrezatim tejzanor në temperatura e ambientit dhe presioni atmosferik për kohë të shkurtra reagimi (5–60 min) dha Cu3(BTC)2rendiment të lartë (62,6-85,1%). Këto Cu3(BTC)2 nano-kristalet kanë përmasa prej 10-200 nm, të cilat janë shumë më të vogla sesa ato të sintetizuara duke përdorur metodën konvencionale solvotermale. Nuk kishte dallime të rëndësishme në vetitë fiziko-kimike, p.sh. sipërfaqja e BET, vëllimi i poreve dhe kapaciteti i ruajtjes së hidrogjenit, midis Cu3(BTC)2 nano-kristalet e përgatitura duke përdorur metodën tejzanor dhe mikrokristalet e përftuara duke përdorur metodën e përmirësuar solvotermale. Krahasuar me teknikat tradicionale sintetike, të tilla si teknika e difuzionit të tretësve, metodat hidrotermale dhe solvotermale, metoda tejzanor për ndërtimin e MOF-ve poroze rezultoi të ishte shumë Efikas dhe më miqësore me mjedisin.

Përgatitja e një MOF njëdimensionale Mg(II).

Tahmasian etj. (2013) raporti an Efikas, çmim i ulët, dhe miqësore me mjedisin rrugë për të prodhuar një kornizë 3D supramolekulare metal-organike (MOF) bazuar në MgII, {[Mg(HIDC)(H2O)2]⋅1,5H2O}N (H3L = 4,5-imidazol-acid dikarboksilik) duke përdorur një rrugë të asistuar me ultratinguj.
Nanostrukturuar {[Mg(HIDC)(H2O)2]⋅1,5H2O}N u sintetizua me sa vijon sonokimike rrugës. Për të përgatitur {[Mg(HIDC)(H2O)2]⋅1.5H me madhësi nanoz2O}n (1), 20 mL tretësirë të ligandit H3IDC (0.05M) and potassium hydroxide (0.1 M) was positioned a high-density ultrasonic probe with a maximum power output of 305 W. Into this solution 20 mL of an aqueous solution of magnesium nitrate (0.05M) was added dropwise. The obtained precipitates were filtered off, washed with water andethanol, and air-dried (m.p.> 300ºC. (Found: C, 24.84; H, 3.22; N, 11.67%.). IR (cm-1) brezat e zgjedhur: 3383 (w), 3190 (w), 1607 (br), 1500 (m), 1390 (s), 1242 (m), 820 (m), 652 (m)).
Për studimin e efektit të përqendrimit të reagentëve fillestarë në madhësinë dhe morfologjinë e përbërjes me nanostrukturë, proceset e mësipërme u kryen në kushtet e mëposhtme të përqendrimit të reagentëve fillestarë: [HL2−] = [Mg2+] = 0,025 M.

Sono-Sinteza e MOF-ve mikroporoze fluoreshente

Qiu etj. (2008) gjeti a sonokimike rrugë për sintezën e shpejtë të MOF mikroporoz fluoreshente, Zn3(BTC)2⋅12H2O (1) dhe ndjeshmëria selektive e organoaminave duke përdorur nanokristale prej 1. Rezultatet tregojnë se ultrazërit sintezë është një qasje e thjeshtë, efikase, me kosto të ulët dhe miqësore me mjedisin ndaj MOF-ve në shkallë nano.
MOF 1 u sintetizua duke përdorur metodën tejzanor në një ambienti temperatura dhe atmosferike presion për kohë të ndryshme reagimi përkatësisht 5, 10, 30 dhe 90 min. Një eksperiment kontrolli u krye gjithashtu për të sintetizuar përbërësin 1 duke përdorur metodën hidrotermale, dhe strukturat u konfirmuan me anë të IR, analizës elementare dhe analizës Rietveld të modeleve të difraksionit me rreze X pluhur (XRD) duke përdorur WinPLOTR dhe Fullprof13. Çuditërisht, reagimi i dihidratit acetat të zinkut me acidin benzen-1,3,5-trikarboksilik (H3BTC) në 20% etanol në ujë (v/v) nën rrezatim tejzanor në temperaturën dhe presionin e ambientit për 5 min dha 1 në një rendiment të lartë (75.3%, bazuar në H3BTC). Gjithashtu, rendimenti i 1 u rrit gradualisht nga 78.2% në 85.3% me rritjen e kohës së reagimit nga 10 në 90 min. Ky rezultat sugjeron se sintezë e shpejtë e MOF mund të realizohet në një mënyrë të konsiderueshme rendiment të lartë duke përdorur metodën tejzanor. Krahasuar me sintezën hidrotermale të të njëjtit përbërës MOF 1, e cila kryhet në 140°C në presion të lartë për 24 orë,12 sinteza tejzanor rezulton të jetë një metodë shumë efikase me rendiment të lartë dhe çmim i ulët.
Meqenëse asnjë produkt nuk u përftua nga përzierja e acetatit të zinkut me H3BTC në të njëjtin mjedis reagimi në temperaturën dhe presionin e ambientit në mungesë të ultrazërit, sonikacion duhet të luajë një e rëndësishme rol gjatë formimit të MOF 1.

Hielscher furnizon pajisje të fuqishme tejzanor nga laboratori në shkallë industriale (Kliko për ta zmadhuar!)

Proceset tejzanor: Nga laboratori te industriale Shkalla

pajisje sonokimike

Hielscher Ultrasonics ka përvojë të gjatë në projektimin dhe prodhimin e ultrazërit të fuqishëm dhe të besueshëm dhe reaktorëve sonokimikë. Hielscher mbulon kërkesat tuaja të aplikimit me gamën e gjerë të pajisjeve tejzanor – nga e vogla pajisje laboratorike gjatë Bench-Top dhe pilot ultrasonikë deri në të plotësistemet industriale për prodhimin sonokimik në shkallë komerciale. Një shumëllojshmëri e madhe sonotrode, përforcues, reaktorë, qeliza rrjedhëse, kuti për anulimin e zhurmës dhe aksesorë ju lejojnë të konfiguroni konfigurimin optimal për sonokimike reagimi. Pajisjet tejzanor të Hielscher janë shumë E fortë, e ndërtuar për 24/7 funksionojnë dhe kanë nevojë për shumë pak mirëmbajtje.

Kornizat Metal-Organike (MOF) mund të formohen nën rrezatim ultrasonik (Kliko për ta zmadhuar!)

Kornizat Metal-Organike mund të sintetizohen në mënyrë efektive nëpërmjet rrugës sonokimike

Kërkesë informacioni







UIP1000hd përdoret për sintezën sonokimike të MOF-5 (Kliko për ta zmadhuar!)

ultrasonikator UIP1000hd me reaktor sonokimik

Literatura/Referencat

  • Dey, Chandan; Kundu,Tanay; Biswal, Bishnu P.; Mallick, Arijit; Banerjee, Rahul (2014): Korniza kristalore metal-organike (MOFs): sinteza, struktura dhe funksioni. Acta Crystallographica Seksioni B 70, 2014. 3-10.
  • Hashemi, Lida; Morsali, Ali; Yilmaz, Veysel T.; Büyükgüngor, Orhan; Khavasi, Hamid Reza; Ashuri, Fatemeh; Bagherzadeh, Mojtaba (2014): Sintezat sonokimike të dy kornizave metal-organike të plumbit (II) me madhësi nano; aplikimi për katalizën dhe përgatitjen e nanogrimcave të oksidit të plumbit(II).. Journal of Molecular Structure 1072, 2014. 260-266.
  • Li, Zong-Qun; Qiu, Ling-Guang; Xu, Tao; Wu, Yun; Wang, Wei; Wu, Zhen-Yu; Jiang, Xia (2009): Sinteza tejzanor e kornizës mikroporoze metalike-organike Cu3(BTC)2 në temperaturën dhe presionin e ambientit: Një metodë efikase dhe miqësore me mjedisin. Materiale Letrat 63/1, 2009. 78-80.
  • Qiu, Ling-Guang; Li, Zong-Qun; Wu, Yun; Wang, Wei; Xu, Tao; Jiang, Xia (2008): Sintezë e lehtë e nanokristaleve të një kornize mikroporoze metalo-organike me anë të një metode tejzanor dhe ndjeshmëri selektive të organoaminave. Chemical Communication 2008, 3642-3644.
  • Stock, Norbert; Biswas, Syam (2012): Sinteza e kornizave metalo-organike (MOF): Rrugë drejt topologjive, morfologjive dhe përbërjeve të ndryshme MOF. Chemical Review 112/2, 2012. 933-969.
  • Suslick, Kenneth S. (ed.) (1988): Ultratinguj: Efektet e tij kimike, fizike dhe biologjike. VCH: Weinheim, Gjermani. 1988.
  • Tahmasian, Arineh; Morsali, Ali; Joo, Sang Woo (2013): Sintezat sonokimike të një kuadri njëdimensional Mg(II) Metal-organik: Një pararendës i ri për përgatitjen e nanostrukturës njëdimensionale MgO. Journal of Nanomaterials 2013.
  • Thompson, Joshua A.; Chapman, Karena W.; Koros, William J.; Jones, Christopher W.; Nair, Sankar (2012): Pjekja Ostwald e shkaktuar nga sonikacioni i nanogrimcave ZIF-8 dhe formimi i membranave të përbërë ZIF-8/polimer. Materiale Microporous and Mesoporous 158, 2012. 292-299.
  • Wang, LiPing; Xiao, Bin; Wang, GongYing; Wu, JiQian (2011): Sinteza e diolit polikarbonat të katalizuar nga kuadri metal-organik Zn4O[CO2-C6H4-CO2]3. Science China Chemistry 54/9, 2011. 1468-1473.

Na kontaktoni / Kërkoni më shumë informacion

Flisni me ne për kërkesat tuaja të përpunimit. Ne do të rekomandojmë parametrat më të përshtatshëm të konfigurimit dhe përpunimit për projektin tuaj.





Ju lutemi vini re tonë Politika e privatësisë.




Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj.

Let's get in contact.