• Utmaningarna i HPLC är en snabb och effektiv separation för ett brett spektrum av prover.
• Ultraljudsbehandling gör det möjligt att modifiera och funktionalisera nanopartiklar, e.g. kiseldioxid eller Zirkonia mikrosfärer.
• Ultraljud är en mycket framgångs rik teknik för att syntetisera kärna-skal kiseldioxid partiklar, särskilt för HPLC kolumner.

Ultraljud modifiering av kiseldioxid partiklar

Partikel struktur och partikel storlek samt porstorlek och pump tryck är de viktigaste parametrarna som påverkar HPLC-analysen.
De flesta HPLC-system körs med aktiv stationär fas fäst på utsidan av små sfäriska kiseldioxid partiklar. Partiklarna är mycket små pärlor i mikro-och nano-sortimentet. Partikel storlekarna på pärlorna varierar, men en partikel storlek på ca 5 μm är vanligast. Mindre partiklar ger en större yta och en bättre separation, men trycket som krävs för optimal linjär hastighet ökar med inversen av partikel diametern kvadrat. Detta innebär att med hjälp av partiklar av halva storleken och i samma kolumn storlek, för dubblar prestanda, men samtidigt det erforderliga trycket fyrdubblas.
Effekt ultraljud är ett välkänt och bevisat verktyg för modifiering/funktionalisering och spridning av mikro-och nanopartiklar som kiseldioxid. På grund av dess enhetliga och mycket pålitliga resultat i partikel bearbetning, ultraljudsbehandling är den föredragna metoden för att producera functionalized partiklar (t. ex. core-Shell partiklar). Power ultraljud skapar vibrationer, kavitation och inducerar energi för sonochemical reaktioner. Därmed, hög effekt ultrasonicators framgångs rikt används för partikel behandlingar inklusive funktionalisering/modifiering, storlek Reduktion & Spridning samt för Syntes t. Sol-gel rutter).

Fördelar med ultraljud partikel modifiering/funktionalisering

• enkel kontroll över partikel storlek och modifiering
• full kontroll över process parametrarna
• Linjär skalbarhet
• tillämpas från mycket små till mycket stora volymer
• säker, användarvänlig & miljövänlig

Ultraljud beredning av Core-Shell kiseldioxid partiklar

Core-Shell kiseldioxid partiklar (solid kärna med poröst skal eller ytligt porös) har i allt högre grad använts för högeffektiv separation med snabb flödes hastighet och relativt lågt mottryck. Fördelarna ligger i deras fasta kärna och det porösa skalet: den kompletta kärnan-Shell partikel bildar en större partikel och gör det möjligt att driva HPLC vid ett lägre mottryck medan det porösa skalet och små fasta kärnan i sig ger en högre yta för av separations processen. Fördelarna med att använda Core-Shell partiklar som förpacknings material för HPLC kolumner är att den mindre porvolymen minskar volymen närvarande för breddning från längsgående diffusion. Partikel storlek och tjock leken hos det porösa skalet har direkt påverkan på separations parametrarna. (jfr Hayes et al. 2014)
De mest använda förpacknings materialen för packade HPLC-kolonner är konventionella kiseldioxid mikrosfärer. Kärnan-skal partiklar som används för kromatografi är oftast gjorda av kiseldioxid också, men med en solid kärna och ett poröst skal. Core – Shell kiseldioxid partiklar som används för kromatografiska tillämpningar är också känd som smält kärna, solid kärna eller ytligt porösa partiklar.
Kiseldioxid geler kan syntetiseras via sonochemical sol-gel rutten. Kiseldioxid geler är det mest använda tunna skiktet för separation av aktiva substanser via tunnskiktskromatografi (TLC).
Klicka här för att läsa mer om den sonochemical vägen för sol-gel processer!
Ultraljud syntesen (Sono-syntes) kan lätt tillämpas på syntesen av andra kiseldioxid-stödda metaller eller metall oxider, såsom TiO₂/SiO₂, CuO/SiO₂, PT/SiO₂, Au/SiO₂ och många andra, och används inte bara för kiseldioxid modifiering för kromatografiska patroner, men också för olika industriella katalytiska reaktioner.

ultraljuds~~POS=TRUNC Dispersion

En fin storlek dispersion och deagglomeration av partiklar är särskilt viktigt att få full prestanda av materialet. Således, för hög prestanda separation monodisperse kiseldioxid partiklar med mindre dia metrar används som packning partiklar. Ultraljudsbehandling har visat sig vara mer effektiv i spridningen av kiseldioxid än andra hög-skjuvning blandnings metoder.
Tomten nedan visar resultatet av ultraljud spridning av pyrogen kiseldioxid i vatten. Mätningarna erhölls med hjälp av en Malvern MasterSizer 2000.

Före och efter ultraljudsbehandling: den gröna kurvan visar partikel storlek innan ultraljudsbehandling, den röda kurvan är partikel storleks fördelning av ultraljud spridda kiseldioxid.

Klicka här för att läsa mer om ultraljud spridning av kiseldioxid (SIO₂)!