Sonochemistry: Uygulama Notları

Sonokimya, ultrasonik kavitasyonun kimyasal sistemler üzerindeki etkisidir. Kavitasyonda meydana gelen aşırı koşullar nedeniyle “Sıcak nokta”, güç ultrasonu, bir kimyasal reaksiyonun reaksiyon sonucunu (daha yüksek verim, daha iyi kalite), dönüşümü ve süresini iyileştirmek için çok etkili bir yöntemdir. Bazı kimyasal değişiklikler, titanyum veya alüminyumun nano boyutlu kalay kaplaması gibi sadece sonikasyon altında elde edilebilir.

Aşağıda, ultrasonik bir homojenizatör kullanarak parçacıkları öğütmek, dağıtmak, topglolaştırmak veya değiştirmek için malzemenin nasıl işleneceği, ilgili önerilerle birlikte bir dizi parçacık ve sıvı bulun.

Başarılı sonokimyasal reaksiyonlar için bazı sonikasyon protokollerini aşağıda bulabilirsiniz!

Alfabetik sırayla:

α-epoksiketonlar – Halka Açma Reaksiyonu

Ultrasonik uygulama:
α-epoksiketonların katalitik halka açılması, ultrason ve fotokimyasal yöntemlerin bir kombinasyonu kullanılarak gerçekleştirildi. Fotokatalizör olarak 1-benzil-2,4,6-trifenilpiridinyum tetrafloroborat (NBTPT) kullanıldı. NBTPT varlığında bu bileşiklerin sonikasyonu (sonokimyası) ve fotokimyasının kombinasyonu ile epoksit halkasının açılması sağlandı. Ultrason kullanımının foto kaynaklı reaksiyonun oranını önemli ölçüde arttırdığı gösterilmiştir. Ultrason, ağırlıklı olarak reaktanların verimli kütle transferi ve NBTPT'nin uyarılmış durumu nedeniyle α-epoksiketonların fotokatalitik halka açılmasını ciddi şekilde etkileyebilir. Ayrıca bu homojen sistemdeki aktif türler arasında sonikasyon kullanılarak elektron transferi gerçekleşir
sonikasyon olmadan sistemden daha hızlı. Daha yüksek verim ve daha kısa reaksiyon süreleri bu yöntemin avantajlarıdır.

α-epoksiketonların ultrason destekli fotokatalitik halka açılması (çalışma ve grafik: ©Memarian ve ark. 2007)

Sonikasyon protokolü:
α-Epoksiketonlar 1a-f ve 1-benzil-2,4,6-trifenilpiridinyum tetrafloroborat 2 rapor edilen prosedürlere göre hazırlandı. Metanol Merck'ten satın alındı ve kullanımdan önce damıtıldı. Kullanılan ultrasonik cihaz, Hielscher Ultrasonics GmbH'den bir UP400S ultrasonik prob cihazıydı. Maksimum 460Wcm sonik güç yoğunluğuna kadar ayarlanabilir yoğunluk seviyelerinde 24 kHz ultrason yayan bir S3 ultrasonik daldırma kornası (prob veya sonotrot olarak da bilinir)^-2 kullanılmıştır. Sonikasyon% 100'de gerçekleştirildi (maksimum genlik 210μm). Sonotrot S3 (maksimum daldırma derinliği 90 mm) doğrudan reaksiyon karışımına daldırıldı. UV ışınlamaları, Narva'dan 400W yüksek basınçlı cıva lambası kullanılarak, numunelerin Duran camında soğutulmasıyla gerçekleştirildi. bu ¹Fotoürün karışımının H NMR spektrumları CDCl'de ölçüldü₃ bir Bruker drx-500 (500 MHz) üzerinde dahili standart olarak tetrametilsilan (TMS) içeren çözeltiler. Hazırlayıcı tabaka kromatografisi (PLC) 20 × 20 cm'de gerçekleştirilmiştir.² 1 mm Merck silika jel PF tabakası ile kaplanmış plakalar₂₅₄ Silikanın bulamaç olarak uygulanması ve havada kurutulmasıyla hazırlanır. Tüm ürünler bilinmektedir ve spektral verileri daha önce rapor edilmiştir.
Cihaz Önerisi:
UP400S ultrasonik korna S3 ile
Referans / Araştırma Makalesi:
Memarian, Hamid R.; Saffar-Teluri, A. (2007): α-epoksiketonların fotosonokimyasal katalitik halka açılması. Beilstein Organik Kimya Dergisi 3/2, 2007.

Alüminyum / Nikel katalizörü: Al / Ni Alaşımının Nano Yapılanması

Ultrasonik uygulama:
Al / Ni parçacıkları, ilk Al / Ni alaşımının nano yapılandırılmasıyla sonokimyasal olarak değiştirilebilir. Asetofenonun hidrojenasyonu için etkili bir katalizör olan Therbey üretilir.
Al / Ni katalizörünün ultrasonik hazırlanması:
Ticari Al / Ni alaşımının 5g'si arıtılmış suda (50mL) dağıtıldı ve ultrasonik korna BS2d22 (3.8 cm kafa alanı) ile donatılmış ultrason probu tipi sonikatör UIP1000hd (1kW, 20kHz) ile 50 dakikaya kadar sonikleştirildi²) ve güçlendirici B2-1.8. Maksimum yoğunluk 140 Wcm olarak hesaplandı^{- 2} 106μm mekanik genlikte. Sonikasyon sırasında sıcaklık artışını önlemek için, deney bir termostatik hücrede gerçekleştirildi. Sonikasyondan sonra, numune bir ısı tabancası ile vakum altında kurutuldu.
Cihaz Önerisi:
UIP1000hd sonotrot BS2d22 ve yükseltici korna B2–1.2 ile
Referans / Araştırma Makalesi:
Dulle, Jana; Nemeth, İpek; Skorb, Ekaterina V.; Irrgang, Torsten; Şenker, Jürgen; Kempe, Rhett; Fery, Andreas; Andreeva, Daria V. (2012): Al/Ni Hidrojenasyon Katalizörünün Sonokimyasal Aktivasyonu. İleri Fonksiyonel Malzemeler 2012. DOI: 10.1002/adfm.201200437

MgO Katalizörü kullanarak Biyodizel Transesterifikasyonu

Ultrasonik uygulama:
Transesterifikasyon reaksiyonu, katalizör miktarı, metanol ve yağın molar oranı, reaksiyon sıcaklığı ve reaksiyon süresi gibi farklı parametreler için sonicator UP200S ile sürekli ultrasonik karıştırma altında incelenmiştir. Kesikli deneyler, iki boyunlu topraklı kapaklı sert cam reaktörde (300 ml, 7 cm iç çap) gerçekleştirildi. Bir boyun, ultrasonik işlemci UP200S'nin (200W, 24kHz) titanyum sonotrot S7 (uç çapı 7 mm) ile bağlandı. Ultrason amplitüdü saniyede 1 döngü ile P'ye ayarlandı. Reaksiyon karışımı, reaksiyon süresi boyunca sonikleştirildi. Reaktör odasının diğer boynu, buharlaşan metanolü geri akıtmak için özelleştirilmiş, su soğutmalı, paslanmaz çelik bir kondansatör ile donatıldı. Tüm aparat, oransal integral türev bir sıcaklık kontrolörü tarafından kontrol edilen sabit sıcaklıktaki bir yağ banyosuna yerleştirildi. Sıcaklık, ±1 ° C hassasiyetle 65 ° C'ye kadar yükseltilebilir. Biyodizel transesterifikasyonu için malzeme olarak atık yağ, �.9 saflıkta metanol kullanılmıştır. Katalizör olarak duman birikintili nano boyutlu MgO (magnezyum şerit) kullanıldı.
Ağırlıkça% 1.5 katalizörde mükemmel bir dönüşüm sonucu elde edildi; 55 ° C'de 5: 1 metanol yağ molar oranı, 45 dakika sonra% 98.7'lik bir dönüşüm elde edildi.
Cihaz Önerisi:
UP200S Serisi ultrasonik sonotrot S7 ile
Referans / Araştırma Makalesi:
Sivakumar, P.; Sankaranarayanan, S.; Renganathan, S.; Sivakumar, P.(): Duman Biriktirilmiş Nano MgO Katalizörü Kullanılarak Sono-Kimyasal Biyodizel Üretimi Üzerine Çalışmalar. Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği Bülteni & Kataliz 8/ 2, 2013. 89 – 96.

Kadmiyum(II)-tiyoasetamid nanokompozit sentezi

Ultrasonik uygulama:
Kadmiyum(II)-tiyoasetamid nanokompozitler, polivinil alkolün varlığında ve yokluğunda sonokimyasal yolla sentezlendi. Sonokimyasal sentez (sono-sentez) için, 0.532 g kadmiyum (II) asetat dihidrat (Cd(CH3COO)2.2H2O), 0.148 g tiyoasetamid (TAA, CH3CSNH2) ve 0.664 g potasyum iyodür (KI) 20 mL çift damıtılmış deiyonize su içinde çözüldü. Bu çözüm, 1 saat boyunca oda sıcaklığında yüksek güçlü bir prob tipi ultrasonicator UP400S (24 kHz, 400W) ile sonikleştirildi. Reaksiyon karışımının sonikasyonu sırasında, sıcaklık bir demir-constantin termokupl ile ölçüldüğü gibi 70-80degC'ye yükseldi. Bir saat sonra parlak sarı bir çökelti oluştu. Santrifüjleme (4.000 rpm, 15 dakika) ile izole edildi, kalıntı safsızlıkları gidermek için çift damıtılmış su ve ardından mutlak etanol ile yıkandı ve son olarak havada kurutuldu (verim: 0.915 g, h). Aralık s.200°C. Polimerik nanokompozitin hazırlanması için, 1.992 g polivinil alkol, 20 mL çift damıtılmış deiyonize su içinde çözüldü ve daha sonra yukarıdaki çözeltiye ilave edildi. Bu karışım, parlak turuncu bir ürün oluştuğunda 1 saat boyunca ultrasonik prob UP400S ile ultrasonik olarak ışınlandı.
SEM sonuçları, PVA varlığında parçacıkların boyutlarının yaklaşık 38 nm'den 25 nm'ye düştüğünü göstermiştir. Daha sonra, öncü olarak polimerik nanokompozit, kadmiyum(II)-tiyoasetamid / PVA'nın termal ayrışmasından küresel morfolojiye sahip altıgen CdS nanopartiküllerini sentezledik. CdS nanopartiküllerinin boyutu hem XRD hem de SEM ile ölçüldü ve sonuçlar birbiriyle çok iyi bir uyum içindeydi.
Ranjbar ve ark. (2013) ayrıca polimerik Cd (II) nanokompozitinin, ilginç morfolojilere sahip kadmiyum sülfür nanopartiküllerinin hazırlanması için uygun bir öncü olduğunu bulmuşlardır. Tüm sonuçlar, ultrasonik sentezin, yüksek sıcaklık, uzun reaksiyon süreleri ve yüksek basınç gibi özel koşullara ihtiyaç duymadan nano ölçekli malzemelerin sentezi için basit, verimli, düşük maliyetli, çevre dostu ve çok umut verici bir yöntem olarak başarıyla kullanılabileceğini ortaya koymuştur.
Cihaz Önerisi:
UP400S
Referans / Araştırma Makalesi:
Ranjbar, M.; Mustafa Yusuf, M.; Nozari, R.; Sheshmani, S. (2013): Kadmiyum-Tiyoasetamid Nanokompozitlerinin Sentezi ve Karakterizasyonu. Int. J. Nanosci. Nanoteknoloji. 9/4, 2013. 203-212.

CaCO3 – Ultrasonik Olarak Stearik Asit ile Kaplanmış

Ultrasonik uygulama:
Nano çökeltilmiş CaCO'nun ultrasonik kaplaması₃ (NPCC) polimerdeki dispersiyonunu iyileştirmek ve aglomerasyonu azaltmak için stearik asit ile. 2g kaplanmamış nano çökeltilmiş CaCO₃ (NPCC), 30ml etanol içinde sonikatör UP400S ile sonikleştirilmiştir. Stearik asidin ağırlıkça %9'u etanolde çözülmüştür. Stearik asit ile etanol daha sonra sonifiye edilmiş süspansiyon ile karıştırıldı.
Cihaz Önerisi:
UP400S 22 mm çapında sonotrot (H22D) ve soğutma ceketli akış hücresi ile
Referans / Araştırma Makalesi:
Kow, K. W.; Abdullah, E. C.; Aziz, AR (2009): Nano çökeltilmiş CaCO3'ün stearik asit ile kaplanmasında ultrasonun etkileri. Asya-Pasifik Kimya Mühendisliği Dergisi 4/5, 2009. 807-813.

Seryum Nitrat Katkılı Silan

Ultrasonik uygulama:
Metalik alt tabaka olarak soğuk haddelenmiş karbon çelik paneller (6,5 cm, 6,5 cm, 0,3 cm; kimyasal olarak temizlenmiş ve mekanik olarak parlatılmış) kullanılmıştır. Kaplama uygulamasından önce, paneller ultrasonik olarak aseton ile temizlendi, daha sonra alkali bir çözelti (0.3 mol L1 NaOH çözeltisi) ile 60 ° C'de 10 dakika boyunca temizlendi. Astar olarak kullanmak için, substrat ön işleminden önce, 50 kısım γ-glisidoksipropiltrimetoksisilan (γ-GPS) içeren tipik bir formülasyon, pH 4.5'te (asetik asit ile ayarlanmış) yaklaşık 950 kısım metanol ile seyreltildi ve silanın hidrolizine izin verildi. Seryum nitrat pigmentleri ile katkılı silan için hazırlama prosedürü aynıydı, ancak (γ-GPS) ilavesinden önce metanol çözeltisine ağırlıkça% 1, 2, 3 seryum nitrat ilave edildi, daha sonra bu çözelti 1600 rpm'de 30 dakika boyunca bir pervaneli karıştırıcı ile karıştırıldı. Daha sonra, seryum nitrat içeren dispersiyonlar, harici bir soğutma banyosu ile 40 ° C'de 30 dakika boyunca sonikleştirildi. Ultrasonikasyon işlemi, ultrasonicator UIP1000hd (1000W, 20 kHz) ile yaklaşık 1 W / mL'lik bir giriş ultrason gücü ile gerçekleştirildi. Substrat ön işlemi, her bir panelin 100 saniye boyunca durulanması suretiyle gerçekleştirilmiştir. İşlemden sonra, paneller 24 saat oda sıcaklığında kurumaya bırakıldı, daha sonra ön işleme tabi tutulmuş paneller iki paketli amin ile kürlenmiş bir epoksi ile kaplandı. (Epon 828, kabuk Co.) 90μm yaş film kalınlığı yapmak için. Epoksi kaplı panellerin, epoksi kaplamaların kürlenmesinden sonra 115 ° C'de 1 saat kürlenmesine izin verildi; Kuru film kalınlığı yaklaşık 60μm idi.
Cihaz Önerisi:
UIP1000hd
Referans / Araştırma Makalesi:
Zaferani, S.H.; Peikari, M.; Zaarei, D.; Danaei, I. (2013): Seryum nitrat içeren silan ön işlemlerinin epoksi kaplı çeliğin katodik ayrılma özellikleri üzerindeki elektrokimyasal etkileri. Yapışma Bilimi ve Teknolojisi Dergisi 27/22, 2013. 2411–2420.

Bakır-Alüminyum Çerçeveler: Gözenekli Cu-Al çerçevelerin sentezi

Ultrasonik uygulama:
Metal oksit ile stabilize edilmiş gözenekli bakır-alüminyum, asil veya tehlikeli metaller içermeyen propan dehidrojenasyonu için umut verici yeni bir alternatif katalizördür. Oksitlenmiş gözenekli Cu-Al alaşımının (metal sünger) yapısı Raney tipi metallere benzer. Yüksek güçlü ultrason, metal oksit ile stabilize edilmiş gözenekli bakır-alüminyum çerçevelerin sentezi için yeşil bir kimya aracıdır. Ucuzdurlar (yaklaşık 3 EUR/litre üretim maliyeti) ve yöntem kolayca ölçeklendirilebilir. Bu yeni gözenekli malzemeler (veya "metal süngerler") bir alaşım kütlesine ve oksitlenmiş bir yüzeye sahiptir ve düşük sıcaklıklarda propan dehidrojenasyonunu katalize edebilir.
Ultrasonik katalizör hazırlığı için prosedür:
Beş gram Al-Cu alaşım tozu ultra saf suda (50mL) dağıtıldı ve Hielscher prob tipi sonicator UIP1000hd (20kHz, maks. çıkış gücü 1000W) ile 60 dakika boyunca sonikleştirildi. Ultrason probu tipi cihaz, bir sonotrot BS2d22 (uç alanı 3.8 cm) ile donatıldı.²) ve yükseltici korna B2–1.2. Maksimum yoğunluk 57 W/cm olarak hesaplandı² 81μm'lik mekanik genlikte. İşlem sırasında numune bir buz banyosunda soğutuldu. İşlemden sonra numune 120 ° C'de 24 saat kurutuldu.
Cihaz Önerisi:
UIP1000hd sonotrot BS2d22 ve yükseltici korna B2–1.2 ile
Referans / Araştırma Makalesi:
Schäferhans, Jana; Gómez-Quero, Santiago; Andreeva, Daria V.; Rothenberg, Gadi (2011): Yeni ve Etkili Bakır-Alüminyum Propan Dehidrojenasyon Katalizörleri. Kimya Eur. J. 2011, 17, 12254-12256.

Bakır Fathlocyanine Bozunması

Ultrasonik uygulama:
Metaloftalosiyaninlerin renginin giderilmesi ve yok edilmesi
Bakır fatlantosiyanin, 37-59 W / cm güç seviyesinde katlama oluk haznesi ile 500W ultrasonicator UIP500hd kullanılarak katalitik miktarda oksidan varlığında ortam sıcaklığında ve atmosferik basınçta su ve organik çözücüler ile sonikasyon yapılır²: 5 mL numune (100 mg/L), ultrasonik genliğin% 60'ında koloform ve piridin içeren 50 D / D su. Reaksiyon sıcaklığı: 20°C.
Cihaz Önerisi:
UIP500hd

Altın: Altın Nanopartiküllerinin Morfolojik Modifikasyonu

Ultrasonik uygulama:
Altın nano parçacıkları, yoğun ultrasonik ışınlama altında morfolojik olarak modifiye edildi. Altın nanopartikülleri dambıl benzeri bir yapıya kaynaştırmak için, saf suda ve yüzey aktif maddelerin varlığında 20 dakikalık bir ultrasonik işlem yeterli bulundu. 60 dakika sonra sonikasyon, altın nanopartiküller suda solucan benzeri veya halka benzeri bir yapı kazanır. Küresel veya oval şekillere sahip kaynaşmış nanopartiküller, sodyum dodesil sülfat veya dodesil amin çözeltilerinin varlığında ultrasonik olarak oluşturulmuştur.
Ultrasonik tedavi protokolü:
Ultrasonik modifikasyon için, ortalama 25nm (± 7nm) çapında önceden oluşturulmuş sitrat korumalı altın nanopartiküllerden oluşan kolloidal altın çözeltisi, kapalı bir reaktör odasında (yaklaşık 50 mL hacim) sonikleştirildi. Kolloidal altın çözeltisi (0.97 mmol· L^-1) yüksek yoğunlukta (40 W / cm) ultrasonik olarak ışınlandı^-2) bir titanyum alaşımlı sonotrot BS2d18 (0.7 inç uç çapı) ile donatılmış bir Hielscher UIP1000hdT ultrasonicator (20kHz, 1000W) kullanarak, sonikasyonlu çözeltinin yüzeyinin yaklaşık 2 cm altına daldırılmıştır. Kolloidal altın, argon (O₂ < 2 ppmv, Hava Sıvısı) 20 dk. 200 mL ·dk hızında sonikasyondan önce ve sırasında^-1 çözeltideki oksijeni ortadan kaldırmak için. Trisodyum sitrat dihidrat ilavesi olmadan her bir yüzey aktif madde çözeltisinin 35 mL'lik bir kısmı, 20 dakika önce ve sırasında bir argon gazı ile köpürtülmüş 15 mL önceden oluşturulmuş kolloidal altın ile ilave edildi.
Cihaz Önerisi:
UIP1000hd sonotrot BS2d18 ve akış hücresi reaktörü ile
Referans / Araştırma Makalesi:
Radziuk, D.; Grigoriev, D.; Zhang, W.; Su, D.; Möhwald, H.; Shchukin, D. (2010): Önceden Oluşturulmuş Altın Nanopartiküllerin Ultrason Destekli Füzyonu. Fiziksel Kimya Dergisi C 114, 2010. 1835–1843.

İnorganik Gübre – Analiz için Cu, Cd ve Pb'nin liçi

Ultrasonik uygulama:
Analitik amaçlı inorganik gübrelerden Cu, Cd ve Pb ekstraksiyonu:
Bakır, kurşun ve kadmiyumun ultrasonik ekstraksiyonu için, gübre ve çözücü karışımı içeren numuneler, dolaylı sonikasyon için VialTweeter sonikatörü gibi ultrasonik bir cihazla sonikleştirilir. Gübre numuneleri, 2 mL% 50 (h / h) HNO varlığında sonikasyon yapıldı₃ 3 dakika boyunca cam tüplerde. Cu, Cd ve Pb ekstraktları, alevli atomik absorpsiyon spektrometresi (FAAS) ile belirlenebilir.
Cihaz Önerisi:
VialTweeter
Referans / Araştırma Makalesi:
Lima, A. F.; Richter, E. M.; Muñoz, R. A. A. (2011): Ultrason destekli ekstraksiyona dayalı inorganik gübrelerde metal tayini için alternatif analitik yöntem. Brezilya Kimya Derneği Dergisi 22/8. 2011. 1519-1524.

Lateks Sentezi

Ultrasonik uygulama:
P(St-BA) lateks hazırlanması
Poli (stiren-r-bütil akrilat) P (St-BA) lateks partikülleri, yüzey aktif madde DBSA varlığında emülsiyon polimerizasyonu ile sentezlendi. 1 g DBSA ilk olarak üç boyunlu bir şişede 100 mL su içinde çözüldü ve çözeltinin pH değeri 2.0'a ayarlandı. Başlatıcı AIBN (0.168g) ile 2.80g St ve 8.40g BA'lık karışık monomerler DBSA çözeltisine döküldü. O / W emülsiyonu, 1 saat boyunca manyetik karıştırma yoluyla hazırlandı, ardından ultrasonik korna (prob / sonotrot) ile donatılmış sonikatör UIP1000hd ile sonikasyon yapıldı. buz banyosunda 30 dakika daha. Son olarak, polimerizasyon, bir nitrojen atmosferi altında 2 saat boyunca bir yağ banyosunda 90°C'de gerçekleştirildi.
Cihaz Önerisi:
UIP1000hd
Referans / Araştırma Makalesi:
Dokunmamış kumaş substratı üzerinde poli(3,4-etilendioksitiyofen)epoli(stirensülfonik asit) (PEDOT:PSS)'den türetilen esnek iletken filmlerin imalatı. Malzeme Kimyası ve Fiziği 143, 2013. 143-148.
Lateksin sono-sentezi hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın!

Kurşun Giderme (Sono-Liç)

Ultrasonik uygulama:
Kirlenmiş topraktan Kurşunun ultrasonik liçi:
Ultrason liçi deneyleri, 20kHz frekansında çalışan bir titanyum sonik problu (çap 14 mm) bir ultrasonik homojenizatör UP400S ile gerçekleştirildi. Ultrasonik prob (sonotrot), ultrasonik yoğunluk 51 ± 0,4 W cm'ye ayarlanarak kalorimetrik olarak kalibre edildi^-2 tüm sono-liç deneyleri için. Sono-liç deneyleri, 25 ± 1 ° C'de düz tabanlı ceketli bir cam hücre kullanılarak termostatlandı. Sonikasyon altında toprak liç çözeltileri (0.1L) olarak üç sistem kullanıldı: 6 mL 0.3 mol L^-2 asetik asit çözeltisi (pH 3.24), %3 (h/h) nitrik asit çözeltisi (pH 0.17) ve 60mL 0f 0.3 mol L karıştırılarak hazırlanan bir asetik asit/asetat (pH 4.79) tamponu^-1 19 mL 0.5 mol L ile asetik asit^-1 NaOH. Sono-liç işleminden sonra, sızıntı suyu çözeltisini topraktan ayırmak için numuneler filtre kağıdı ile filtrelendi, ardından sızıntı suyu çözeltisinin kurşun elektrodepozisyonu ve ultrason uygulamasından sonra toprağın sindirilmesi yapıldı.
Ultrasonun, kirli topraktan kurşun sızıntı suyunu arttırmada değerli bir araç olduğu kanıtlanmıştır. Ultrason ayrıca, sızabilir kurşunun topraktan neredeyse tamamen uzaklaştırılması için etkili bir yöntemdir ve bu da çok daha az tehlikeli bir toprak elde edilmesini sağlar.
Cihaz Önerisi:
UP400S sonotrot H14 ile
Referans / Araştırma Makalesi:
Sandoval-González, A.; Silva-Martínez, S.; Blass-Amador, G. (2007): Kurşun giderme toprağı için birleştirilmiş ultrason liçi ve elektrokimyasal arıtma. Elektrokimyasal Sistemler için Yeni Malzemeler Dergisi 10, 2007. 195-199.

Pbs – Kurşun Sülfür nanopartikül sentezi

Ultrasonik uygulama:
Oda sıcaklığında, 0.151 g kurşun asetat (Pb(CH₃COO)2.3H₂O) ve 0.03 g TAA (CH₃CSNH (Akademik Personel Yönetimi)₂) iyonik sıvının 5 mL'sine eklendi, [EMIM] [EtSO₄] ve 50 mL'lik bir beherde 15 mL çift damıtılmış su, Hielscher sonicator UP200S ile 7 dakika boyunca ultrasonik ışınlamaya uygulandı. Ultrasonik prob / sonotrot S1'in ucu doğrudan reaksiyon çözeltisine daldırıldı. Oluşturulan koyu kahverengi renkli süspansiyon, çökeltiyi çıkarmak için santrifüjlendi ve reaksiyona girmemiş reaktifleri uzaklaştırmak için sırasıyla çift damıtılmış su ve etanol ile iki kez yıkandı. Ultrasonun ürünlerin özellikleri üzerindeki etkisini araştırmak için, ürünün ultrasonik ışınlama yardımı olmadan 24 saat boyunca sürekli karıştırılarak hazırlanması dışında reaksiyon parametrelerini sabit tutan bir karşılaştırmalı numune daha hazırlandı.
PbS nanopartiküllerinin hazırlanması için oda sıcaklığında sulu iyonik sıvı içinde ultrasonik destekli sentez önerildi. Bu oda sıcaklığında ve çevreye zararsız yeşil yöntem hızlıdır ve şablonsuzdur, bu da sentez süresini önemli ölçüde kısaltır ve karmaşık sentetik prosedürleri ortadan kaldırır. Hazırlandığı gibi nanokümeler, çok küçük boyutlu parçacıklara ve kuantum hapsetme etkisine atfedilebilecek 3.86 eV'lik muazzam bir mavi kayma göstermektedir.
Cihaz Önerisi:
UP200S Serisi
Referans / Araştırma Makalesi:
Behboudnia, M.; Habibi-Yangjeh, A.; Caferi-Tarzanag, Y.; Khodayari, A. (2008): Ultrasonik Işınlama Kullanılarak Sulu [EMIM] [EtSO4] İyonik Sıvıda PbS Nanopartiküllerinin Kolay ve Oda Sıcaklığında Hazırlanması ve Karakterizasyonu. Kore Kimya Derneği Bülteni 29/1, 2008. 53-56.

fenol bozunması

Ultrasonik uygulama:
Rokhina ve ark. (2013) perasetik asit (PAA) ve heterojen katalizör (MnO) kombinasyonunu kullandı₂) ultrasonik ışınlama altında sulu bir çözelti içinde fenolün bozunması için. Ultrasonikasyon, 24 kHz'lik sabit bir frekansta sürekli veya darbe modunda (yani 4 saniye açık ve 2 saniye kapalı) sonikasyon yapabilen bir 400W prob tipi ultrasonicator UP400S kullanılarak gerçekleştirildi. Hesaplanan toplam güç girişi, güç yoğunluğu ve sisteme dağıtılan güç yoğunluğu 20 W, 9.5 idi×10^-2 W/cm^-3ve 14,3 W/cm^-2sırasıyla. Deneyler boyunca sabit güç kullanılmıştır. Reaktör içindeki sıcaklığı kontrol etmek için daldırma sirkülatör ünitesi kullanıldı. Gerçek sonikasyon süresi 4 saat idi, ancak darbeli moddaki işlem nedeniyle gerçek reaksiyon süresi 6 saat idi. Tipik bir deneyde, cam reaktör 100 mL fenol çözeltisi (1.05 mM) ve 0-2 g L arasında değişen uygun dozlarda katalizör MnO2 ve PAA (%2) ile dolduruldu^-1 ve sırasıyla 0-150 ppm. Tüm reaksiyonlar çevresel nötr pH, atmosferik basınç ve oda sıcaklığında (22 ± 1 °C) gerçekleştirildi.
Ultrasonication ile, katalizörün yüzey alanı arttırıldı ve yapısal olarak herhangi bir değişiklik olmadan 4 kat daha büyük bir yüzey alanı elde edildi. Devir frekansları (TOF) 7 x 10'dan artırıldı^-3 12,2 x 10^-3 min^-1, sessiz sürece kıyasla. Ek olarak, katalizörün önemli bir sızıntısı tespit edilmedi. Fenolün nispeten düşük reaktif konsantrasyonlarında izotermal oksidasyonu, hafif koşullarda yüksek fenol uzaklaştırma oranları (�'a kadar) gösterdi. Genel olarak, ultrason ilk 60 dakika boyunca oksidasyon sürecini hızlandırdı (fenol gideriminin% 70'ine karşı sessiz tedavi sırasında% 40).
Cihaz Önerisi:
UP400S
Referans / Araştırma Makalesi:
Rokhina, E. V.; Makarova, K.; Lahtinen, M.; Golovina, E. A.; Van As., H.; Virkutyte, J. (2013): Ultrason destekli MnO₂ Fenol bozunması için perasetik asidin katalizli homolizi: Proses kimyası ve kinetiğinin değerlendirilmesi. Kimya Mühendisliği Dergisi 221, 2013. 476–486.

Fenol: RuI kullanılarak Fenolün oksidasyonu₃ katalizör olarak

Ultrasonik uygulama:
Fenolün RuI üzerinde heterojen sulu oksidasyonu₃ hidrojen peroksit ile (H₂O₂): Fenolün (100 ppm) RuI üzerindeki katalitik oksidasyonu₃ bir katalizör olarak, bir manyetik karıştırıcı ve bir sıcaklık kontrolörü ile donatılmış 100 mL'lik bir cam reaktörde incelenmiştir. Reaksiyon karışımı, katalizör parçacıklarının homojen dağılımı ve tam süspansiyonu için tam bir karışım sağlamak üzere 1-6 saat boyunca 800 rpm hızında karıştırıldı. Kavitasyon kabarcığı salınımı ve çökmesinin neden olduğu rahatsızlık nedeniyle sonikasyon sırasında çözeltinin mekanik olarak karıştırılması gerçekleştirilmedi ve kendisine son derece verimli bir karışım sağlandı. Çözeltinin ultrason ışınlaması, 24 kHz'lik sabit bir frekansta ve maksimum 400W'lık bir güç çıkışında sürekli veya darbe modunda çalışabilen ultrasonik (prob tipi sonikatör olarak adlandırılır) ile donatılmış bir ultrasonik dönüştürücü UP400S ile gerçekleştirildi.
Deney için, tedavi edilmemiş RuI₃ katalizör olarak (0,5–2 gL^-1), aşağıdaki H2O2 (0, konsantrasyon 200-1200 ppm aralığında) ilavesiyle reaksiyon ortamına bir süspansiyon olarak sokuldu.
Rokhina ve ark. çalışmalarında, ultrasonik ışınlamanın, katalizör parçacıklarının parçalanmasının bir sonucu olarak daha yüksek yüzey alanına sahip mikro gözenekli yapıyı üreterek, katalizörün dokusal özelliklerinin modifikasyonunda önemli bir rol oynadığını buldular. Ayrıca, katalizör parçacıklarının topaklanmasını önleyen ve fenol ve hidrojen peroksitin katalizörün aktif bölgelerine erişilebilirliğini iyileştiren bir teşvik etkisi vardı.
Sessiz oksidasyon işlemine kıyasla ultrason destekli işlem verimliliğindeki iki kat artış, katalizörün gelişmiş katalitik davranışına ve •OH, •HO2 ve •I gibi oksitleyici türlerin üretilmesine bağlandı₂ hidrojen bağları, bölünme ve radikallerin rekombinasyonu yoluyla.
Cihaz Önerisi:
UP400S
Referans / Araştırma Makalesi:
Rokhina, E. V.; Lahtinen, M.; Nolte, M. C. M.; Virkutyte, J. (2009): Fenolün Ultrason Destekli Heterojen Rutenyum Katalize Islak Peroksit Oksidasyonu. Uygulamalı Kataliz B: Çevre 87, 2009. 162– 170.

PLA Kaplı Ag / ZnO Parçacıkları

Ultrasonik uygulama:
Ag / ZnO partiküllerinin PLA kaplaması: PLA ile kaplanmış Ag / ZnO'nun mikro ve alt mikro partikülleri, su içinde yağ emülsiyon çözücü buharlaştırma tekniği ile hazırlandı. Bu yöntem şu şekilde gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, 400 mg polimer, 4 ml kloroform içinde çözüldü. Kloroformda elde edilen polimer konsantrasyonu 100 mg / ml idi. İkinci olarak, polimer çözeltisi, 24.000 rpm'lik karıştırma hızında homojenizatör ile sürekli karıştırılarak çeşitli yüzey aktif madde sistemlerinin (emülsifiye edici ajan, PVA 8-88) su çözeltisi içinde emülsifiye edildi. Karışım 5 dakika boyunca karıştırıldı ve bu süre zarfında şekillendirme emülsiyonu buz ile soğutuldu. Yüzey aktif maddenin su çözeltisi ile PLA'nın kloroform çözeltisi arasındaki oran tüm deneylerde aynıydı (4:1). Daha sonra, elde edilen emülsiyon, ultrasonik prob tipi bir cihaz UP400S (400W, 24kHz) tarafından 5 dakika boyunca ultra sonikasyona tabi tutuldu. döngü 0.5 ve% 35 genlikte. Son olarak, hazırlanan emülsiyon Erlenmeyer şişesine aktarıldı, karıştırıldı ve organik çözücü, indirgenmiş basınç altında emülsiyondan buharlaştırıldı ve bu da sonunda partikül süspansiyonunun oluşumuna yol açtı. Çözücü uzaklaştırıldıktan sonra, emülgatörü çıkarmak için süspansiyon üç kez santrifüjlendi.
Cihaz Önerisi:
UP400S
Referans / Araştırma Makalesi:
Kucharczyk, P.; Sedlarik, V.; Stloukal, P.; Bazant, P.; Koutny, M.; Gregorova, A.; Kreuh, D.; Kuritka, I. (2011): Poli (L-laktik asit) kaplı mikrodalga sentezlenmiş hibrit antibakteriyel parçacıklar. Nanocon 2011.

Polianilin Kompozit

Ultrasonik uygulama:
Su bazlı kendinden katkılı nano polianilin (SPAni) kompozitinin (Sc-WB) hazırlanması
Su bazlı SPAni kompozitini hazırlamak için, ScCO2 ortamında yerinde polimerizasyon kullanılarak sentezlenen 0.3 gr SPAni, su ile seyreltildi ve 1000W ultrasonik homojenizatör UIP1000hd ile 2 dakika boyunca sonikleştirildi. Daha sonra, süspansiyon ürünü 15 dakika boyunca 125 gr su bazlı sertleştirici matris ilave edilerek homojenize edildi ve son sonikasyon 5 dakika boyunca ortam sıcaklığında gerçekleştirildi.
Cihaz Önerisi:
UIP1000hd
Referans / Araştırma Makalesi:
Bagherzadeh, M.R.; Mousavinejad, T.; Ekbarinezhad, E.; Ghanbarzadeh, A. (2013): ScCO2 İçeren Su Bazlı Epoksi Kaplamanın Koruyucu Performansı Sentezlenmiş Kendinden Katkılı Nanopolianilin 2013.

Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar: Naftalin, Asenaftilen ve Fenantrenin Sonokimyasal Bozunması

Ultrasonik uygulama:
Sudaki polisiklik aromatik hidrokarbonların (PAH'lar) naftalin, asenaftilen ve fenantrenin sonokimyasal bozunması için, numune karışımları her hedef PAH'ın 20 —� C ve 50 μg / l'sinde (150 μg / l toplam başlangıç konsantrasyonu) sonikleştirildi. Ultrasonication, sürekli veya darbe modunda çalışabilen bir UP400S boynuz tipi ultrasonicator (400W, 24kHz) tarafından uygulandı. Sonikatör UP400S, 7 mm çapında uçlu bir titanyum prob H7 ile donatılmıştır. Reaksiyonlar, 200 mL'lik silindirik bir cam reaksiyon kabında gerçekleştirildi ve titanyum boynuz reaksiyon kabının üzerine monte edildi ve O-ringler ve bir Teflon valf kullanılarak kapatıldı. Reaksiyon kabı, proses sıcaklığını kontrol etmek için bir su banyosuna yerleştirildi. Herhangi bir fotokimyasal reaksiyondan kaçınmak için, kap alüminyum folyo ile kaplandı.
Analiz sonuçları, PAH'ların dönüşümünün artan sonikasyon süresi ile arttığını gösterdi.
Naftalin için, ultrasonik destekli dönüşüm (ultrason gücü 150W'a ayarlanmış) 30 dakikalık sonikasyondan sonra elde edilen% 77.6'dan 60 dakikalık sonikasyondan sonra% 84.4'e yükseldi.
Asenaftilen için, ultrasonik destekli dönüşüm (ultrason gücü 150W'a ayarlanmış) 30 dakika sonra elde edilen% 77.6'dan 150W ultrason gücü ile sonikasyondan 60 dakika sonra% 84.4'e yükseldi. 150W ultrason ile sonikasyon 30 dakika sonra elde edilen% 80.7'den 150W ultrason gücü ile 60 dakika sonra% 96.6'ya yükseldi.
Feantren için, ultrasonik destekli dönüşüm (ultrason gücü 150W'a ayarlanmış) 30 dakikalık sonikasyondan sonra elde edilen% 73.8'den 60 dakikalık sonikasyondan sonra% 83.0'a yükseldi.
Bozunma verimliliğini artırmak için, demir iyonu eklendiğinde hidrojen peroksit daha verimli kullanılabilir. Demir iyonu ilavesinin, Fenton benzeri bir reaksiyonu simüle eden sinerjik etkilere sahip olduğu gösterilmiştir.
Cihaz Önerisi:
UP400S H7 ile
Referans / Araştırma Makalesi:
Psillakis, E.; Göl, G.; Kalogerakis, N.; Mantzavinos, D. (2004): Ultrasonik ışınlama ile sulu çözeltilerde polisiklik aromatik hidrokarbonların bozunması. Tehlikeli Maddeler Dergisi B108, 2004. 95–102.

Yüzeylerden Oksit Tabakasının Uzaklaştırılması

Ultrasonik uygulama:
Cu substratları üzerinde CuO nanotelleri büyütmeden önce substratı hazırlamak için, Cu yüzeyindeki içsel oksit tabakası, numunenin 0.7 M hidroklorik asit içinde 2 dakika boyunca ultrasonikize edilmesiyle çıkarıldı. bir Hielscher UP200S ile. Numune, organik kirleticileri uzaklaştırmak için 5 dakika boyunca asetonda ultrasonik olarak temizlendi, deiyonize (DI) su ile iyice durulandı ve basınçlı havada kurutuldu.
Cihaz Önerisi:
UP200S Serisi veya UP200St
Referans / Araştırma Makalesi:
Maşok, M.; Yu, K.; Cui, S.; Mao, S.; Lu, G.; Chen, J. (2012): Yüzeylerinde Ayrı Nanoboyutlu p-n Bağlantılarının Oluşturulması Yoluyla CuO Nanotellerin Gaz Algılama Özelliklerinin Modüle Edilmesi. ACS Uygulamalı Malzemeler & Arayüzler 4, 2012. 4192−4199.

Voltametri deneyleri

Ultrasonik uygulama:
Ultrason ile geliştirilmiş voltametri deneyleri için, cam korna (13 mm çaplı uç) ile donatılmış bir Hielscher 200 watt ultrasonicator UP200S kullanıldı. Ultrason 8 W/cm şiddette uygulandı^–2.
Nanopartiküllerin sulu çözeltilerde yavaş difüzyon hızı ve nanopartikül başına yüksek sayıda redoks merkezi nedeniyle, nanopartiküllerin doğrudan çözelti fazı voltametrisine adsorpsiyon etkileri hakimdir. Nanopartikülleri adsorpsiyona bağlı birikim olmadan tespit etmek için, (i) yeterince yüksek bir nanopartikül konsantrasyonu, (ii) sinyal-arka-toprak oranını iyileştirmek için küçük elektrotlar veya (iii) çok hızlı kütle taşınması ile deneysel bir yaklaşım seçilmelidir.
Bu nedenle, McKenzie ve ark. (2012), nanopartiküllerin elektrot yüzeyine doğru kütle taşıma oranını büyük ölçüde iyileştirmek için güç ultrasonu kullandı. Deney düzeneklerinde elektrot, 5 mm elektrot-boynuz mesafesi ve 8 W/cm ile doğrudan yüksek yoğunluklu ultrasona maruz bırakılır^–2 ajitasyon ve kavitasyonel temizlik ile sonuçlanan sonikasyon yoğunluğu. Bir test redoks sistemi, Ru(NH3)'ün tek elektronlu indirgenmesi₆³⁺ sulu 0.1 M KCl'de, bu koşullar altında elde edilen kütle taşıma hızını kalibre etmek için kullanıldı.
Cihaz Önerisi:
UP200S Serisi veya UP200St
Referans / Araştırma Makalesi:
McKenzie, K.J.; Marken, F. (2001): Sulu çözelti içinde nanopartikül Fe2O3'ün doğrudan elektrokimyası ve kalay katkılı indiyum oksit üzerine adsorbe edilmesi. Saf Uygulamalı Kimya, 73/ 12, 2001. 1885-1894.

Laboratuvardan Endüstriyel Ölçeğe Sonokimyasal Reaksiyonlar için Sonikatörler

Hielscher, yüksek hacimli akışlar için el laboratuarı homojenizatörden tam endüstriyel sonikatörlere kadar tüm ultrasonicators yelpazesini sunar. Test sırasında küçük ölçekte elde edilen tüm sonuçlar, R&D and optimization of an ultrasonic process, can be >linearly scaled up to full commercial production. Hielscher sonicators güvenilir, sağlam ve 7/24 çalışma için üretilmiştir.
Sürecinizi nasıl değerlendireceğinizi, optimize edeceğinizi ve ölçeklendireceğinizi bize sorun! Tüm aşamalarda size yardımcı olmaktan memnuniyet duyarız – İlk testler ve proses optimizasyonundan endüstriyel üretim hattınızdaki kuruluma kadar!