• Металоорганічні каркаси - це сполуки, утворені з іонів металів та органічних молекул, так що створюється одно-, дво- або тривимірний гібридний матеріал. Ці гібридні структури можуть бути пористими або непористими і пропонувати різноманітні функціональні можливості.
• Сонохімічний синтез МОФ є перспективною технікою, оскільки металоорганічні кристали виробляються дуже ефективно та екологічно чисті.
• Ультразвукове виробництво МОФ може бути лінійно збільшене від підготовки малих зразків в лабораторії до повного комерційного виробництва.

Метало-органічні рамки

Кристалічні металоорганічні структури (МОФ) відносяться до категорії високопотенційних пористих матеріалів, які можуть бути використані для зберігання газу, адсорбції / розділення, каталізу, адсорбентів, магнетизму, дизайну сенсорів та доставки ліків. МОП, як правило, формуються шляхом самозбірки, коли вторинні будівельні підрозділи (СБУ) отримують зв'язок з органічними прокладками (ліганди) для створення складних мереж. Органічні спейсери або металеві СБУ можуть бути змінені, щоб контролювати пористість МОФ, що має вирішальне значення щодо його функціональності та його корисності для конкретних застосувань.

Сонохімічний синтез МФ

Ультразвукове опромінення і тим самим генероване кавітація добре відомі своїми унікальними впливами на хімічні реакції, відомі як Сонохімія. Насильницьке розрив кавітаційних бульбашок створює локалізовані гарячі точки з надзвичайно високими перехідними температурами (5000 К), тисками (1800 атм) і швидкістю охолодження (10¹⁰Кс^-1), а також ударні хвилі та наслідки рідких струменів. На цих Кавітаційний гарячі точки, зародження та зростання кристалів, наприклад, шляхом опадування Оствальдом, індукується і пропагується. Однак розмір частинок обмежений, оскільки ці гарячі точки характеризуються екстремальними швидкістю охолодження, що означає, що температура реакційного середовища падає в мілісекунди.
Відомо, що ультразвук синтезує МОФ швидко під м'який умови процесу, такі як без розчинників, в кімнатна температура і під тиск навколишнього середовища. Дослідження показали, що МОФ можуть бути виготовлені економічно ефективно AT Висока прибутковість через сонохімічний маршрут. Нарешті, сонохімічний синтез МОФ є а зелений, екологічно чистий спосіб.

Підготовка MOF-5

У дослідженні Wang et al (2011), Zn₄О [1,4-бензолдикарбоксилат]₃ був синтезований через сонохімічний маршрут 1,36 гр₂BDC та 4,84г Zn (NO₃)₂· 6H₂О були індицильно розчинені у 160мл ДМФ. Потім у суміш під час ультразвукового опромінення додавали 6,43 г TEA. Через 2 години безбарвний осад збирали фільтрацією та промивали DMF. Тверду речовину сушили при 90 ° С у вакуумі та потім зберігали у вакуумному ексікаторі.

Підготовка мікропористий MOF Cu₃(BTC)₂

Лі та ін. (2009) повідомляють про ефективний ультразвуковий синтез тривимірного (3-D) металоорганічного каркасу (MOF) з 3-D каналами, такими як Cu₃(BTC)₂ (HKUST-1, BTC = бензол-1,3,5-трикарбоксилат). Реакція ацетату міді та Н₃BTC в змішаному розчині DMF / EtOH / H₂О (3: 1: 2, в / в) при ультразвуковому опроміненні при температура навколишнього середовища і атмосферний тиск за короткий час реакції (5-60 хв.) Дали Cu₃(BTC)₂ В Висока прибутковість (62,6-85,1%). Ці Cu₃(BTC)₂ Нанокристали мають розміри діапазону розмірів 10-200 нм, що значно більше менший ніж ті, що синтезовано за допомогою звичайного сольвотермічного методу. Відсутні суттєві відмінності в фізико-хімічних властивостях, наприклад, площа поверхні БЕТ, об'єм пор і здатність зберігання водню, між Cu₃(BTC)₂ нанокристали, підготовлені за допомогою ультразвукового методу, і мікрокристали, отримані за допомогою вдосконаленого сольвотермічного методу. У порівнянні з традиційними методами синтезу, такими як методика дифузії розчинників, гідротермальних та сольвотермічних методів, ультразвуковий метод побудови пористих МОП виявився високо ефективний і екологічно чистіше.

Підготовка Одномірні MF (II) MOF

Тахмазіан та співавт. (2013) повідомити про ефективний, низька вартість, і екологічно чистий маршрут для отримання 3D супрамолекулярної металоорганічної структури (MOF) на основі MgII, {[Mg (HIDC) (H₂O)₂] ⋅ 1,5H₂O}_н (H3L = 4,5-імідазолдикарбонова кислота) за допомогою ультразвукового каналу.
Наноструктурований {[Mg (HIDC) (H₂O)₂] ⋅ 1,5H₂O}_н був синтезований за допомогою наступного сонохімічний маршрут Для приготування нанорозмірених {[Mg (HIDC) (H2O) 2] ⋅ 1,5H₂O} n (1), 20 мл розчину ліганду H₃IDC (0,05 М) та гідроксид калію (0,1 М) розташовувався ультразвуковим зондом високої щільності з максимальною потужністю 305 Вт. У цей розчин додавали по краплях 20 мл водного розчину нітрату магнію (0,05 М). Одержані осадки відфільтровують, промивають водою та етанолом, та висушують повітрям (т. Пл> 300 ° С (Знайдено: С, 24,84; Н, 3,22; N, 11,67%.) ІК (см^-1) вибрані смуги: 3383 (w), 3190 (w), 1607 (br), 1500 (m), 1390 (s), 1242 (m), 820 (m), 652 (m)).
Для вивчення впливу концентрації початкових реагентів на величину та морфологію наноструктурованої сполуки описані вище процеси проводили в умовах концентрації початкових реагентів: [HL2-] = [Mg2 +] = 0,025 М.

Соно-синтез флуоресцентних мікропористих МОФів

Цю та ін. (2008) знайшов a сонохімічний маршрут для швидкого синтезу флюоресцентних мікропористих МОФ, ЗН₃(BTC)₂⋅12 Гр₂O (1) та селективне зондування органоамінів з використанням нанокристалів 1. Результати показують, що ультразвукові Синтез це простий, ефективний, недорогий та екологічно чистий підхід до нанорозмірних МОФів.
МОФ 1 був синтезований за допомогою ультразвукового методу на апараті ambient температура і атмосферний тиск для різних часів реакції 5, 10, 30 і 90 хвилин, відповідно. Контрольний експеримент також проводили для синтезу сполуки 1 за допомогою гідротермічного методу, а структури підтверджувалися методом ІЧ-випромінювання, елементарного аналізу та аналізу Rietveld методів порошкової рентгенівської дифракції (XRD) з використанням WinPLOTR та Fullprof¹³. Дивно, але реакція дигідрату ацетату цинку з бензен-1,3,5-трикарбонової кислотою (H₃BTC) в 20% етанолу у воді (об. / Об.) При ультразвуковому опроміненні при температурі навколишнього середовища та тиску протягом 5 хв давали 1 за значно Висока прибутковість (75,3%, на підставі Н.₃BTC). Також, вихід 1 збільшувався поступово з 78,2% до 85,3% при збільшенні часу реакції від 10 до 90 хвилин. Це свідчить про те, що швидкий синтез Мінфіну можна реалізувати значно Висока прибутковість використовуючи ультразвуковий метод. У порівнянні з гідротермальним синтезом тієї ж сполуки MOF 1, яка проводиться при 140 ° С при підвищеному тиску протягом 24 годин, ультразвуковий синтез виявився високоефективним методом з високим виходом і низька вартість.
Оскільки продукт не одержували шляхом змішування ацетату цинку з H3BTC у тому ж реакційному середовищі при температурі навколишнього середовища та тиску за відсутності ультразвуку, Аніксія повинен грати важливо роль під час формування Мінфіну 1.

Ультразвукові процеси: від Лабораторія до Промисловий Масштаб

Сонохімічне обладнання

Hielscher Ultrasonics має багаторічний досвід розробки і виготовлення потужних та надійних ультразвукових апаратів і синхрохімічних реакторів. Hielscher охоплює ваші вимоги до застосування з широким спектром ультразвукових пристроїв – від маленьких лабораторні прилади над стенд-вершина і пілот ультразвукові апарати,промислові системи для сонохімічної продукції в комерційному масштабі. Велика різноманітність сонородів, підсилювачів, реакторів, стільникових елементів, коробки зняття шумів і аксесуарів дозволяють конфігурувати оптимальну настройку для вашого сонохімічний реакція Ультразвукові пристрої Хільшера дуже надійний, побудований для 24/7 операція і потребує лише дуже мало обслуговування.