Táanil sonoquímicos ti' le procesos k'iin-Gel

Le partículas ultrafinas Buka'aj nanométrico yéetel le partículas bix u esférica, le recubrimientos cha'ano' bek'ech, le fibras, le materiales porosos yéetel densos, bey le aerogeles yéetel xerogeles extremadamente porosos ku aditivos ka'anal potencial yo'osal le ma'alo'ob yéetel le producción materiales ka'anal rendimiento. Le materiales Trauma, bey le ba'alo'ob yéetel k'at, le aerogeles ultraligeros ma'alob porosos yéetel le híbridos orgánico-inorgánicos, páajtal sintetzar u ichil suspensiones coloidales wa polímeros ti' jump'éel líquido yo'osal le método sol-gel. Le ye'esik yáantajo'ob únicas, ts'o'ok u le partículas solares generadas varían ti' le Buka'aj nanométrico. Ti' le modo, le tuukula' sol-gel forma ti' le nanoquímica.
Tu continuación u revisa le síntesis xooko'obo' Buka'aj nanométrico yo'osal rutas sol-gel asistidas tumen ultrasonidos.

Tuukula' k'iin-Gel

K'iino'-gel yéetel le procesamiento ti' incluyen le je'ela' wook:

1. meentik k'iino' wa juuch'bil precipitante, gelificar le k'iino' ti' jump'éel molde wa ti' jump'éel sustrato (en el caso de películas), wa tu meentik jump'éel k'an k'iino' ichil le juuch'bil precipitado yéetel u gelificación, wa ts'áaj beyo' juuch'bil ti' jump'éel wíinkilil tumen vías ma' gel;
2. tijil;
3. Cocción ka sinterización. [Rabinovich 1994]

Tabla 1: Jejelas súutukil jump'éel le síntesis k'iin-Gel yéetel le procesos yéetel

Le procesos sol-gel le jump'éel láaka química húmeda síntesis utia'al u fabricación jump'éel páawo'ob integrada (t'aano' gel) ti' óxidos metálicos wa polímeros híbridos. Bey precursores, comúnmente u utilizan sales metálicas inorgánicas bey cloruros metálicos yéetel compuestos metálicos orgánicos bey alcóxidos metálicos. Le k'iino' – consistente ti' jump'éel suspensión le precursores – transforma ti' juntúul t.u.m difásico similar ti' jump'éel gel, ku consta ti' jump'éel fase líquida yéetel juntúul fase sólida. Le químicas reacciones ku ocurren ichil jump'éel tuukula' sol-gel le le hidrólisis, le policondensación yéetel le gelificación.
Ichil le hidrólisis yéetel le policondensación, ku forma jump'éel coloide (k'iino'), ku consiste ti' nanopartículas dispersas ti' jump'éel solvente. Le fase solar existente u transforma le gel.
Le fase gelial resultante u formada tumen partículas cuyo Buka'aj ka formación páajtal variar ya'ab, tak partículas coloidales discretas tak polímeros ti' bix u tsolokbal continua. U páajtalil yéetel le Buka'aj dependen ti' le condiciones químicas. Ichil le observaciones le alcogeles SiO2 ku je'el concluir ku u junp'éel k'iin catalizado tumen bases ts'aik kúuchil ti' jump'éel especie discreta formada tumen le agregación ku monómeros,, asab compactos yéetel ma'alob ramificados. Ko'oten afectados tumen le sedimentación yéetel le muuk' gravedad.
Le soles catalizados tumen ácido derivan ti' le cadenas poliméricas ma'alob entrelazadas ku muestran jump'éel microestructura jach fina yéetel poros jach mejen u parecen ya'abkach uniformes ti' le xooko'obo'. Le formación jump'éel páawo'ob continua asab jaapal u polímeros baja densidad ye'esa'al ciertas ventajas túun le propiedades meyajtbilo' ti' le formación vidrio u ka'anal rendimiento yéetel componentes vitorámicos te' 2 3 dimensiones. [Sakka et ti' le. 1982]
Ti' le je'ela' wook procesamiento, yo'osal u recubrimiento tumen centrifugación wa tumen inmersión, jach páajtal recubrir sustratos yéetel películas bek'ech suumo'ob wa fundir le k'iino' ti' jump'éel molde utia'al u formar le llamado gel húmedo. Ka' jump'éel tijil yéetel u calentamiento adicionales, ku obtendrá jump'éel xooko'obo' denso.
Ti' le wook yéetel u le tuukula' posterior, le gel obtenido ku páajtal procesar posteriormente. Ti' yo'osal u precipitación, pirólisis tumen pulverización wa emulsión, ku páajtal formar polvos ultrafinos yéetel uniformes. Wa le llamados aerogeles, u caracterizan tumen juntúul ka'anal porosidad yéetel juntúul densidad extremadamente baja, ku páajtal crear yo'osal u extracción le fase líquida ti' le gel húmedo. Tune', normalmente u requieren condiciones supercríticas.

Tabla 2: Síntesis ultrasónica k'iin-gel u TiO2 mesoporoso [Yu et ti' le., Chem. Commun. 2003, 2078]

Ultrasonido u ka'anal potencia yéetel u sonoquímicos táanil

Le ultrasonidos u ka'anal potencia yéetel baja frecuencia ku ts'abal juntúul nuxi' potencial ti' le procesos químicos. Le ken u introducen ondas ultrasónicas intensas ti' jump'éel chúumuk líquido, ku ku ts'áiko'ob ciclos alternos u ka'anal yéetel baja presión yéetel velocidades dependen ti' le frecuencia. Le ciclos ka'anal presión significan compresión, ka' jo'op' u le ciclos baja frecuencia significan rarefacción le ka'a. Ichil le ciclo baja presión (rarefacción), le ultrasonidos ka'anal potencia crean mejen burbujas u vacío ti' le líquido. Táan a burbujas u vacío nuuktalo'ob a lo largo de ya'ab ciclos.
De acuerdo con u intensidad le ultrasonido, le líquido ku comprime yéetel ku sátira ti' jejeláas grados. Lela' u k'áat u ya'al ti' le burbujas cavitación páajtal comportar u u ka'ap'éel maneras. U bajas intensidades ultrasónicas u yan 1-3 W leti' cm², le burbujas cavitación oscilan mentik kex jump'éel Buka'aj equilibrio ichil ya'ab ciclos acústicos. Le Uláak ba'al denomina ku cavitación estable. U intensidades ultrasónicas asab altas (tak 10 W leti' cm²), le burbujas cavitación ku táakpajalo'ob ti' jump'éel pocos ciclos acústicos, alcanzando jump'éel radio bey le doble u Buka'aj inicial bey ma' colapsar ti' jump'éel ch'aaj compresión ka u burbuja ts'o'ok ma' u páajtal u múuch'ik energía. Le je'ela' ku denomina cavitación transitoria wa inercial. Ichil u implosión le burbuja, ku ku ts'áiko'ob le denominados localmente ti'its calientes, caracterizados tumen condiciones extremas: alcanzan temperaturas jach altas (yan 5.000 k'uj) yéetel presiones (yan 2.000 atm). Implosión le burbuja cavitación xan ts'aik kúuchil ti' chooj ta'an líquido yéetel velocidades tak 280 m leti' s, u crean muuk' u cizallamiento jach altas. [Suslick 1998 leti' te' k'ujo'obo' et ti' le. 2009]

Sono-Ormosil

Le sonicación jach jump'éel nu'ukula' eficiente utia'al u síntesis polímeros. Ichil le dispersión yéetel desaglomeración ultrasónicas, le muuk' cizallamiento caviational, ba'ax ku ku sats'iko'ob ka rompen le cadenas moleculares ti' jump'éel tuukula' ma' aleatorio, ma' u ts'a'abal Teeche' kúuchil ti' jump'éel disminución ti' le peso molecular yéetel le polidispersidad. Ku ts'o'okole', le kaambalilo'ob multifásicos le jach eficientes dispersados yéetel emulsionados, yo'olal u proporcionan mezclas jach finas. Lela' u k'áat u ya'al ti' le ultrasonidos aumentan tasa polimerización túun le agitación convencional yéetel ku ts'aik bey resultado pesos moleculares u asab ka'anatako'ob yéetel polidispersidades asab bajas.
Le ormosils (silicato juubulo'ob orgánicamente) ku obtienen ka u agrega silano ti' le sílice derivada ti' le gel ichil le tuukula' sol-gel. Le producto jach jump'éel compuesto u escala molecular yéetel propiedades mecánicas u mejoradas. Le Sono-Ormosils ku caracterizan tumen juntúul asab densidad u clásicos le geles, bey je'el bix tuméen juntúul estabilidad térmica mejorada. Tune', jump'éel tsool t'aanil je'el u le asab grado polimerización. [Rosa-Fox et ti' le. 2002]

TiO2 mesoporoso yo'osal síntesis ultrasónica u sol-gel

Le TiO2 mesoporoso ku meyajtiko'ob ampliamente bey fotocatalizador, bey je'el bix ti' electrónica, ma'alo'obtal sensores yéetel remediación ambiental. Utia'al u optimizar le propiedades le materiales, ku pretende producir TiO2 yéetel ka'anal cristalinidad yéetel nuxi' superficie. U bejil sol-gel asistida tumen ultrasonidos yaan u ventaja u intrínsecas le propiedades yéetel extrínsecas ti' le TiO2, Bey le Buka'aj partícula, le superficie, le volumen poro, le metros le poros, cristalinidad, bey le proporciones fase anatasa, rutilo yéetel brookita, u páajtal u yiliko'ob u influidas yo'osal u kaambalil yo'osal le parámetros.
Milani et ti' le. (2011) ts'o'ok u demostrado le síntesis nanopartículas TiO2 anatasa. Tune', ku aplicó le tuukula' sol-gel ti' le precursor TiCl4 yéetel u compararon ambas formas, yéetel, ma' ultrasonidos. Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob muestran ti' le irradiación ultrasónica yaan jump'éel efecto monótono yóok'ol tuláakal le componentes le solución producida tumen le método sol-gel yéetel ku beetik u ruptura le K'aanan sueltos u nukuch coloides nanométricos ti' le solución. Beyo', ku crean nanopartículas asab mejen. Le altas presiones yéetel temperaturas ku ku ts'áiko'ob localmente rompen le K'aanan ti' chowak cadenas poliméricas, bey le débiles eslabones u unen le partículas asab mejen, yo'olal u táakpajalo'ob masas coloidales asab nukuch. Le comparación ambas muestras ti' TiO2, ti' meyajo'ob yéetel tu na'anil irradiación ultrasónica, ku ye'esik le máak SEM aparecen tu continuación (wilik u le Fig. 2).
 

Pic. 2: Máak SEM u TiO2 pwder, calcinadas 400 ° C ti' 1 h yéetel k'iinil gelatinización 24 h: (u) tu meyajo'ob ti' ka (b) tu na'anil ecografía. [Milani et. 2011]

Ku ts'o'okole', le reacciones químicas páajtal beneficiar u ti' le táanil sonoquímicos, u incluyen, je'el, le ruptura K'aanan químicos, jump'éel mejora significativa ti' le reactividad química wa u degradación molecular.

Conclusión

U kaambalil yo'osal ultrasonidos le procesos sol-gel conduce jump'éel ma'alo'ob mezcla yéetel u desaglomeración le partículas. Le je'ela' ku ts'aik bey resultado partículas menor Buka'aj, esféricas, bix u partícula u baja dimensión yéetel morfología mejorada. Le llamados sonogeles u caracterizan tumen u densidad ka ba'ax fina ka homogénea. Táan a yáantajo'ob u crean debido a ka u evita u búukinta'al disolvente ti' le formación le k'iino', ba'ale' xan yéetel chuunil laat'a'an, debido a le noj inicial ku reticulado ku reticulación inducido tumen ultrasonidos. Paach le tuukula' secado, le sonogeles resultantes ku jump'éel ba'ax particulada, u jela'anil in u homólogos obtenidos ma' aplicar ultrasonidos,, filamentosos. [Esquivias et le. 2004]
Ts'o'ok u demostrado ti' u búukinta'al ultrasonidos intensos ku cha'antik le adaptación materiales únicos ichil procesos sol-gel. Le je'ela' ku beetik le ultrasonidos ka'anal potencia k'áati' jump'éel poderosa nu'ukula' yo'osal le investigación yéetel le ma'alo'ob u química yéetel materiales.