Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

تفعيل الجزيئات، والأيونات، والجسيمات الصلبة مع الصوتية التجويف

Published: April 11, 2014 doi: 10.3791/51237
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Marcoule Institute for Separative Chemistry, UMR 5257 CEA-CNRS-UM2-ENSCM

Summary

التجويف الصوتية في السوائل المقدمة إلى الموجات فوق الصوتية السلطة يخلق الظروف القاسية عابرة داخل الفقاعات المنهارة، والتي هي أصل غير عادية التفاعلات الكيميائية والخفيفة الانبعاثات، والمعروفة باسم الإشعاع الضوئي. في وجود الغازات النبيلة، ويتم تشكيل البلازما nonequilibrium. الجزيئات "الساخنة" والفوتونات الناتجة عن انهيار فقاعات قادرون على إثارة الأنواع في الحل.

Abstract

الآثار الجسدية الموجات فوق الصوتية الكيميائية وتنشأ ليس من التفاعل المباشر مع جزيئات الموجات الصوتية، ولكن بدلا من التجويف الصوتية: التنوي والنمو، وانهيار إندفاعية من microbubbles في السوائل المقدمة إلى الموجات فوق الصوتية السلطة. الانفجار الداخلي العنيف من الفقاعات يؤدي إلى تشكيل الأنواع المتفاعلة كيميائيا وإلى انبعاث الضوء، واسمه الإشعاع الضوئي. في هذا المخطوط، وصفنا التقنيات السماح دراسة الظروف intrabubble المدقع والتفاعل الكيميائي من التجويف الصوتية في الحلول. تحليل الإشعاع الضوئي أطياف المياه sparged مع الغازات النبيلة يقدم دليلا لتشكيل البلازما nonequilibrium. الفوتونات والجسيمات "الساخنة" التي تم إنشاؤها بواسطة فقاعات التجويف تمكين لإثارة الأنواع غير المستقرة في الحلول زيادة التفاعل الكيميائي. على سبيل المثال آلية الإشعاع الضوئي ultrabright من الأيونات في المحاليل الحمضية اليورانيل يختلف مع تركيز اليورانيوم: sonophotoluminescence يهيمن في حلول الواحد، ويسهم الإثارة الاصطدامية في أعلى تركيز اليورانيوم. قد تنشأ المنتجات sonochemical الثانوية من الأنواع النشطة كيميائيا التي تتشكل داخل فقاعة، ولكن بعد ذلك نشر في الطور السائل وتتفاعل مع السلائف حل لتشكيل مجموعة متنوعة من المنتجات. على سبيل المثال، والحد sonochemical من حزب العمال (الرابع) في الماء النقي يوفر طريقا الاصطناعية المبتكرة لجزيئات معدنية من البلاتين monodispersed دون أي قوالب أو وكلاء متوجا. تكشف العديد من الدراسات مزايا الموجات فوق الصوتية لتفعيل المواد الصلبة المقسمة. بشكل عام، وآثار الميكانيكية الموجات فوق الصوتية تساهم بقوة في الأنظمة غير المتجانسة بالإضافة إلى الآثار الكيميائية. على وجه الخصوص، sonolysis من حمى مجهولة السبب 2 مسحوق في غلة الماء النقي الغرويات مستقرة من البلوتونيوم على حد سواء بسبب الآثار.

Introduction

استخدام الموجات فوق الصوتية السلطة في العديد من المجالات الصناعية والبحثية، مثل تنظيف الأسطح الصلبة، وإزالة الغازات من السوائل، وعلوم المواد، المعالجة البيئية، والطب، وتلقت الكثير من الاهتمام خلال العقد الماضي 1. العلاج بالموجات فوق الصوتية يزيد من التحويل، ويحسن العائد، ويبدأ في ردود الفعل حلول متجانسة وكذلك في الأنظمة غير المتجانسة. ومن المتفق عليه عموما أن الآثار الفيزيائية والكيميائية من الاهتزازات فوق الصوتية في السوائل تنشأ من التجويف الصوتية، أو بعبارة أخرى، إلى انهيار إندفاعية من microbubbles في سوائل المشع مع الموجات فوق الصوتية الطاقة 2. انهيار فقاعة عنيفة من التجويف يولد الظروف القاسية عابرة في مرحلة الغاز من فقاعة، والتي هي المسؤولة عن تشكيل الأنواع النشطة كيميائيا والإشعاع الضوئي. ومع ذلك، والنقاش لا يزال مستمرا حول أصل هذه الظروف القاسية. الطيفية تحليل سياسيق من الإشعاع الضوئي يساعد على فهم أفضل للعمليات التي تحدث أثناء انهيار الفقاعة. في الماء، المشبعة بالغازات النبيلة، وتتكون من أطياف الإشعاع الضوئي OH (A + 2 Σ-X 2 Π ط)، أوهايو (C 2 S-A + 2 + S) نطاقات واسعة سلسلة متصلة بدءا من الأشعة فوق البنفسجية لقوائم الجرد الوطنية جزءا من أطياف الانبعاثات 3. التحليل الطيفي للOH (A + 2 Σ-X 2 Π ط) نطاقات الانبعاثات تشكيل كشفت البلازما nonequilibrium خلال sonolysis من الماء 4، 5. في التردد المنخفض الموجات فوق الصوتية، ويتم تشكيل البلازما متحمس ضعيفة مع براو توزيع الذبذبات. على النقيض من ذلك، في الموجات فوق الصوتية عالية التردد، والبلازما داخل انهيار فقاعات المعارض ترينور السلوك النموذجي لإثارة الذبذبات قوية. درجات الحرارة vibronic (T ت، T ه) زيادة مع تردد الموجات فوق الصوتية تشير إلى ظروف أكثر جذرية في intrabubble عاليةتردد الموجات فوق الصوتية.

من حيث المبدأ، يمكن اعتبار كل فقاعة التجويف باعتبارها microreactor الكيميائية البلازما توفير عمليات نشطة للغاية في درجة حرارة الغرفة تقريبا من الحل السائبة. الفوتونات والجسيمات "الساخنة" تنتج داخل فقاعة تمكين لإثارة الأنواع غير المستقرة في الحلول وبالتالي زيادة التفاعلات الكيميائية. على سبيل المثال، يتأثر آلية الإشعاع الضوئي ultrabright الأيونات اليورانيل في المحاليل الحمضية التي كتبها تركيز اليورانيوم: الفوتونات امتصاص / إعادة الانبعاثات في حلول الواحد، والإثارة من خلال التصادمات مع جزيئات "الساخنة" يساهم في ارتفاع تركيز اليورانيل 6. الأنواع الكيميائية التي تنتجها فقاعات التجويف يمكن أن تستخدم لتركيب الجسيمات النانوية المعدنية دون أي قوالب أو وكلاء متوجا. في الماء النقي sparged مع الأرجون، والحد sonochemical من حزب العمال (IV) يحدث من قبل الهيدروجين تصدر من sonochemical جزيئات الماء تقسيم الغلة nanopartic monodispersedليه من البلاتين المعدنية 7. وتسارعت الحد Sonochemical متعددة في وجود حمض الفورميك أو وصول / CO خليط الغاز.

وقد أظهرت العديد من الدراسات السابقة مزايا الموجات فوق الصوتية لتنشيط سطح المواد الصلبة مقسمة بسبب الآثار الميكانيكية بالإضافة إلى التنشيط الكيميائي 8،9. الجزيئات الصلبة الصغيرة التي هي أقل من ذلك بكثير في الحجم من فقاعات التجويف لا التشويش على التماثل الانهيار. ومع ذلك، عند حدوث الحدث التجويف قرب المجاميع الكبيرة أو بالقرب من سطح طويلة فقاعة ينهار بشكل غير متجانس، وتشكيل microjet الأسرع من الصوت مما أدى إلى تجزئة كتلة وإلى تآكل سطح صلب. العلاج بالموجات فوق الصوتية من ثاني أكسيد البلوتونيوم في الماء النقي sparged مع الأرجون يؤدي تشكيل nanocolloids مستقرة من البلوتونيوم (الرابع) على حد سواء بسبب الآثار الفيزيائية والكيميائية 10.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. قياس الإشعاع الضوئي اليورانيوم

هي التي شنت sonoreactor أسطواني thermostated على رأس محول عالية التردد توفير 203 أو 607 كيلو هرتز الموجات فوق الصوتية. يتم إجراء أشعة بالموجات فوق الصوتية مع الموجات فوق الصوتية ذات التردد المنخفض من 20 كيلو هرتز مع 1 سم 2 التيتانيوم القرن ضعت بتكاثر على الجزء العلوي من المفاعل. وتسجل أطياف الانبعاثات في نطاق 230-800 نانومتر باستخدام مطياف إلى جانب النيتروجين السائل يبرد كاميرا CCD. يتم قياس الهيدروجين في الغاز منفذ بالتزامن مع الدراسة الطيفية باستخدام مطياف الكتلة رباعي (MS).

  1. إعداد sonoreactor عن طريق ربط بإحكام الجزء الزجاج على محول عالية التردد والغطاء تفلون عقد القرن 20 كيلو هرتز على جزء الزجاج. وضع sonoreactor على مرحلة الترجمة وتعديل موقفها وذلك لصورة مع اثنين من المرايا مركز المفاعل على فتحة مدخل مطياف الانبعاث. إعداد حلول اليورانيل في حمض البيركلوريك عن طريق إذابة المرجح UO 3 عينات، التي تقدمها CETAMA / CEA فرنسا، في حجم الحد الأدنى من HClO المركزة 4 تحت التدفئة. ضبط ثم حجم حل مع المخفف HClO 4. لإعداد حلول اليورانيل في H 3 PO 4 بحل UO 3 عينات في HClO المركزة 4، تتبخر الحل الحصول على الرطب والأملاح تذوب هذه الأخيرة في حجم المطلوب من 0.5 MH 3 ص 4.
  2. وضع حل للدراسة في sonoreactor. استبدال بإحكام القرن 20 كيلو هرتز. إضافة الحرارية وأنبوب الغاز مدخل على sonoreactor وتوصيل أنبوب الغاز منفذ إلى مدخل مطياف الكتلة.
  3. وضعت على ناظم البرد في ~ 0-1 درجة مئوية. دعونا فقاعة الأرجون في الحل بمعدل تدفق 100 مل / دقيقة لمدة 30 دقيقة على الأقل وتبدأ بعد وصول وH 2 إشارات MS.
  4. عند إشارات MS ثابتة، والتبديل على مولد بالموجات فوق الصوتيةيتم التوصل (إما واحد عالية التردد، في 60-80 W، أو 20 كيلو هرتز واحد، في 35 W) وانتظر حوالي 20 دقيقة حتى درجة حرارة ثابتة للدولة من حوالي 10 درجة مئوية داخل sonoreactor. وMS إشارة H 2 ينبغي زيادة، مشيرا إلى التجويف وsonolysis المياه.
  5. إغلاق مربع ضوء محكم حول sonoreactor وبدء قياس الإشعاع الضوئي الأطياف، كل خلال 300 ثانية لضمان كثافة إشارة جيدة. لكل فاصل الطول الموجي جعل ثلاثة أطياف لزيادة إشارة إلى نسبة الضوضاء ووضع ثاني الترتيب ضوء تصفية عند الضرورة.
  6. بعد قياس SL الأطياف، إيقاف تشغيل مولد بالموجات فوق الصوتية والحفاظ على قياس الإشارات MS حتى يتم التوصل إلى خط الأساس لطيفة. في نفس الوقت، وقياس أطياف الانبعاثات في غياب الولايات المتحدة من شأنها أن تسمح لتصحيح SL الأطياف للضوء الطفيلي.

2. الحد Sonochemical من حزب العمال (الرابع) في المحاليل المائية

  1. إعداد 5 ز / L حزب العمال (IV) الحل بدءا من H 2 </ الفرعية> شركة الاتصالات الباكستانية 6 · 6H 2 O الملح. ملاحظات: أملاح البلاتين هي الضوء والرطوبة الحساسة. الحفاظ على بقايا الملح العالق في ظل جو خامل وإذا كان ذلك ممكنا، تنفيذ الإجراء الترجيح في جو الغاز علبة القفازات متأخرا.
  2. تحت غطاء الدخان، وإنشاء 50 مل مفاعل الزجاج محكم مجهزة سترة مزدوجة (الشكل 6).

    الرقم 6
    الرقم 6:. التجريبية انشاء لحزب العمال (IV) الحد sonochemical في 20 كيلوهرتز 1 مولد بالموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية 20 كيلو هرتز مع 750 واط من الطاقة الكهربائية القصوى، 2 محول Piezoceramic، 3 قرن التيتانيوم، 4 مفاعل Thermostated، 5.. . مدخل الغاز، 6. منفذ عينة، 7. الحرارية، 8. حلقة السليكوون.
  3. تجهيز المفاعل مع حزب العمال-100 الحراريةزوجين، وهو الحاجز، مدخل الغاز السليكوون وأيضا منفذ الغاز مع تدفق متر معايرة ضمن مجموعة من 100 مل / دقيقة. توصيل الغاز إلى منفذ فخ المياه (المناخل الجزيئية) وأخيرا إلى مطياف الكتلة الغاز تنبيه: تأكد من إخلاء الغاز داخل غطاء الدخان منذ CO هو مركب ضار جدا. وكشف عن الغاز ثاني أكسيد الكربون في المختبر إلزامي.
  4. في الجزء العلوي من المفاعل، إصلاح 1 سم ² التيتانيوم التحقيق مع محول كهرضغطية التي قدمتها مولد 20 كيلو هرتز. تأكد من أن الطرف sonotrode هو حوالي 2 سم من الجزء السفلي من المفاعل.
  5. قبل التجارب، بدء تشغيل المبردات وضبط درجة الحرارة إلى -18 درجة مئوية. في هذه الأثناء، وإدخال 50 مل من الماء منزوع الأيونات داخل المفاعل وجعل وصول الغاز / CO (10٪) محتدما في أعماق الحل مع معدل تدفق حوالي 100 مل / دقيقة. ضمان عدم وجود أي تسرب الرئيسية عن طريق التحقق من معدل تدفق منفذ الغاز. تأكد من أن الطرف sonotrode من 1 إلى 2 سم تحت سطحالسائل والبدء في رصد المنتجات الغازية.
  6. بعد 10 إلى 15 دقيقة، وتحديد مدخل الغاز أقل قليلا من سطح السائل وبمجرد أن تصل درجة الحرارة التبريد الإعداد، تبدأ أشعة بالموجات فوق الصوتية مع السلطة الصوتية من 17 W / مل.
  7. بعد 15 إلى 20 دقيقة من أشعة بالموجات فوق الصوتية، والتحقق من أن درجة حرارة تصل إلى حالة مستقرة حول 40 درجة مئوية. إذا لم يكن كذلك، تغيير إعدادات المبردات لتلبية هذا المطلب.
  8. تأخذ كمية الدقيق للH 2 6 شركة الاتصالات الباكستانية حل بمساعدة حقنة مزودة إبرة الفولاذ المقاوم للصدأ. أعرض بعناية الإبرة من خلال الحاجز وحقن الحل داخل منطقة التجويف أدناه غيض sonotrode. تغسل حقنة عن طريق ضخ بلطف الحل والخروج، وأخيرا أخذ عينة 1 مل. كرر الإجراء أخذ العينات على فترات زمنية منتظمة من 15 إلى 30 دقيقة.
  9. قياس تطور التركيز الكلي للأيونات حزب العمال في حل عن طريق تحليل برنامج المقارنات الدولية لعملية التضامن الإماراتي بعد التخفيف من وliquots في 0.3 M HNO 3. في غضون ذلك، تحديد مقدار حزب العمال (IV) أيونات داخل منظومة باتباع الفرقة 260 نانومتر في الأشعة فوق البنفسجية / فيس الطيفي.
  10. في أقرب وقت يمكن الكشف عن أي أيونات البلاتين في الحل، إيقاف أشعة بالموجات فوق الصوتية، وإيقاف محتدما الغاز والتبريد. تتخذ تعليق البلاتين جسيمات متناهية الصغر من المفاعل.
  11. قبل تيم التحليل، في محاولة لوقف أجهزة الطرد المركزي بسرعة عالية التناوب (20،414 x ج) لمدة 20 دقيقة على الأقل. إزالة بعناية طاف وتخزين الودائع بعد التجفيف في درجة حرارة الغرفة تحت فراغ أو اتركه داخل كمية صغيرة من الماء.
  12. يمكن لبعض العينات يكون من الصعب جدا على التركيز، ويمكن أن تحتاج وقتا أطول الطرد المركزي. إذا لم يكن ناجحا، استخدم هذا الإجراء فقط لفصل جزيئات البلاتين من جزيئات التيتانيوم أكبر صدر في الحل خلال التشعيع بالموجات فوق الصوتية ومن ثم الحفاظ طاف هذا الوقت.
  13. تفريق قطرة واحدة من طافأو عدد قليل ملليغرام من المنتجات المجففة في الايثانول المطلق أو الأيزوبروبانول. إيداع قطرة واحدة من التعليق على الكربون المغلفة شبكة النحاس، والشروع في التحليل HRTEM بعد التبخر الكلي للمذيب.

3. Sonochemical تخليق البلوتونيوم الغروية

في ماركول، وقد تم تجهيز مرفق مع عدة مختبرات أتالانت الساخنة وخطوط الخلايا محمية مخصصة للبحث والتطوير في مجال دورة الوقود النووي. ويخصص أحد مربعات قفاز لدراسة ردود الفعل sonochemical من الأكتينيدات.

  1. تعليق 200 ملغ من حمى مجهولة السبب 2 (S = 13.3 BET م 2 / ز) في 50 مل من الماء النقي في مفاعل sonochemical الموجود في علبة القفازات.
  2. تجهيز المفاعل مع عصابة تفلون ضيقة والتحقيق بالموجات فوق الصوتية 20 كيلو هرتز. قبل كل تجربة، المسمار معلومات جديدة لضمان تأثير القصوى من التجويف وتجنب تراكم جزيئات التيتانيوم في حل الناتجة عن تآكل الحافة. ضبط درجة الحرارة من ناظم البرد (هوبر CC1) تقع خارج علبة القفازات منخفضة بما فيه الكفاية لإدارة زيادة درجة الحرارة في حل بعد الموجات فوق الصوتية سيتم تبديل على. لاحظ أنه تم تجهيز نظام التبريد مع مبادل حراري لتجنب التلوث الإشعاعي خارج الجدار. إدراج الحرارية ضيق في الخلية للتحكم في درجة الحرارة من الحل.
  3. تسمح محتدما الحل مع الأرجون نقية 20 دقيقة قبل صوتنة (100 مل / دقيقة). لاحظ أن محتدما وصول سيتم تطبيقها خلال التجارب صوتنة كله لضمان الآثار القصوى من التجويف الصوتية.
  4. تعيين مولد بالموجات فوق الصوتية إلى السعة المناسبة (~ 30٪) من أجل الحصول على الطاقة المطلوبة الصوتية P ميلان (17 واط / سم 2) تسليمها إلى الحل. نلاحظ أن السلطة الصوتية يتم قياس سابقا باستخدام أسلوب التحقيق الحرارية 22. باستخدام الظروف المناسبة، وتراكم بيروكسيد الهيدروجين في المحلول (الناتجةمن مزيج من جذور الهيدروكسيل الناجمة عن التفكك homolytic من جزيئات الماء و sonicated) يتم قياس سابقا في الماء النقي لمعايرة النظام والسماح للاستنساخ التجربة.
  5. التبديل على مولد بالموجات فوق الصوتية ويصوتن الحل حمى مجهولة السبب 2. ضبط إعدادات ناظم البرد للحصول على درجة حرارة 30 درجة مئوية في الحل.
  6. مرة واحدة يتم تشكيل الغرويات (بعد 5-12 ساعة من التشعيع)، والتحول قبالة مولد بالموجات فوق الصوتية، ونقل الحل إلى أنبوب الطرد المركزي، وأجهزة الطرد المركزي خلال 10 دقيقة (22،000 x ج) من أجل إزالة المرحلة الصلبة.
  7. بعد ذلك يمكن للأشعة فوق البنفسجية فيس مطياف أن تستخدم لتحليل وتوصيف المباشر الغرويات بو. خلال صوتنة، حركية H 2 O 2 تراكم في حل تحت أشعة الموجات فوق الصوتية يمكن أيضا أن يقاس من خلال طريقة اللونية في 410 نانومتر (ε = 780 سم -1 م -1) بعد تمييع 500 ميكرولتر من محلول العينةمع 500 ميكرولتر TiOSO 4 (2 × 10 -2 M 2 M في HNO 3-،01 M [N 2 H 5] [NO 3])، يليه الطرد المركزي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

اليورانيل أيون الإشعاع الضوئي ضعيفة للغاية في HClO 4 حلول: على الرغم من امتصاص الضوء نموذجية UO 2 2 + الأيونات لوحظ أقل من 500 نانومتر، وخطوط الانبعاثات من متحمس (UO 2 2 +) * (512 نانومتر تركزت في و537 نانومتر) وبالكاد ينظر (الشكل 1). تطفأ SL من UO 2 2 +. ويمكن أن يعزى هذا إلى تبريد تخفيض اليورانيل أيون متحمس من قبل جزيء الماء منسقة 11-13:

(UO 2 2 +) * + H 2 O → UO 2 + + + + H OH •

الشكل 1
الشكل 1: الإشعاع الضوئي أطياف HClO 4 (0.2 M، 65 W) وUO 2 2 + (0.1 M) في HClO 4 (0.2 M؛ 81W) في 203 كيلو هرتز، 10 ° C، ويظهر وصول. منحنى الأسود الطيف انبعاث 0.2 M الحل البيركلوريك دون اليورانيوم في وجود الأرجون. يتألف هذا الطيف من OH الانبعاثات جذرية تركزت في 310 نانومتر، وسلسلة متصلة واسعة تمتد من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء المدى الطيفي القريب. يوضح منحنى الزرقاء الطيف انبعاث نفس الحل ولكن في وجود أيونات اليورانيل (0.1 M). يتم امتصاص الفوتونات المنبعثة من انهيار فقاعات في حدود 250-450 نانومتر بواسطة UO 2 2 + الأنواع تماما تقريبا. ومع ذلك، وخطوط الانبعاثات من متحمس (UO 2 2 +) * في 512 نانومتر و 537 نانومتر ضعيفة جدا. علاوة على ذلك، هذه الخطوط الانبعاثات يمكن ملاحظتها فقط في 203 كيلو هرتز والذي يسلك أيضا الإشعاع الضوئي الأكثر كثافة من الماء و sonicated في نطاق دراستها من الترددات. مستنسخة بإذن من 6.

الى جانب ذلك، يقيس مطياف الكتلة انخفاضا بنسبة 40٪ في H 2 معدل تكوين خلال sonolysis من HClO 4 حلول عند زيادة تركيز UO 2 2 + 50-100 ملم. هذا الانخفاض يشير إلى أن أيونات اليورانيل متحمس يمكن أيضا مروي عن منتجات الانقسام المياه sonochemical (H 2 و H 2 O 2):

(UO 2 2 +) * + H 2 → UO 2 + + + + H H

(UO 2 2 +) * + H → UO 2 + + + H

(UO 2 2 +) * + H 2 O 2 → UO 2 + + + + H HO 2 •

هذا النمط يشبه التبريد التبريد من radioluminescence الأيونات اليورانيل المنتجات radiolytical من الماء 14.

على النقيض من ذلك، في H 3 PO 4 حلول لSL من UO 2 2 + مكثفة و، فيالظروف المناسبة للتردد الولايات المتحدة وUO 2 2 + تركيز، حتى يمكن رؤيتها بالعين المجردة (الشكل 2). ويبين منطقة انبعاث الضوء على بنية الطبقات الناشئة عن المكانة مجال الموجة الصوتية داخل المفاعل sonochemical: مناطق أكثر إشراقا تتوافق مع antinodes من الضغط الصوتي، حيث تركيز فقاعات التجويف هو أعلى.

الرقم 2
الشكل 2: صورة من UO 2 2 + الإشعاع الضوئي (3.1 × 10 -2 M) في 0.5 MH 3 PO 4 في 203 كيلو هرتز، 63 واط، 10 درجة مئوية، وصول، وقت التعرض 30 ثانية تم التقاط هذه الصورة من خلال نافذة الكوارتز من sonoreactor. هالة حول منطقة انبعاث الضوء رئيسية تنبع من انعكاس الضوء في سترة تبريد المفاعل. شريط النطاق 2.5 سم. منطقة انبعاث الضوء طق الطبقات يدل على أن هناك مكانة حقل الموجة الصوتية داخل المفاعل. مستنسخة بإذن من 6.

يتم تمكين SL مكثفة من UO 2 2 + H 3 PO في 4 (الشكل 3) عن طريق complexation قوية من UO 2 2 + بواسطة أيونات الفوسفات 15، والذي يحمي اليورانيل من التبريد. من خلال تشكيل مجمعات الفوسفات اليورانيل (UO 2 2 +) * مدى الحياة يحصل على ما يقرب من 200 مرات أطول 16 و UO 2 2 + معامل الانقراض المولي ضعفي. هذه الآثار اثنين يؤدي إلى تعزيز UO 2 2 + الإشعاع الضوئي، في حين تظهر الأحماض نقية SL شدة مماثلة.

الرقم 3
الرقم 3: الإشعاع الضوئي أطياف H 3 PO 4 </ الفرعية> (0.5 M) وUO 2 2 + (5 × 10 -2 M) في H 3 PO 4 (0.5 M) في 203 كيلو هرتز، 61 واط، 10 درجة مئوية، وصول. خطوط قوية الانبعاثات في 496 نانومتر، وتعزى 517 نانومتر و 540 نانومتر (المنحنى الأزرق) إلى (UO 2 2 +) * الانبعاثات. مستنسخة بإذن من 6.

الإثارة من الأيونات اليورانيل قد قدما من قبل اثنين من آليات، وكلاهما يمكن أن تقدمها الموجات فوق الصوتية. في أول الطريق الإثارة، الإثارة العائدات عن طريق امتصاص جزء من الضوء المنبعث من التجويف فقاعات في الانهيار. في الإثارة المسار الثاني هو الناجمة عن الاصطدامات في واجهة فقاعة مع جزيئات "الساخنة" من البلازما sonochemical، حيث يمكن نقل الحركية وطاقة الإثارة من جزيئات "الساخنة" لأيونات اليورانيل. لتحديد أي آلية يسود الإثارة، يتم قياس شدة اليورانيل SL لتركيزات مختلفة اليورانيل في H 3 PO 4 في204 كيلو هرتز. كما يمكن أن يرى في الشكل (4)، لتمييع للغاية حلول ([2 UO 2 +] <1 × 10 -4 M) شدة SL زيادات اليورانيل خطيا مع UO 2 2 + التركيز. لتركيزات أعلى لتصل إلى 2 × 10 -2 M شدة اليورانيل SL مستقلة تقريبا من UO 2 2 + التركيز. هذه المجالات اثنين تتوافق مع آلية photoexcitation، حيث الانبعاثات يتناسب مع عدد الفوتونات استيعابها. وبالتالي فإنه يتناسب مع UO 2 2 + تركيز حتى امتصاص جزء من الأشعة فوق البنفسجية SL الطيف يصبح من المهم جدا. فمن ثم ثابت تقريبا.

الرقم 4
الشكل 4: التغير من (UO 2 2 +) * الانبعاثات النسبية مرتفعات الذروة في 516 نانومتر و 539 نانومتر كما بالعربيةمرهم من UO 2 2 + التركيز في H 3 PO 4 (0.5 M) عن حلول مخففة؛ في 203 كيلو هرتز، 82 واط، 10 درجة مئوية، وصول. القصوى لشدة ما يبدو من الإشعاع الضوئي اليورانيوم لوحظ في [UO 2 2 +] ~ 0.001 M يرتبط امتصاص اليورانيوم الذاتي الذي يقلل من كثافة في تركيزات أعلى (انظر المرجع 3. ).

في حلول أكثر تركيزا ([2 UO 2 +]> 3 × 10 -2 م)، عندما كمية أيونات اليورانيل في واجهة من فقاعات الانهيار يصبح عالية بما فيه الكفاية، اليورانيل SL يبدأ لزيادة مرة أخرى مع تركيز اليورانيل. ويرجع ذلك إلى آلية الإثارة الثاني، وهما من الاصطدامات مع جزيئات "الساخنة" التي شكلت في البلازما من فقاعات التجويف في انهيار هذا التلألؤ إضافية.

الرقم 5 الرقم 5: من التغير (UO 2 2 +) * ارتفاعات ذروة الانبعاثات النسبية في 516 نانومتر و 539 نانومتر بوصفها وظيفة من UO 2 2 + التركيز في H 3 PO 4 (0.5 M) عن حلول أكثر تركيزا؛ في 203 كيلو هرتز، 82 واط، 10 درجة مئوية، وصول. مستنسخة بإذن من 6.

وذلك بربط الغاز مطياف الكتلة والأشعة فوق البنفسجية / فيس الطيفي وقياس ICP-OES، فمن الممكن لتحديد حركية الحد من أيونات البلاتين ضمن شروطنا (الشكل 7). وتشير النتائج إلى أن حزب العمال (IV) هو آلية الحد من خطوتين مع تخفيض لاحق من حزب العمال (IV) أيونات في حزب العمال (II) وأخيرا في حزب العمال (0) كما ورد في الأدب 17. الزيادات الحادة من CO 2 إشارة في الطور الغازي (الشكل 7) هو دليل على أن عامل مختزل الرئيسي في هذا النظام هو CO التالية المعادلات 1 و 2:

شركة الاتصالات الباكستانية 6 <سوب> 2 - + CO + H 2 O → شركة الاتصالات الباكستانية 4 2 - + CO 2 + 2H + + 2CL - (1)

شركة الاتصالات الباكستانية 4 2 - + CO + H 2 O → حزب العمال 0 + CO 2 + 2H + + 4Cl - (2)

الرقم 7
الرقم 7: تطور تركيزات من البلاتين (الرابع) و (الثاني) في الحل والنسبة المئوية المقدرة من حزب العمال المعدنية (خطوط اندفاعة) الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون 2 منحنيات الانبعاثات التي تم الحصول عليها خلال التشعيع بالموجات فوق الصوتية في الماء النقي تحت وصول / جو CO (خطوط متصلة. ). T = 20 ± 1 درجة مئوية و P = 0.35 ميلان W / مل. واندلعت بالموجات فوق الصوتية التشعيع في 10 دقيقة على الوقت تم إضافة محور وحل البلاتين 30 دقيقة في وقت لاحق. تم تعديل هذا الرقم من 7.

EXPERiments في الماء النقي تحت جو الأرجون تأكيد أن الحد من أيونات البلاتين يمكن أن يحدث عن طريق الموضع شكلت الهيدروجين في. في الواقع، يمكن أن التجويف الصوتية لحث على الانقسام homolytic من جزيئات الماء داخل فقاعات التجويف في H وOH ° الجذور. إعادة التركيب من ذرات H وOH ° الجذور على التوالي يؤدي إلى تشكيل H 2 وبيروكسيد الهيدروجين في حل 18. وجود الأنواع المؤكسدة وهي OH ° الجذور و / أو بيروكسيد الهيدروجين في النظام يمكن أن يكون عائقا لعملية التخفيض. مؤخرا أفيد أن إضافة كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون ضمن المرحلة الغاز، ويمكن مسح تماما جذور الهيدروكسيل شكلت تحت أشعة بالموجات فوق الصوتية (المعادلة 3) 19. لاحظ أن هذا التفاعل يؤدي أيضا إلى زيادة معدل تكوين H 2، مقارنة sonolysis من المياه النقية تحت AR، بالاتفاق مع المعادلات 3 و 4 7.

CO + OH •→ CO 2 + H (3)

2H → H 2 (4)

وبالتالي، CO ليس فقط عامل مختزل ولكن يلعب دور OH زبال الراديكالية أيضا. ومع ذلك محتدما CO في حزب العمال (IV) حل من دون أشعة بالموجات فوق الصوتية في درجة حرارة الغرفة لا يؤدي إلى تشكيل النانوية حزب العمال ولكن لتعليق الغروية الوردي الأنواع الكربونيل البلاتين 20. وبالتالي، يتم تعزيز قدرة أول أكسيد الكربون للحد من أيونات البلاتين في درجة حرارة الغرفة وذلك بسبب التدفئة المحلية في وعاء السائل المحيطة فقاعة أثناء انهياره 7. في هذه الظروف يمكن ملاحظة انخفاض sonochemical في درجة حرارة الغرفة في غضون ساعات قليلة، وتؤدي إلى تشكيل جزيئات معدنية حزب العمال ضمن مجموعة من بضعة نانوميتر كما لوحظ في الشكل 8. يمكن اعتبار هذا الإجراء لمجموعة كبيرة من الظروف التجريبية منذ فقط الطور الغازي يجب أن يتغير وليس كاشف مزيد من نعيد لتضاف ضمن المتوسطة السائل. الجدير بالذكر، فإن تصميم عملية تخفيض نفذت في انخفاض تردد الموجات فوق الصوتية تكون ذات فائدة قصوى للترسب السيطرة عليها حزب العمال NP على مختلف دعامات محددة حتى على المواد للحرارة مثل البوليمرات 21.

الرقم 8
وتعطى صورة عالية الدقة تيم النانوية التي تم الحصول عليها حزب العمال تحت أشعة بالموجات فوق الصوتية في الماء النقي مع وصول / جو CO صورة تم الحصول عليها الغروانية البني باعتبارها أقحم مع لمحة عامة عن الجسيمات النانوية حزب العمال في انخفاض التكبير: الرقم 8. تم تعديل هذا الرقم من 7.

وsonolysis 5 ساعة من تعليق حمى مجهولة السبب 2 في الماء النقي تحت صول محتدما يؤدي إلى تشكيل الغروانية حل الخضراء التي لا تزال مستقرة لعدة أشهر بعد centri fugation (الشكل 9). ومن المعروف أن تطبيق الموجات فوق الصوتية في الأنظمة غير المتجانسة لتعزيز عموما تآكل، والانكسار، وتشتت السطوح الصلبة 22-24. ومع ذلك، فإن نفس التجربة أجريت مع الرئيس التنفيذي 2 أو ثو 2 كبديل للحمى مجهولة السبب 2 لا تؤدي إلى تشكيل الغرويات. رد فعل محتمل بين حمى مجهولة السبب 2 والأنواع الكيميائية الناتجة sonochemically يمكن أن تفسر هذه الظاهرة. عند زيادة مدة التشعيع بالموجات فوق الصوتية من 5 إلى 11 ساعة ساعة، تم العثور على تركيز الغروانية إلى زيادة. الأشعة فوق البنفسجية فيز الأطياف تم الحصول عليها مع هذه الشروط هي مختلفة عن تلك التي لوحظت في الغرويات بو حصلت عليها التقنيات التقليدية (الشكل 10)، على سبيل المثال عن طريق التخفيف من كثافة البلوتونيوم (IV) الحل 25.

500 "/>
الرقم 9: مخطط التجربة تؤدي إلى تشكيل sonochemical الغرويات بو.

الرقم 10
الرقم 10: الأشعة فوق البنفسجية فيز الأطياف تميز الغرويات بو الحصول عليها من حمى مجهولة السبب 2 مع الموجات فوق الصوتية تحت الماء النقي في وصول (منحنى البني) والتخفيف من البلوتونيوم (الرابع) في الماء النقي (المنحنى الأزرق).

وتعزى الأنواع الكيميائية ولدت تحت أشعة الموجات فوق الصوتية لهذه الظاهرة الصوتية التجويف 7. تحت وصول محتدما، والأنواع المكتشفة أثناء sonication من الماء النقي هي H 2 و H 2 O 2 في اتفاق مع المعادلات التالية:

H 2 O → H + OH °

H + H → H 2

HO ° +6؛ OH → H 2 O 2

من أجل توضيح آلية الكيميائية تشارك في تشكيل الغرويات بو، وجود H 2 O 2 يمكن أن يقاس طريقة اللونية TiOSO 4 خلال sonolysis، من خلال تحديد جيل من منظمة الشفافية الدولية (IV) · H 2 O 2 في المجمعات ~ 410 نانومتر. باستخدام إعدادات التجريبية لدينا، ويقاس معدل تشكيل H 2 O 2 لتكون ~ 0.7 ميكرومتر / دقيقة ويتبع القانون الحركية أجل الصفر بالاتفاق مع الأدب لتجارب مماثلة أجريت مع وجود مفاعلات هندسة نفسه. بحضور علقت حمى مجهولة السبب 2، تحليلات تكشف عن أن sonolysis مثل هذا الحل لا تؤدي إلى تراكم H 2 O 2 في حل مما يشير إلى آلية الكيميائية التي تحدث بين حمى مجهولة السبب 2 و H 2 O 2. من أجل التحقق من هذه الفرضية، ونفس التجربة لا يمكن أن يؤديها في وجود 5 ×10 -2 MH 2 O 2 في الحل. ومع ذلك، هذه الإعدادات لا تؤدي إلى تشكيل الغرويات بو فقا لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية فيز الأطياف.

وبالتالي، يمكن تشكيل sonochemical الغرويات بو يتم التحقيق في الماء النقي تحت الظروف التجريبية التي تجنب تشكيل H 2 O 2. استبدال وصول الغلاف الجوي عن طريق وصول / CO (10٪) جو يسمح التبريد OH ° الجذور تشكلت خلال sonolysis 7. في اتفاق مع الأدب، وصول / CO محتدما يمنع تراكم H 2 O 2 في الحل. ومع ذلك، فإن هذه الظروف التجريبية تؤدي إلى تشكيل الغرويات بو جود امتصاص طيف الأشعة فوق البنفسجية فيز التي تتفق مع ما لوحظ في ظل وصول الغلاف الجوي (الشكل 10). بالتالي، H 2 O 2 ويبدو أن لا يكون الحد الأنواع لتوليد الغرويات بو تحت أشعة الموجات فوق الصوتية. علاوة على ذلك، الغرويات بو يمكن تشكيلها فيغياب H 2 O 2 كذلك. نلاحظ أيضا أن sonolysis من حمى مجهولة السبب 2 معلقة في محلول حمض النيتريك لا تؤدي إلى تشكيل الغرويات بو. يمكن للمرء أن يستنتج أن يتم تشكيل الغرويات البلوتونيوم عن طريق بو (الرابع) عن طريق الحد من الهيدروجين (H 2) نشأت من sonolysis المياه تليها إعادة الأكسدة من بو (III) في حل وتشكيل تحلل بو (IV) جزيئات ultrasmall.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

المعلمات الأكثر أهمية بالنسبة لمراقبة ناجحة من الإشعاع الضوئي وsonochemistry هي: 1) رقابة صارمة من الغاز ودرجة حرارة تشبع الأكبر خلال صوتنة، 2) الاختيار الدقيق للتردد الموجات فوق الصوتية، 3) استخدام الأمثل لتكوين الحل و sonicated لمنع التبريد.

حركية التفاعلات sonochemical فضلا عن شدة الإشعاع الضوئي هي حساسة جدا لدرجة الحرارة من الحل المقدم إلى الموجات فوق الصوتية: وعلى النقيض من معظم حركية التفاعلات "المعتادة" الكيميائية معدل العمليات sonochemical يسقط مع درجة حرارة الجزء الأكبر 1. والإشعاع الضوئي يسلك سلوكا مماثلا. هذا هو نتيجة مباشرة لارتفاع ضغط بخار المرتبطة تسخين السائل. وارتفاع ضغط البخار على كميات أكبر من المذيبات تدخل داخل فقاعة الذي يؤدي إلى تبريد البلازما sonochemical. لذا، للحصول على أقصى قدر من sonochemical ذدرع أو ينبغي إجراء أي تجربة كثافة اكبر من الإشعاع الضوئي في درجة حرارة منخفضة كما هو ممكن عمليا. هذا المبدأ يمكن البرهنة من الإشعاع الضوئي multibubble في المياه المشبعة مع الأرجون: زيادة درجة حرارة الجزء الأكبر من 11 ° C إلى 30 ° C يسبب شدة الإشعاع الضوئي لخفض بمعامل 5 4.

يتم الوصول إلى أقصى قدر من الكفاءة التجويف الصوتية في وجود الغازات النبيلة الثقيلة مثل AR، الخمير الحمر واكس، وعلى ما هو أكثر من ذلك، لوحظ أقوى الإشعاع الضوئي في وجود غاز الزينون 5، 26. من وجهة نظر نموذج plasmachemical من التجويف ويفسر هذه الظاهرة من قبل جهد التأين أقل من اكس (12.13 فولت) مقارنة بما كان عليه من سورة (15.76 فولت) 5. ومع ذلك، فإنه يجب أن نتذكر أن هذا الاعتماد على جهد التأين نسخة مبسطة منذ آثار sonochemical سوف تعتمد أيضا على معايير أخرى، مثل solubilit الغازات النبيلةذ، الموصلية الحرارية الخ بالإضافة إلى ذلك، التركيب الكيميائي للخليط الغاز يمكن أن تكون هامة للغاية بالنسبة للكفاءة التفاعلات sonochemical. على سبيل المثال، وصول / CO خليط الغاز تعمل على نحو أفضل بكثير للحد من sonochemical حزب العمال (الرابع) في الماء النقي مقارنة مع وصول بسبب OH • الكسح جذرية مع أول أكسيد الكربون جزيئات 7.

أفضل خيار لتردد الموجات فوق الصوتية لتجهيز sonochemical يعتمد على نظام لدراستها. بشكل عام، فإن الآثار الكيميائية الموجات فوق الصوتية، مثل توليد الراديكالية، هي أقوى في ترددات الموجات فوق الصوتية عالية نظرا لدرجة حرارة أعلى من الإلكترونية البلازما nonequilibrium المتولدة أثناء انهيار الفقاعة. والإشعاع الضوئي هو أيضا أكثر كثافة في وتيرة عالية للسبب نفسه. الى جانب ذلك، الشكل الهندسي للمنطقة نشطة يختلف في الترددات العالية والمنخفضة: في ارتفاع وتيرة تقريبا المفاعل بأكمله نشطة، بينما في 20 كيلوهرتز أنها ليست سوى منطقة صغيرة نسبياأدناه القرن الأمريكي. من ناحية أخرى، فإن فقاعات التجويف هي أكبر بكثير في التردد المنخفض الموجات فوق الصوتية. بالتالي، انهيارها تنتج الآثار الميكانيكية أقوى بكثير (تآكل الأسطح الصلبة، وتشتت المجاميع، استحلاب، الخ). وبالتالي، وتفعيل بالموجات فوق الصوتية للمواد الصلبة (الأسطح الممتدة ومساحيق) يمكن أن يوصى بها لأداء مع التردد المنخفض الموجات فوق الصوتية. على النقيض من ذلك، فإن تفاعلات الأكسدة والاختزال في sonochemical حلول متجانسة تكون أكثر فعالية في الترددات العالية. يذكر أن أعلى محصول من الأنواع المتفاعلة كيميائيا لوحظ بين 200 كيلوهرتز و 400 كيلوهرتز. ويعزى هذا إلى ظاهرة تراكب اثنين من آثار عكسية: (ط) زيادة درجات الحرارة vibronic من البلازما sonochemical intrabubble مع تردد الموجات فوق الصوتية و (ثانيا) انخفاض حجم الفقاعة. لذلك، لوحظ أن النسبة المثلى "الظروف intrabubble / حجم فقاعة" في المدى المتوسط ​​من الترددات.

أخيرا،وسط التفاعل المهم لتعظيم الاستفادة من كل من عوائد sonochemical والإشعاع الضوئي أيضا. في معظم الحالات التفاعلات sonochemical الأنواع غير متقلبة، مثل ايونات المعادن، لا ترتبط إلى العمل المباشر من فقاعات التجويف. بدلا من ذلك، التجويف يسبب التحول الكيميائي للمذيب تليها التفاعلات من المنتجات sonolytic مع ايونات المعادن. على سبيل المثال، sonolysis من المحاليل المائية حمض النيتريك يؤدي إلى تشكيل حمض النيتروز، وهو حافزا فعالا للعديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال مع أيونات الأكتينيدات 9. ردود الفعل هذه الحفاز سماح للسيطرة الدول الأكتينيدات الأكسدة في النيتريك حمض المتوسطة دون إضافة أي مواد كيميائية جانبية. من ناحية أخرى، والمنتجات من المذيبات الرصاص sonolysis إلى التبريد من الإشعاع الضوئي من اليورانيل 6 و 27 اللانثينيدات الأيونات. Complexation مع بروابط قوية، مثل الفوسفات أو أيونات السيترات، ويعزز الإشعاع الضوئي متعددة من هذه الكاتيونات بسبب الحد من داخل ونزلتبريد إيه الجزيئي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgments

فإن الكتاب أود أن أنوه ANR الفرنسية (منحة ANR-10-بلان-0810 NEQSON) وCEA / DEN / ماركول.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
20 kHz Ultrasound Generator Sonics Vibracell
Multifrequency Generator AG 1006 T&C Power Conversion
Cryostat RE210  Lauda
Spectrometer SP 2356i Roper Scientific
CCD camera SPEC10-100BR cooled with liquid nitrogen Roper Scientific
Quadrupole mass-spectrometer PROLAB 300 Thermoscientific
Centrifuge Sigma 1-14 Sigma-Aldrich
H2PtCl6 6H2O Sigma-Aldrich
Ar; Ar/CO gases Air Liquid
Uranium and Plutonium compounds Prepared in the laboratories of Marcoule Research Center
Perchloric acid Sigma-Aldrich
Phosphoric acid Sigma-Aldrich
Formic acid Sigma-Aldrich

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mason, T. J., Lorimer, J. P. Applied Sonochemistry. The Uses of Power Ultrasound in Chemistry and Processing. Wiley-VCH Verlag GmbH. , Weinheim. (2002).
  2. Suslick, K. S. Ultrasound: Its Chemical, Physical, and Biological Effects. , Wiley-VCH. New York. (1988).
  3. Pflieger, R., Brau, H. -P., Nikitenko, S. I. Sonoluminescence from OH(C2Σ+) and OH(A2Σ+) Radicals in Water: Evidence for Plasma Formation during Multibubble Cavitation. Chem. Eur. J. 16, 11801-11803 (2010).
  4. Ndiaye, A. A., Pflieger, R., Siboulet, B., Molina, J., Dufreche, J. -F., Nikitenko, S. I. Nonequilibrium Vibrational Excitation of OH Radicals Generated during Multibubble Cavitation in Water. J. Phys. Chem. A. 116, 4860-4867 (2012).
  5. Ndiaye, A. A., Pflieger, R., Siboulet, B., Nikitenko, S. I. The Origin of Isotope Effects in Sonoluminescence Spectra of Heavy and Light. Angew. Chem. Int. Ed. 52, 2478-2481 (2013).
  6. Pflieger, R., Cousin, V., Barré, N., Moisy, P., Nikitenko, S. I. Sonoluminescence of Uranyl Ions in Aqueous Solutions. Chem. Eur. J. 18, 410-414 (2012).
  7. Chave, T., Navarro, N. M., Nitsche, S., Nikitenko, S. I. Mechanism of Pt(IV) Sonochemical Reduction in Formic Acid Media and Pure Water. Chem. Eur. J. 18, 3879-3885 (2010).
  8. Thompson, L. H., Doraiswamy, L. K. Sonochemistry: science and engineering. Ind. Eng. Chem. Res. 38, 1215-1249 (2012).
  9. Nikitenko, S. I., Venault, L., Pflieger, R., Chave, T., Bisel, I., Moisy, P. Potential applications of sonochemistry in spent nuclear fuel reprocessing: a short review. Ultrason. Sonochem. 17, 1033-1040 (2010).
  10. Chave, T., Den Auwer, C., Moisy, P., Nikitenko, S. I. Sonochemical formation of Pu(IV) colloids. ATALANTE 2012 Nuclear chemistry for sustainable fuel cycles. , Montpellier, France. (2012).
  11. Baird, C. P., Kemp, T. J. Luminescence spectroscopy, lifetimes and quenching mechanisms of excited states of uranyl and other actinide ions. Prog. React. Kinet. 22 (2), 87-139 (1997).
  12. Marcantonatos, M. D. Photochemistry and exciplex of the uranyl ion in aqueous solution. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 76, 1093-1097 (1980).
  13. Burrows, H. D., Kemp, T. J. Photochemistry of uranyl ion. Chem. Soc. Rev. 3, 139-165 (1974).
  14. Kazakov, V. P., Sharipov, G. L., Sadykov, P. A. Specific quenching of the radioluminescence from UO22+ ions by the products of radiolysis in acidic solutions. High Energy Chemistry (Khimiya Vysokikh Energii. 16, 376-377 (1982).
  15. 2nd ed. The Chemistry of the Actinide Elements. Katz, J. J., Seaborg, G. T., Morss, L. R. , Chapman and Hall. London. (1986).
  16. Rabinowitch, E., Belford, R. L. Spectroscopy and Photochemistry of Uranyl Compounds. , Pergamon Press. London. (1964).
  17. Mizukoshi, Y., Takagi, E., Okuno, H., Oshima, R., Maeda, Y., Nagata, Y. Preparation of platinum nanoparticles by sonochemical reduction of the Pt(IV) ions: role of surfactants. Ultrason. Sonochem. 8, 1-6 (2001).
  18. Fischer, C. H., Hart, E. J., Henglein, A. Ultrasonic Irradiation of Water in the Presence of 18,18O2: Isotope Exchange and Isotopic Distribution of H2O2. J. Phys. Chem. 90, 1954-1956 (1986).
  19. Nikitenko, S. I., Martinez, P., Chave, T., Billy, I. Sonochemical Disproportionation of Carbon Monoxide in Water: Evidence for Treanor Effect during Multibubble Cavitation. Angew. Chem. Int. Ed. 48, 9529-9532 (2009).
  20. Surendran, G., et al. From self-assembly of platinum nanoparticles to nanostructured materials. Small. 1, 964-967 (2005).
  21. Chave, T., Grunenwald, A., Ayral, A., Lacroix-Desmazes, P., Nikitenko, S. I. Sonochemical deposition of platinum nanoparticles on polymer beads and their transfer on the pore surface of a silica matrix. J. Colloid Interface Sci. 395, 81-84 (2013).
  22. Virot, M., et al. Catalytic dissolution of ceria under mild conditions. J. Mater. Chem. 22, 14734-14740 (2012).
  23. Virot, M., Chave, T., Nikitenko, S. I., Shchukin, D. G., Zemb, T., Moehwald, H. Acoustic cavitation at the water-glass interface. J. Phys. Chem. C. 114, 13083-13091 (2010).
  24. Virot, M., Pflieger, R., Skorb, E. V., Ravaux, J., Zemb, T., Mohwald, H. Crystalline silicon under acoustic cavitation: from mechanoluminescence to amorphization. J. Phys. Chem. C. 116, 15493-15499 (2012).
  25. Walther, C., et al. New insights in the formation processes of Pu(IV) colloids. Radiochim. Acta. 97, 199-207 (2009).
  26. Young, F. R. Sonoluminescence. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2004).
  27. Pflieger, R., Schneider, J., Siboulet, B., Möhwald, H., Nikitenko, S. I. Luminescence of trivalent lanthanide ions excited by single-bubble and multibubble cavitations. J. Phys. Chem. B. 117, 2979-2984 (2013).

Tags

الكيمياء، العدد 86، Sonochemistry، الإشعاع الضوئي والموجات فوق الصوتية، التجويف، النانوية، الأكتينيدات، الغرويات، nanocolloids
تفعيل الجزيئات، والأيونات، والجسيمات الصلبة مع الصوتية التجويف
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Pflieger, R., Chave, T., Virot, M.,… More

Pflieger, R., Chave, T., Virot, M., Nikitenko, S. I. Activating Molecules, Ions, and Solid Particles with Acoustic Cavitation. J. Vis. Exp. (86), e51237, doi:10.3791/51237 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter