Sonochemical de reacción y de síntesis

Sonochemistry es la aplicación de la ecografía para las reacciones químicas y procesos. El mecanismo que causa efectos sonochemical de líquidos es el fenómeno de la cavitación acústica.

Laboratorio Hielscher de ultrasonidos y dispositivos industriales se utilizan en una amplia gama de procesos sonochemical.

Reacciones Sonochemical

Los efectos sonochemical siguiente se puede observar en las reacciones químicas y procesos:

• aumento de la velocidad de reacción de
• aumento de la reacción de la producción
• un uso más eficiente de la energía
• sonochemical métodos para la conmutación de la vía de la reacción
• la mejora del rendimiento de los catalizadores de transferencia de fase
• evitación de los catalizadores de transferencia de fase
• el uso de reactivos de crudo o técnica
• la activación de los metales y los sólidos
• aumento en la reactividad de los reactivos o catalizadores (haga clic aquí para leer más sobre la catálisis asistida por ultrasonidos)
• la mejora de la síntesis de partículas
• recubrimiento de las nanopartículas

Cavitación por ultrasonidos en líquidos

Cavitación, que es "la formación, crecimiento y colapso de implosión de las burbujas en un líquido. Colapso cavitación produce un calentamiento local intenso (~ 5000 K), las altas presiones (~ 1000 ATM), y la calefacción y la refrigeración enormes tasas (> 109 K / s) "y las corrientes en chorro de líquido (~ 400 km / h). (Suslick 1998)

Burbujas de cavitación son burbujas de vacío. El vacío es creado por una superficie en movimiento rápido de un lado y un líquido inerte en el otro. Las diferencias de presión resultante sirve para superar las fuerzas de adhesión y cohesión dentro del líquido.

La cavitación se puede producir de formas diferentes, tales como toberas Venturi, boquillas de alta presión, la rotación de alta velocidad, o transductores ultrasónicos. En todos los sistemas de la energía de entrada se transforma en la fricción, las turbulencias, las olas y la cavitación. La fracción de la energía de entrada que se transforma en la cavitación depende de varios factores que describen el movimiento de los equipos de generación de cavitación en el líquido.

La intensidad de la aceleración es uno de los factores más importantes que influyen en la transformación eficiente de la energía en la cavitación. Mayor aceleración superior crea diferencias de presión. Esto a su vez aumenta la probabilidad de la creación de burbujas de vacío en lugar de la creación de ondas que se propagan a través del líquido. Por lo tanto, cuanto mayor es la aceleración de la más alta es la fracción de la energía que se transforma en la cavitación. En el caso de un transductor de ultrasonidos, la intensidad de la aceleración es descrito por la amplitud de oscilación. De mayor amplitud en el resultado de una creación más efectiva de la cavitación. Los dispositivos industriales de Hielscher Ultrasonics puede crear amplitudes de hasta 115 micras. Estas amplitudes de alta permiten una alta relación de potencia de transmisión lo que a su vez permite crear altas densidades de potencia de hasta 100 W / cm ³.

Además de la intensidad, el líquido debe ser acelerado en una forma de crear unas pérdidas mínimas en términos de turbulencias, la fricción y la generación de ondas. Para ello, la mejor manera es una orientación unilateral de movimiento.

El ultrasonido se utiliza por sus efectos en los procesos, tales como:

• preparación de los metales activadas por la reducción de sales de metales
• la generación de metales activados por sonicación
• la síntesis de sonochemical por la precipitación de partículas de metal (Fe, Cr, Mn, Co), óxidos, por ejemplo, para su uso como catalizadores
• de impregnación de metales o de halogenuros metálicos en soportes de
• preparación de las soluciones activada del metal
• reacciones de los metales a través de la participación in situ de especies organoelement generados
• reacciones que implican sólidos no metálicos
• de cristalización y precipitación de metales, aleaciones, zeolithes y otros sólidos
• la modificación de la morfología superficial y tamaño de las partículas por las colisiones entre partículas de alta velocidad
  • formación de materiales nanoestructurados amorfo, incluida la de los metales de transición superficie, aleaciones, carburos, óxidos y coloides
  • aglomeración de cristales de
  • de alisado y la eliminación de la pasivación de capa de óxido
  • micromanipulación (fraccionamiento), de pequeñas partículas
• la dispersión de sólidos
• preparación de coloides (Ag, Au, Q-del tamaño de CdS)
• intercalación de moléculas en resultados sólidos inorgánicos de acogida en capas
• Sonochemistry de polímeros de
  • la degradación y la modificación de polímeros
  • la síntesis de polímeros
• sonolysis de contaminantes orgánicos en el agua

Sonochemical Equipo

La mayoría de los procesos de sonochemical mencionados pueden adaptarse para trabajar en línea. Estaremos encantados de ayudarle en la elección de los equipos sonochemical para sus necesidades de procesamiento. Para la investigación y para la prueba de los procesos que recomendamos a nuestros dispositivos de laboratorio o la UIP1000hd conjunto.

Si es necesario, FM y dispositivos de certificación ATEX de ultrasonidos y los reactores (por ejemplo, UIP1000-Exd) Están disponibles para la sonicación de los productos químicos inflamables y formulaciones de productos en ambientes peligrosos.

Los cambios de ultrasonidos de cavitación Ring Reacciones de apertura

Ultrasonidos es un mecanismo alternativo al calor, presión, luz o electricidad para iniciar reacciones químicas. Jeffrey S. Moore, Charles R. Hickenboth, y su equipo en la Facultad de Química de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign utiliza energía ultrasónica para activar y manipular el anillo de apertura de las reacciones. Bajo sonicación, las reacciones químicas que generan productos diferentes de los previstos por las normas de la simetría orbital (Nature 2007, 446, 423). El grupo ligado mecánicamente sensibles 1,2-disustituidos isómeros benzocyclobutene para dos cadenas de polietilenglicol, solicitó la energía de ultrasonidos, y se analizaron las soluciones a granel mediante el uso de C¹³ espectroscopia de resonancia magnética nuclear. Los espectros mostraron que tanto los isómeros cis y trans proporcionar el mismo anillo abierto de productos, la esperada de los isómeros trans. Mientras que la energía térmica hace que el movimiento browniano al azar de los reactivos, la energía mecánica de ultrasonidos proporciona una dirección a los movimientos atómicos. Por lo tanto, los efectos cavitacional eficiente dirigir la energía por el esfuerzo de la molécula, la reestructuración de la superficie de energía potencial.

Literatura

Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.

Suslick, KS; Didenko, Y.; Fang, MM; Hyeon, T.; Kolbeck, KJ; McNamara, WB III; Mdleleni, MM; Wong, M. (1999): Cavitación acústica y sus consecuencias química, en: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.

Enlace rápido

Solicitud de información

Investigación Relacionados

Enlaces

Hielscher Ultrasonics GmbH

Sonochemical de reacción y de síntesis

Sonochemistry es la aplicación de la ecografía para las reacciones químicas y procesos. El mecanismo que causa efectos sonochemical de líquidos es el fenómeno de la cavitación acústica.

Laboratorio Hielscher de ultrasonidos y dispositivos industriales se utilizan en una amplia gama de procesos sonochemical.

Reacciones Sonochemical

Los efectos sonochemical siguiente se puede observar en las reacciones químicas y procesos:

• aumento de la velocidad de reacción de
• aumento de la reacción de la producción
• un uso más eficiente de la energía
• sonochemical métodos para la conmutación de la vía de la reacción
• la mejora del rendimiento de los catalizadores de transferencia de fase
• evitación de los catalizadores de transferencia de fase
• el uso de reactivos de crudo o técnica
• la activación de los metales y los sólidos
• aumento en la reactividad de los reactivos o catalizadores (haga clic aquí para leer más sobre la catálisis asistida por ultrasonidos)
• la mejora de la síntesis de partículas
• recubrimiento de las nanopartículas

Cavitación por ultrasonidos en líquidos

Cavitación, que es "la formación, crecimiento y colapso de implosión de las burbujas en un líquido. Colapso cavitación produce un calentamiento local intenso (~ 5000 K), las altas presiones (~ 1000 ATM), y la calefacción y la refrigeración enormes tasas (> 109 K / s) "y las corrientes en chorro de líquido (~ 400 km / h). (Suslick 1998)

Burbujas de cavitación son burbujas de vacío. El vacío es creado por una superficie en movimiento rápido de un lado y un líquido inerte en el otro. Las diferencias de presión resultante sirve para superar las fuerzas de adhesión y cohesión dentro del líquido.

La cavitación se puede producir de formas diferentes, tales como toberas Venturi, boquillas de alta presión, la rotación de alta velocidad, o transductores ultrasónicos. En todos los sistemas de la energía de entrada se transforma en la fricción, las turbulencias, las olas y la cavitación. La fracción de la energía de entrada que se transforma en la cavitación depende de varios factores que describen el movimiento de los equipos de generación de cavitación en el líquido.

La intensidad de la aceleración es uno de los factores más importantes que influyen en la transformación eficiente de la energía en la cavitación. Mayor aceleración superior crea diferencias de presión. Esto a su vez aumenta la probabilidad de la creación de burbujas de vacío en lugar de la creación de ondas que se propagan a través del líquido. Por lo tanto, cuanto mayor es la aceleración de la más alta es la fracción de la energía que se transforma en la cavitación. En el caso de un transductor de ultrasonidos, la intensidad de la aceleración es descrito por la amplitud de oscilación. De mayor amplitud en el resultado de una creación más efectiva de la cavitación. Los dispositivos industriales de Hielscher Ultrasonics puede crear amplitudes de hasta 115 micras. Estas amplitudes de alta permiten una alta relación de potencia de transmisión lo que a su vez permite crear altas densidades de potencia de hasta 100 W / cm ³.

Además de la intensidad, el líquido debe ser acelerado en una forma de crear unas pérdidas mínimas en términos de turbulencias, la fricción y la generación de ondas. Para ello, la mejor manera es una orientación unilateral de movimiento.

El ultrasonido se utiliza por sus efectos en los procesos, tales como:

• preparación de los metales activadas por la reducción de sales de metales
• la generación de metales activados por sonicación
• la síntesis de sonochemical por la precipitación de partículas de metal (Fe, Cr, Mn, Co), óxidos, por ejemplo, para su uso como catalizadores
• de impregnación de metales o de halogenuros metálicos en soportes de
• preparación de las soluciones activada del metal
• reacciones de los metales a través de la participación in situ de especies organoelement generados
• reacciones que implican sólidos no metálicos
• de cristalización y precipitación de metales, aleaciones, zeolithes y otros sólidos
• la modificación de la morfología superficial y tamaño de las partículas por las colisiones entre partículas de alta velocidad
  • formación de materiales nanoestructurados amorfo, incluida la de los metales de transición superficie, aleaciones, carburos, óxidos y coloides
  • aglomeración de cristales de
  • de alisado y la eliminación de la pasivación de capa de óxido
  • micromanipulación (fraccionamiento), de pequeñas partículas
• la dispersión de sólidos
• preparación de coloides (Ag, Au, Q-del tamaño de CdS)
• intercalación de moléculas en resultados sólidos inorgánicos de acogida en capas
• Sonochemistry de polímeros de
  • la degradación y la modificación de polímeros
  • la síntesis de polímeros
• sonolysis de contaminantes orgánicos en el agua

Sonochemical Equipo

La mayoría de los procesos de sonochemical mencionados pueden adaptarse para trabajar en línea. Estaremos encantados de ayudarle en la elección de los equipos sonochemical para sus necesidades de procesamiento. Para la investigación y para la prueba de los procesos que recomendamos a nuestros dispositivos de laboratorio o la UIP1000hd conjunto.

Si es necesario, FM y dispositivos de certificación ATEX de ultrasonidos y los reactores (por ejemplo, UIP1000-Exd) Están disponibles para la sonicación de los productos químicos inflamables y formulaciones de productos en ambientes peligrosos.

Los cambios de ultrasonidos de cavitación Ring Reacciones de apertura

Ultrasonidos es un mecanismo alternativo al calor, presión, luz o electricidad para iniciar reacciones químicas. Jeffrey S. Moore, Charles R. Hickenboth, y su equipo en la Facultad de Química de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign utiliza energía ultrasónica para activar y manipular el anillo de apertura de las reacciones. Bajo sonicación, las reacciones químicas que generan productos diferentes de los previstos por las normas de la simetría orbital (Nature 2007, 446, 423). El grupo ligado mecánicamente sensibles 1,2-disustituidos isómeros benzocyclobutene para dos cadenas de polietilenglicol, solicitó la energía de ultrasonidos, y se analizaron las soluciones a granel mediante el uso de C¹³ espectroscopia de resonancia magnética nuclear. Los espectros mostraron que tanto los isómeros cis y trans proporcionar el mismo anillo abierto de productos, la esperada de los isómeros trans. Mientras que la energía térmica hace que el movimiento browniano al azar de los reactivos, la energía mecánica de ultrasonidos proporciona una dirección a los movimientos atómicos. Por lo tanto, los efectos cavitacional eficiente dirigir la energía por el esfuerzo de la molécula, la reestructuración de la superficie de energía potencial.

Literatura

Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.

Suslick, KS; Didenko, Y.; Fang, MM; Hyeon, T.; Kolbeck, KJ; McNamara, WB III; Mdleleni, MM; Wong, M. (1999): Cavitación acústica y sus consecuencias química, en: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.

Enlace rápido

Solicitud de información

Investigación Relacionados

Enlaces

Hielscher Ultrasonics GmbH