Ultrasonication inkişaf etmiş kütləvi transfer və enerji daxil etmə ilə kataliz zamanı katalizator reaksiyaya təsir göstərir. katalizator reaktiv fərqli bir mərhələsində heterogen kataliz ildə, ultrasəs dispersiya reaktiv mövcud səthinin sahəsi artır.

Sonokatalizin əsas məlumatları

Kataliz proses bir dərəcəsi kimyəvi reaksiya artır katalizator vasitəsilə (və ya azalma). çox kimyəvi istehsal kataliz edir. reaksiya dərəcəsi təsir dərəcəsi müəyyən addım reaktiv təmas tezlik asılıdır. Ümumiyyətlə, katalizator reaksiya dərəcəsi artırmaq və reaksiya məhsulun alternativ reaksiya cığır verərək aktivasiya enerji aşağı. Bunun üçün katalizator sonra final məhsul vermək ara yaratmaq üçün bir və ya daha reaktiv ilə reaksiya. Sonuncu addım katalizator bərpa. ilə aktivasiya enerji azaltmaqDaha molekulyar toqquşma keçid dövlət olmaq üçün lazım olan enerji var. Bəzi hallarda katalizator dəyişiklik bir kimyəvi reaksiya seçicilik istifadə olunur.

Məqalələr diaqram sağ katalizator aşağı aktivləşdirilməsi Energy Ea ilə alternativ cığır (yaşıl) təmin Z. istehsal bir kimyəvi reaksiya X + Y katalizator təsiri göstərir.

Ultrasonication təsiri

Mayelərdəki akustik dalğa uzunluğu təqribən dəyişir. 18 kHz ilə 10 MHz arasında olan tezliklər üçün 110 ilə 0.15mm. Bu molekulyar ölçülərdən xeyli yüksəkdir. Bu səbəbdən, akustik sahənin kimyəvi bir növün molekulları ilə birbaşa əlaqəsi yoxdur. Ultrasonikliyin təsiri böyük dərəcədə bir nəticədir Ultrasonik çuxurluq maye. Buna görə də, ultrasonically yardım kataliz maye fazada olmaq üçün ən azı bir reagent tələb edir. Ultrasonication heterogen və homogen kataliz qatqı təmin bir çox yollarla. Fərdi təsiri təşviq və ya ultrasəs amplituda və maye təzyiq uyğunlaşmaq azaldıla bilər.

Ultrasonik Polis və Emulsifying

Reagentlərin və birdən çox fazanın (heterojen kataliz) cəlb olunduğu kimyəvi reaksiyalar faza sərhədi ilə məhdudlaşır, çünki bu reagentin də katalizatorun olduğu yeganə yerdir. Reaktivlərin və katalizatorun bir-birlərinə məruz qalması a çox çox faza kimyəvi reaksiyalar üçün əsas amil. Bu səbəbdən, faza sərhəd xüsusi səthinin sahəsi reaksiya kimyəvi dərəcəsi nüfuzlu olur.

Ultrasonication üçün çox effektiv vasitədir bərk dispersiya və maye emulsiya. Hissəcik / damlacıq ölçüsünü azaltmaqla, eyni zamanda faza sərhədinin ümumi səthi sahəsi artır. Sol tərəfdəki qrafik sferik hissəciklər və ya damcılar olduqda hissəciklərin ölçüsü ilə səth sahəsi arasındakı əlaqəni göstərir (Böyük görmek üçün basın!). Faza sərhəd səthi artdıqca kimyəvi reaksiya sürəti də artır. Bir çox material üçün ultrasəs kavitasyon hissəciklər və damcılar edə bilər çox gözəl ölçüsü – tez-tez xeyli aşağıda 100 nanometr. dispersiya və ya emulsiya ən azı müvəqqəti olaraq sabit olarsa, tətbiq ultrasonics ilkin mərhələdə yalnız tələb oluna bilər kimyəvi reaksiya. reagentlərin ilkin qarışdırma və katalizator üçün inline ultrasəs reaktor çox qısa müddətdə və yüksək axın dərəcələri gözəl ölçüsü hissəciklər / droplets yarada. Hətta yüksək özlülük media üçün tətbiq oluna bilər.

Mass-Transfer

Reagentlər bir faza sərhədində reaksiya verdikdə, kimyəvi reaksiya məhsulları təmas səthində toplanır. Bu, digər reagent molekullarını bu faz sərhədində qarşılıqlı əlaqəyə mane olur. Cavitasiya reaktiv axınları və akustik axın nəticəsində yaranan mexaniki kəsmə qüvvələri turbulent axın və maddə hissəcik və ya damcı səthlərinə daşınması ilə nəticələnir. Damlacıqlar halında, yüksək qayçı, qarışıqlığa və sonradan yeni damlaların meydana gəlməsinə səbəb ola bilər. Kimyəvi reaksiya zamanla irəlilədikcə təkrarlanan sonikasiya, məsələn, iki mərhələli və ya təkrar dövriyyə tələb oluna bilər reagentlərin ifşa maksimize.

Enerji Girişi

Ultrasonik çuxurluq üçün unikal yoldur kimyəvi reaksiyaların enerji qoymaq. yüksək sürətli maye təyyarəsi, yüksək təzyiq birləşməsi (>1000atm) və yüksək temperatur (>5000K), böyük istilik və soyutma dərəcələri (>10⁹ks^-1) Yerli Cavitational Bubbles implosive sıxılma zamanı cəmləşmişdir baş verir. Kenneth Suslick deyir: “Kavitasiya səsin diffuz enerjisini kimyəvi cəhətdən istifadəyə yararlı bir formaya cəmləmək üçün qeyri-adi bir üsuldur.”

reaksiyaya artım

hissəcik səthlərə Cavitational eroziya unpassivated, yüksək reaktiv səthlər yaradır. Qısa ömürlü yüksək temperatur və təzyiq töhfə molekulyar parçalanma və reaksiyaya artırmaq çox kimyəvi növlərinin. Ultrasonik şüalanma məsələn, katalizatorların hazırlanmasında istifadə edilə bilər gözəl ölçülü hissəciklər aqreqatlar istehsal. Bu amorf katalizatorlar istehsal yüksək xüsusi səthinin hissəciklər sahəsi. Buna görə ümumi strukturu, belə katalizatorların (yəni filtrasiya ilə) reaksiya məhsulları ayrıla bilər.

ultrasəs təmizləmə

Tez-tez kataliz istenmeyen əlavə məhsullar, reagentlərdəki çirklər və ya çirkləri ehtiva edir. Bu, bərk katalizatorların səthində deqradasiyaya və çirklənməyə səbəb ola bilər. Fouling məruz qalmış katalizator səthini azaldır və buna görə səmərəliliyini azaldır. Həm proses zamanı, həm də digər kimyəvi kimyəvi maddələrdən istifadə etməklə geri çevrilmək lazım deyil. Ultrasonication effektiv vasitədir təmiz katalizatorlar və ya katalizator təkrar prosesi yardım. Ultrasonik təmizləmə yəqin ultrasonics ən ümumi və məşhur proqram. 10-ci Cavitational maye təyyarəsi və şok dalğaları impingement⁴atm lokallaşdırılmış kəsmək qüvvələri, eroziya və yerüstü çopurluq yarada bilərsiniz. gözəl ölçüsü hissəciklər üçün, yüksək sürətli inter-hissəcik toqquşma hətta eroziya və yerüstü səbəb üyütmə və frezer. Bu toqquşma təqribən yerli keçid təsiri temperatur səbəb ola bilər. 3000K. Suslick səmərəli ki, Ultrasonication nümayiş yerüstü oksid örtüklər rədd. Belə passivating örtüklər aradan qaldırılması kəskin reaksiyalar müxtəlif reaksiya dərəcələri (yaxşılaşdırır2008 Suslick). ultrasonics tətbiqi kataliz zamanı bərk dağınıq katalizator fouling problemi aşağı kömək edir və katalizator təkrar prosesində təmizlənməsi verir.

Ultrasonik Kataliz nümunələri

ultrasonically yardım kataliz və heterogen katalizatorların ultrasəs hazırlanması üçün çox nümunələr var. biz tövsiyə Sonokataliz Kenneth Suslick ilə məqalə hərtərəfli tətbiqi üçün. Hielscher, katalizatorların və ya katalizatorların hazırlanması üçün ultrasəs reaktorları təchizatı kimi methylesters istehsalı üçün katalitik Transesterification (yəni yağlı methylester = biyodizel).

Sonocatalysis üçün Ultrasonic Equipment

Hielscher istifadə üçün ultrasəs cihazları istehsal hər hansı bir miqyaslı və bir proseslərin müxtəlif. bu daxildir laboratoriya sonication kiçik ampula habelə sənaye reaktorları və axın hüceyrələri. laboratoriya miqyasında ilkin proses test UP400S (400 vat) çox uyğun. Bu toplu proseslərin, eləcə də inline sonication üçün istifadə edilə bilər. miqyaslı up əvvəl proses test və optimallaşdırılması üçün, biz istifadə edərək gəlir UIP1000hd (1000 vat)bu ədəd çox uyarlanabilir edir və nəticələri kimi, con hər hansı bir böyük gücü xətti miqyaslı ola. tam miqyaslı istehsal üçün biz qədər ultrasəs cihazları təklif 10kW və 16kW ultrasəs güc. neçə belə ədəd qruplar çox yüksək emal imkanlarını təmin edir.

Biz sizin proses test, optimallaşdırma dəstək və klikləyin üçün şad olacaq. Bizə Müzakirə haqqında uyğun avadanlıq və ya Bizim proses laboratoriya ziyarət.

Sonocatalysis və ultrasonically yardım kataliz haqqında ədəbiyyat

Suslick, K. S .; Didenko, Y .; Fang, M. M .; Hyeon, T .; Kolbeck, K. J .; McNamara, W. B. III; Mdleleni, M. M .; Wong, M. (1999) Phil: Acoustic çuxurluq və onun kimyəvi nəticələri. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.

Suslick, K. S. Skrabalak, S. E. (2008): “Sonokataliz” Heterogen kataliz, vol Handbook. 4; Ertl, G .; Knzinger, H .; Schth, F .; Weitkamp, ​​J., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, səh 2006-2017..