Hielscher Ultrasonics
Prosesinizi müzakirə etməkdən məmnun olarıq.
Bizə zəng edin: +49 3328 437-420
Bizə poçt göndərin: info@hielscher.com

sonokataliz – Ultrasonik Yardımlı Kataliz

Ultrasonication inkişaf etmiş kütləvi köçürmə və enerji girişi ilə kataliz zamanı katalizator reaktivliyinə təsir göstərir. Katalizatorun reaktivlərdən fərqli bir fazada olduğu heterojen katalizdə ultrasəs dispersiya reaktivlər üçün mövcud səth sahəsini artırır.

Sonokataliz haqqında məlumat

Kataliz, a-nın sürətinin olduğu prosesdir kimyəvi reaksiya artır katalizator vasitəsilə (və ya azaldılır). Bir çox kimyəvi maddələrin istehsalı katalizlə bağlıdır. Reaksiya sürətinə təsir sürəti təyin edən mərhələdə reaktivlərin təmas tezliyindən asılıdır. Ümumiyyətlə, katalizatorlar reaksiya məhsuluna alternativ reaksiya yolu təmin etməklə reaksiya sürətini artırır və aktivləşdirmə enerjisini azaldır. Bunun üçün katalizatorlar bir və ya bir neçə reaktivlə reaksiyaya girərək, sonradan son məhsulu verən ara məhsullar əmələ gətirirlər. Sonuncu addım katalizatoru bərpa edir. By aktivləşdirmə enerjisini azaldır, daha çox molekulyar toqquşma keçid vəziyyətinə çatmaq üçün lazım olan enerjiyə malikdir. Bəzi hallarda katalizatorlar kimyəvi reaksiyanın seçiciliyini dəyişdirmək üçün istifadə olunur.

Sonokataliz: Diaqram, X+Y kimyəvi reaksiyasında katalizatorun Z əmələ gəlməsinə təsirini göstərir. The diaqram sağda Z-nin əmələ gəlməsi üçün X+Y kimyəvi reaksiyasında katalizatorun təsirini göstərir. Katalizator daha aşağı aktivləşmə Energy Ea ilə alternativ yol (yaşıl) təmin edir.

Ultrasonikasiyanın təsirləri

Mayelərdə akustik dalğa uzunluğu təqribən. 18kHz və 10MHz arasında tezliklər üçün 110 - 0,15 mm. Bu, molekulyar ölçülərdən xeyli yuxarıdır. Bu səbəbdən akustik sahənin kimyəvi növ molekulları ilə birbaşa əlaqəsi yoxdur. Ultrasonikasiyanın təsiri böyük dərəcədə bunun nəticəsidir ultrasəs kavitasiyası mayelərdə. Buna görə də, ultrasəs köməyi ilə kataliz ən azı bir reagentin maye fazada olmasını tələb edir. Ultrasonication heterojen və homojen kataliz kömək edir bir çox cəhətdən. Ultrasəs amplitudasını və maye təzyiqini uyğunlaşdırmaqla fərdi təsirlər artırıla və ya azaldıla bilər.

Ultrasonik Dispersiya və Emulsiya

Reagentlərin və birdən çox fazalı katalizatorun (heterojen kataliz) iştirakı ilə baş verən kimyəvi reaksiyalar faza sərhədi ilə məhdudlaşır, çünki bu, reagent və katalizatorun mövcud olduğu yeganə yerdir. Reagentlərin və katalizatorun bir-birinə məruz qalması a çoxfazalı kimyəvi reaksiyalar üçün əsas amildir. Bu səbəbdən, faza sərhədinin xüsusi səth sahəsi reaksiyanın kimyəvi sürəti üçün təsirli olur.

Qrafik hissəcik ölçüsü və səth sahəsi arasındakı əlaqəni göstərirUltrasonication üçün çox təsirli vasitədir bərk maddələrin dispersiyası və üçün mayelərin emulsifikasiyası. Hissəcik/damcı ölçüsünü azaltmaqla, faza sərhədinin ümumi səth sahəsi eyni zamanda artır. Soldakı qrafik sferik hissəciklər və ya damcılar halında hissəcik ölçüsü ilə səth sahəsi arasındakı əlaqəni göstərir (Daha böyük görünüş üçün klikləyin!). Faza sərhədinin səthi artdıqca kimyəvi reaksiya sürəti də artır. Bir çox materiallar üçün ultrasəs kavitasiyası hissəciklər və damcılar yarada bilər cox gozel ölçü – tez-tez əhəmiyyətli dərəcədə 100 nanometrdən aşağı olur. Dispersiya və ya emulsiya ən azı müvəqqəti dayanıqlı olarsa, tətbiqi ultrasəs yalnız ilkin mərhələdə tələb oluna bilər kimyəvi reaksiyadan. Reagentlərin və katalizatorun ilkin qarışdırılması üçün daxili ultrasəs reaktoru çox qısa müddətdə və yüksək axın sürətində incə ölçülü hissəciklər/damcılar yarada bilər. Hətta yüksək viskoz mediaya da tətbiq oluna bilər.

Kütləvi köçürmə

emulsiyaReagentlər bir faza sərhədində reaksiya verdikdə, kimyəvi reaksiyanın məhsulları təmas səthində toplanır. Bu, digər reagent molekullarının bu faza sərhədində qarşılıqlı təsirinə mane olur. Kavitasiyalı reaktiv axınlar və akustik axın nəticəsində yaranan mexaniki kəsmə qüvvələri turbulent axın və materialın hissəcik və ya damcı səthlərindən və ya səthlərə daşınması ilə nəticələnir. Damlalar vəziyyətində, yüksək kəsmə birləşməyə və sonradan yeni damcıların meydana gəlməsinə səbəb ola bilər. Kimyəvi reaksiya zamanla irəlilədikcə təkrar sonikasiya, məsələn, iki mərhələli və ya resirkulyasiya tələb oluna bilər. reagentlərin ekspozisiyasını maksimum dərəcədə artırın.

Enerji Girişi

Ultrasonik kavitasyon unikal bir yoldur kimyəvi reaksiyalara enerji verir. Yüksək sürətli maye reaktivlərinin birləşməsi, yüksək təzyiq (>1000atm) və yüksək temperatur (>5000K), böyük istilik və soyutma dərəcələri (>109Ks-1) kavitasiya qabarcıqlarının implosive sıxılması zamanı yerli konsentrasiyada baş verir. Kennet Suslick deyir: “Kavitasiya səsin diffuz enerjisini kimyəvi cəhətdən istifadə edilə bilən formada cəmləşdirmək üçün qeyri-adi bir üsuldur.”

Reaktivliyin artması

Hissəciklərin səthlərində kavitasiya eroziyası passivləşdirilməmiş, yüksək reaktiv səthlər yaradır. Qısa müddətli yüksək temperatur və təzyiqlərə qatqı təmin edir molekulyar parçalanma və reaktivliyi artırır bir çox kimyəvi növlərdən ibarətdir. Ultrasonik şüalanma katalizatorların hazırlanmasında, məsələn, incə ölçülü hissəciklərin aqreqatlarının istehsalı üçün istifadə edilə bilər. Bu amorf katalizatorlar əmələ gətirir yüksək spesifik səthin hissəcikləri sahə. Bu məcmu quruluşa görə belə katalizatorları reaksiya məhsullarından (yəni filtrasiya yolu ilə) ayırmaq olar.

Ultrasonik Təmizləmə

Çox vaxt kataliz reagentlərdə arzuolunmaz əlavə məhsullar, çirklənmələr və ya çirkləri əhatə edir. Bu, bərk katalizatorların səthində deqradasiyaya və çirklənməyə səbəb ola bilər. Çirklənmə məruz qalmış katalizator səthini azaldır və buna görə də onun səmərəliliyini azaldır. Nə proses zamanı, nə də digər kimyəvi maddələrdən istifadə edərək təkrar emal intervallarında onun çıxarılmasına ehtiyac yoxdur. Ultrasonication üçün effektiv vasitədir katalizatorları təmizləyin və ya katalizatorun təkrar emalı prosesinə kömək edin. Ultrasonik təmizləmə, ehtimal ki, ultrasəsin ən çox yayılmış və məlum tətbiqidir. Kavitasiyalı maye reaktivlərinin və 10-a qədər şok dalğalarının vurulması4atm lokallaşdırılmış kəsmə qüvvələri, eroziya və səth çuxurları yarada bilər. İncə ölçülü hissəciklər üçün yüksək sürətli hissəciklər arası toqquşmalar səthin aşınmasına və hətta üyütmə və frezeleme. Bu toqquşmalar təqribən lokal keçici təsir temperaturlarına səbəb ola bilər. 3000K. Suslick sübut etdi ki, ultrasəs effektivdir səthi oksid örtüklərini təmizləyir. Belə passivləşdirici örtüklərin çıxarılması müxtəlif reaksiyalar üçün reaksiya sürətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır (Suslick 2008). Ultrasonikanın tətbiqi kataliz zamanı bərk dispers katalizatorun çirklənmə problemini azaltmağa kömək edir və katalizatorun təkrar emalı zamanı təmizlənməyə kömək edir.

Ultrasonik kataliz nümunələri

Ultrasonik yardımlı kataliz və heterojen katalizatorların ultrasəs hazırlanması üçün çoxsaylı nümunələr var. tövsiyə edirik sonokataliz Kenneth Suslick-in məqaləsi hərtərəfli giriş üçün. Hielscher, katalizatorların və ya katalizlərin hazırlanması üçün ultrasəs reaktorları təmin edir, Biodizel nasosukimi metilesterlərin istehsalı üçün katalitik transesterifikasiya (yəni yağlı metilester = biodizel).

Sonokataliz üçün ultrasəs avadanlığı

7 x 1kW ultrasəs prosessorlu UIP1000hd ultrasəs reaktoruHielscher istifadə üçün ultrasəs cihazları istehsal edir istənilən miqyasda və a proseslərin müxtəlifliyi. Bura daxildir laboratoriya sonication kiçik flakonlarda, eləcə də sənaye reaktorları və axın hüceyrələri. Laboratoriya miqyasında ilkin proses testi üçün UP400S (400 vat) çox münasibdir. Bu toplu proseslər üçün, eləcə də daxili sonication üçün istifadə edilə bilər. Miqyasını böyütməzdən əvvəl prosesin sınaqdan keçirilməsi və optimallaşdırılması üçün istifadə etməyi tövsiyə edirik UIP1000hd (1000 vat), çünki bu vahidlər çox uyğunlaşa bilir və nəticələr istənilən daha böyük tutuma xətti miqyasda miqyaslana bilər. Tam miqyaslı istehsal üçün biz ultrasəs cihazları təklif edirik 10kVt16 kVt ultrasəs gücü. Bir neçə belə bölmənin klasterləri çox yüksək emal imkanlarını təmin edir.

Prosesin sınaqdan keçirilməsini, optimallaşdırılmasını və genişləndirilməsini dəstəkləməkdən şad olarıq. Bizimlə danışın uyğun avadanlıq haqqında və ya proses laboratoriyamıza baş çəkin.

Daha çox məlumat tələb edin!

Sonokataliz və ultrasəs yardımlı kataliz haqqında daha çox məlumat tələb etmək üçün bu formanı doldurun.









Bizim qeyd edin Gizlilik Siyasəti.




Sonocatalysis və Ultrasonically Assisted Catalysis üzrə ədəbiyyat

Suslick, KS; Didenko, Y.; Fang, MM; Hyeon, T.; Kolbeck, KJ; McNamara, DB III; Mdleleni, MM; Wong, M. (1999): Akustik Kavitasiya və Onun Kimyəvi Nəticələri, in: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.

Suslick, KS; Skrabalak, SE (2008): “sonokataliz” Heterojen Kataliz Təlimatında, cild. 4; Ertl, G.; Knzinger, H.; Schth, F.; Weitkamp, J., Red.; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, s. 2006-2017.


Prosesinizi müzakirə etməkdən məmnun olarıq.

Let's get in contact.