Vylepšené katalyzátory Fischer-Tropsch s ultrazvukem

Vylepšená syntéza fischer-tropschových katalyzátorů ultrazvukem: Ultrazvuková léčba částic katalyzátoru se používá pro několik účelů. Ultrazvuková syntéza pomáhá vytvářet modifikované nebo funkční nanočástice, které mají vysokou katalytickou aktivitu. Vyčerpané a otrávené katalyzátory lze snadno a rychle obnovit ultrazvukovou povrchovou úpravou, která odstraňuje inaktivaci zanášení z katalyzátoru. Konečně, ultrazvuková deaglomerace a disperze má za následek jednotné, mono-disperdové rozložení částic katalyzátoru, aby byla zajištěna vysoká aktivní povrch částic a přenos hmoty pro optimální katalytickou konverzi.

Ultrazvukové účinky na katalyzátor

Ultrazvuk s vysokým výkonem je dobře známý svým pozitivním vlivem na chemické reakce. Když jsou intenzivní ultrazvukové vlny zavedeny do kapalné střední akustické kavitace. Ultrazvuková kavitace produkuje lokálně extrémní podmínky s velmi vysokými teplotami až 5,000K, tlaky cca 2,000atm a kapalné trysky až do rychlosti 280m / s. Fenomén akustické kavitace a jeho účinky na chemické procesy jsou známy pod pojmem sonochemie.
Běžnou aplikací ultrazvuku je příprava heterogenních katalyzátorů: ultrazvukové kavitace síly aktivují povrch katalyzátoru, protože kavitačná eroze vytváří neprůchodné, vysoce reaktivní povrchy. Kromě toho je přenos hmoty výrazně zlepšen turbulentním proudem kapaliny. Vysoká srážka částic způsobená akustickou kavitací odstraňuje povrchoxidové povlaky práškových částic, což vede k reaktivaci povrchu katalyzátoru.

Ultrazvuková příprava Fischer-Tropsch katalyzátorů

Fischer-Tropschův proces obsahuje několik chemických reakcí, které přeměňují směs oxidu uhelnatého a vodíku na kapalné uhlovodíky. Pro syntézu Fischer-Tropsch lze použít různé katalyzátory, ale nejčastěji se používají přechodové kovy kobalt, železo a ruthenium. Vysokoteplotní syntéza Fischer-Tropsch je provozována s železným katalyzátorem.
Vzhledem k tomu, Fischer-Tropsch katalyzátory jsou náchylné k otravě katalyzátorem sloučeniny obsahující síru, ultrazvuková reaktivace má velký význam pro udržení plné katalytické aktivity a selektivity.

Výhody ultrazvukové syntézy katalyzátorů

  • Srážky nebo krystalizace
  • (Nano-) Částice s dobře řízenou velikostí a tvarem
  • Upravené a funkční vlastnosti povrchu
  • Syntéza částic dopované nebo jádrové skořepiny
  • Mezoporézní strukturování

Ultrazvuková syntéza katalyzátorů jádrové skořepiny

Nanostruktury jádra a skořepiny jsou nanočástice zapouzdřené a chráněné vnějším pláštěm, které izoluje nanočástice a zabraňuje jejich migraci a plynulosti během katalytických reakcí

Pirola et al. (2010) připravili katalyzátory Fischer-Tropsch na bázi oxidu křemičitého s vysokým zatížením aktivního kovu. Ve své studii je prokázáno, že ultrazvukem asistované impregnace podpory oxidu křemičitého zlepšuje ukládání kovů a zvyšuje aktivitu katalyzátoru. Výsledky syntézy Fischer-Tropsch ukázaly katalyzátory připravené ultrazvuku jako nejúčinnější, zejména při ultrazvukové impregnaci se provádí v argonové atmosféře.

UIP2000hdT - 2kW ultrasonicator pro kapalinopevné procesy.

UIP2000hdT – 2kW výkonný ultrasonicator k léčbě nanočástic.

Žádost o informace





Ultrazvuková reaktivace katalyzátoru

Ultrazvuková povrchová úprava částic je rychlá a hladká metoda regeneraci a reaktivace vyhořelých a otrávených katalyzátorů. Regenerability katalyzátoru umožňuje jeho reaktivaci a opětovné použití, a je tedy ekonomickým a ekologickým krokem procesu.
Ultrazvuková úprava částic odstraňuje inaktivaci zanášení a nečistot z částice katalyzátoru, které blokují místa pro katalytickou reakci. Ultrazvuková úprava dává částici katalyzátoru povrchové tryskové mytí, čímž odstraňuje depozice z katalyticky aktivního místa. Po ultrazvuku je aktivita katalyzátoru obnovena na stejnou účinnost jako čerstvý katalyzátor. Kromě toho, použití ultrazvuku přestávky aglomeráty a poskytuje homogenní, rovnoměrné rozložení mono-rozptýlených částic, což zvyšuje plochu částic a tím i aktivní katalytické místo. Proto ultrazvukové využití katalyzátoru poskytuje regenerované katalyzátory s vysokou aktivní plochou pro lepší přenos hmoty.
Ultrazvuková regenerace katalyzátoru funguje pro minerální a kovové částice, (meso-) porézní částice a nanokompozity.

Vysoce výkonné ultrazvukové systémy pro sonochemii

Ultrazvukový procesor UIP4000hdT, 4kW výkonný ultrazvukový reaktorHielscher Ultrazvuk’ průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až do 200 μm lze snadno spustit v 24/7 provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici vlastní ultrazvukové sonotrody. Robustnost Hielscherova ultrazvukového zařízení umožňuje 24/7 provoz při vysoké službě a v náročném prostředí.
Naši zákazníci jsou spokojeni s vynikající robustností a spolehlivostí systémů Hielscher ultrazvuku. Instalace v oblastech náročné aplikace, náročných prostředí a 24/7 provoz zajišťuje efektivní a hospodárné zpracování. Ultrazvuková zesilování procesu zkracuje dobu zpracování a dosahuje lepších výsledků, tedy vyšší kvality, vyšších výnosů, inovačních výrobků.
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
00,5 až 1,5 ml na VialTweeter
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
10 až 2000ml 20 až 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte prosím níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukové syntéze a obnově katalyzátorů. Rádi s vámi probereme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém splňující vaše požadavky!









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Literatura / Reference

  • Hajdu Viktória; Prekob Ádám; Muránszky Gábor; Kocserha István; Kónya Zoltán; Fiser Béla; Viskolcz Béla; Vanyorek László (2020): Catalytic activity of maghemite supported palladium catalyst in nitrobenzene hydrogenation. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 2020.
  • Pirola, C.; Bianchi, C.L.; Di Michele, A.; Diodati, P.; Boffito, D.; Ragaini, V. (2010): Ultrasound and microwave assisted synthesis of high loading Fe-supported Fischer–Tropsch catalysts. Ultrasonics Sonochemistry, Vol.17/3, 2010, 610-616.
  • Suslick, K. S.; Skrabalak, S. E. (2008): Sonocatalysis. In: Handbook of Heterogeneous Catalysis. 8, 2008, 2007–2017.
  • Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, Vol. 26, 1998, 517-541.
  • Suslick, K.S.; Hyeon, T.; Fang, M.; Cichowlas, A. A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering A204, 1995, 186-192.



Fakta Worth Knowing

Aplikace fischer-tropsch katalyzátorů

Fischer-Tropsch syntéza je kategorie katalytických procesů, které se používají při výrobě paliv a chemických látek ze syntetického plynu (směs CO a H2), což lze
z plynu, uhlí nebo biomasy Fischer-Tropsch proces, přechod kov-obsahující katalyzátor se používá k výrobě uhlovodíků z velmi základních výchozích materiálů vodíku a oxidu uhelnatého, které mohou být odvozeny z různých zdroje obsahující uhlík, jako je uhlí, zemní plyn, biomasa, a dokonce i odpad.