Forbedret syntese af Fischer-Tropsch Katalysatorer med ultralyd: Ultralydbehandling af katalysatorpartikler bruges til flere formål. Ultralydsyntese hjælper med at skabe modificerede eller funktionsdygtige nanopartikler, som har en høj katalytisk aktivitet. Brugte og forgiftede katalysatorer kan nemt og hurtigt inddrives ved en ultralyd overfladebehandling, som fjerner inaktivering begroning fra katalysatoren. Endelig resulterer ultralyddeagglomeration og dispersion i en ensartet, mono-dispergeringsfordeling af katalysatorpartikler for at sikre en høj aktiv partikeloverflade og masseoverførsel for optimal katalytisk konvertering.

Ultralydeffekter på katalysator

Høj effekt ultralyd er kendt for sin positive indflydelse på kemiske reaktioner. Når intense ultralydbølger introduceres til et flydende medium akustisk kavitation genereres. Ultralydkavitation giver lokalt ekstreme forhold med meget høje temperaturer på op til 5.000 K, tryk på ca. 2.000 atm og flydende stråler på op til 280 m/s hastighed. Fænomenet akustisk kavitation og dets virkninger på kemiske processer er kendt under udtrykket sonokemi.
En almindelig anvendelse af ultralyd er forberedelsen af heterogene katalysatorer: ultralydkavitationskræfterne aktiverer katalysatorens overfladeareal, da kavitationel erosion genererer upassiverede, meget reaktive overflader. Desuden er masseoverførsel væsentligt forbedret ved den turbulente flydende streaming. Den høje partikelkollision forårsaget af akustisk kavitation fjerner overfladeoxidbelægninger af pulverpartikler, hvilket resulterer i reaktivering af katalysatoroverfladen.

Ultralyd forberedelse af Fischer-Tropsch Katalysatorer

Fischer-Tropsch-processen indeholder flere kemiske reaktioner, der omdanner en blanding af kulilte og brint til flydende kulbrinter. For Fischer-Tropsch syntese, kan en række katalysatorer anvendes, men oftest anvendes er overgangen metaller kobolt, jern og ruthenium. Den høje temperatur Fischer-Tropsch syntese drives med jern katalysator.
Som Fischer-Tropsch katalysatorer er modtagelige for katalysatorforgiftning af svovlholdige forbindelser, ultralyd reaktivering er af stor betydning at opretholde fuld katalytisk aktivitet og selektivitet.

Ultralydsyntese af Core-Shell Katalysatorer

Nanostrukturer af kerneskal er nanopartikler, der er indkapslet og beskyttet af en ydre skal, der isolerer nanopartiklerne og forhindrer deres migration og sammensmeltning under katalytiske reaktioner

Pirola et al. (2010) har forberedt silica-støttede jern-baserede Fischer-Tropsch katalysatorer med høj belastning af aktivt metal. I deres undersøgelse er vist, at ultralydassisteret imprægnering af silica støtte forbedrer metal deposition og øger katalysator aktivitet. Resultaterne af Fischer-Tropsch syntesen har angivet katalysatorer udarbejdet af ultralydation som den mest effektive, især når ultralydimprægnering udføres i argon atmosfære.

Ultralyd katalysator Reaktivering

Ultralyd partikel overflade behandling er en hurtig og letkøbt metode til at regenerere og genaktivere brugt og forgiftet katalysatorer. Katalysatorens regenerabilitet giver mulighed for reaktivering og genbrug og er dermed et økonomisk og miljøvenligt procestrin.
Ultralydpartikelbehandling fjerner inaktivering af begroning og urenheder fra katalysatorpartiklen, som blokerer steder for katalytisk reaktion. Ultralydbehandlingen giver katalysatorpartiklen en overfladestrålevask og fjerner derved depositionsfra det katalytisk aktive sted. Efter ultralydbehandling, katalysator aktivitet er genoprettet til samme effektivitet som frisk katalysator. Desuden bryder sonikering agglomerater og giver en homogen, ensartet fordeling af monospredte partikler, hvilket øger partikeloverfladearealet og dermed det aktive katalytiske sted. Derfor ultralyd katalysator opsving udbytter i regenererede katalysatorer med et højt aktivt overfladeareal for forbedret masseoverførsel.
Ultralyd katalysator regenerering virker for mineral- og metalpartikler, (meso-) porøse partikler og nanokompositter.

Højtydende Ultralydsystemer til sonokemi

Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralyds-processorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan let kontinuerligt køres i 24/7 drift. For endnu højere amplituder, tilpassede ultralyd sonotroder er tilgængelige. Robustheden af Hielscher's ultralyds udstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tung pligt og i krævende miljøer.
Vores kunder er tilfredse med den fremragende robusthed og pålidelighed af Hielscher ultralydssystemer. Installationen i områder af Heavy-Duty applikation, krævende miljøer og 24/7 drift sikrer effektiv og økonomisk behandling. Ultralyd procesintensivering reducerer behandlingstid og opnår bedre resultater, dvs højere kvalitet, højere udbytter, innovative produkter.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater: