Ultralydforstærket Fixed Bed Reactors

Fakta Værd at vide

Ultralyd Cavitation og Sonochemistry

Koblingskraft ultralyd i væsker resulterer i en opslæmning akustisk kavitation. Akustisk kavitation refererer til fænomenet med hurtig dannelse, vækst og implosiv sammenbrud af dampfyldte hulrum. Dette frembringer meget kortvarige "hot spots" med ekstreme temperaturtoppe på op til 5000K, meget høje varme / kølehastigheder på over 10⁹ks^-1, og tryk på 1000atm med respektive differentialer – alt inden for nanosekundens levetid.
Forskningsområdet for sonochemistry undersøger effekten af ​​ultralyd ved dannelse af akustisk kavitation i væsker, som initierer og / eller forbedrer den kemiske aktivitet i en opløsning.

Heterogene katalytiske reaktioner

I kemi refererer heterogen katalyse til typen af ​​katalytisk reaktion, hvor katalysatorfaserne og reaktanterne adskiller sig fra hinanden. I sammenhæng med heterogen kemi anvendes fase ikke kun til at skelne mellem faststof, væske og gas, men det refererer også til ublandbare væsker, fx olie og vand.
Under en heterogen reaktion undergår en eller flere reaktanter en kemisk ændring ved en grænseflade, fx på overfladen af ​​en fast katalysator.
Reaktionshastigheden afhænger af koncentrationen af ​​reaktanter, partikelstørrelsen, temperaturen, katalysatoren og yderligere faktorer.
Reaktantkoncentration: Generelt øger en stigning i koncentrationen af ​​en reaktant reaktionshastigheden på grund af den større grænseflade og derved større faseoverførsel mellem reaktantpartikler.
Partikelstørrelse: Når en af ​​reaktanterne er en fast partikel, kan den ikke vises i hastighedsligningen, da hastighedsligningen kun viser koncentrationer, og faste stoffer kan ikke have en koncentration siden de er i en anden fase. Imidlertid påvirker partikelstørrelsen af ​​det faste stof reaktionshastigheden på grund af det tilgængelige overfladeareal til faseoverførsel.
Reaktionstemperatur: Temperaturen er relateret til hastighedskonstanten via Arrhenius ligningen: k = Ae^{-Ea / RT}
Hvor Ea er aktiveringsenergien, er R den universelle gaskonstant og T er den absolutte temperatur i Kelvin. A er Arrhenius (frekvens) faktor. e^{-Ea / RT} giver antallet af partikler under kurven, der har energi større end aktiveringsenergien Ea.
Katalysator: I de fleste tilfælde forekommer reaktioner hurtigere med en katalysator, fordi de kræver mindre aktiveringsenergi. Heterogene katalysatorer tilvejebringer en skabelonoverflade, ved hvilken reaktion finder sted, medens homogene katalysatorer danner mellemprodukter, som frigiver katalysatoren under et efterfølgende trin af mekanismen.
Andre faktorer: Andre faktorer som lys kan påvirke visse reaktioner (fotokemi).

Nukleofil substitution

Nukleofil substitution er en grundlæggende klasse af reaktioner i organisk (og uorganisk) kemi, hvor en nukleofil selektivt binder i form af en Lewis base (som elektronpar donator) med et organisk kompleks med eller angriber det positive eller delvist positive (+ ve) ladning af et atom eller en gruppe af atomer for at erstatte en fraspaltelig gruppe. Det positive eller delvist positive atom, som er elektronparacceptoren, kaldes en elektrofil. Den hele molekylære enhed af elektrofilen og den forløbende gruppe kaldes sædvanligvis substratet.
Den nukleofile substitution kan observeres som to forskellige veje – S_N1 og S_N2 reaktion. Hvilken form for reaktionsmekanisme – S_N1 eller S_N2 – finder sted, afhænger af strukturen af ​​de kemiske forbindelser, typen af ​​nukleofil og opløsningsmidlet.

Typer af katalysator deaktivering

• Katalysatorforgiftning er udtrykket for den stærke kemisorption af arter på katalytiske steder, som blokerer steder for katalytisk reaktion. Forgiftning kan være reversibel eller irreversibel.
• Fouling refererer til en mekanisk nedbrydning af katalysatoren, hvor arter fra væskefase afsættes på den katalytiske overflade og i katalysatorporer.
• Termisk nedbrydning og sintring resulterer i tab af katalytisk overfladeareal, støtteområde og aktive faseunderstøtningsreaktioner.
• Dampdannelse betyder en kemisk nedbrydning form, hvor gasfasen reagerer med katalysatorfasen for at fremstille flygtige forbindelser.
• Dampfaste og faste faststofreaktioner resulterer i kemisk deaktivering af katalysatoren. Damp, bærer eller promotor reagerer med katalysatoren, således at der produceres en inaktiv fase.
• Nedbrydning eller knusning af katalysatorpartiklerne resulterer i tabet af katalytisk materiale på grund af mekanisk slid. Det indre overfladeareal af katalysatoren forsvinder på grund af mekanisk induceret knusning af katalysatorpartiklen.