فراصوت واکنش های فنتون را بهبود می بخشد

واکنش های فنتون بر اساس تولید رادیکال های آزاد مانند هیدروکسیل •OH رادیکال و پراکسید هیدروژن (HH2SاميدH2S). واکنش فنتون را می توان به طور قابل توجهی تشدید زمانی که با امواج فراصوت ترکیب شده است. ترکیب ساده، اما بسیار موثر از واکنش فنتون با سونوگرافی قدرت نشان داده شده است به شدت بهبود شکل گیری رادیکال مورد نظر و در نتیجه روند تشدید اثرات.

چگونه سونوگرافی قدرت واکنش های فنتون را بهبود می بخشد؟

Ultrasonic cavitation at Hielschers UIP1000hdT (1kW) ultrasonicatorهنگامی که قدرت بالا / امواج فراصوت با عملکرد بالا به مایعات مانند آب همراه, پدیده حفره صوتی را می توان مشاهده کرد. در حفره نقطه داغ، حباب خلاء دقیقه به وجود می آیند، و رشد بیش از چند چرخه فشار بالا / کم فشار ناشی از امواج سونوگرافی قدرت. در نقطه، هنگامی که حباب خلاء نمی تواند انرژی بیشتری را جذب کند، خلاء در طول یک چرخه فشار بالا (فشرده سازی) با خشونت فرو می ریزد. این نفوذ حباب شرایط فوق العاده شدیدی تولید می کند که در آن دماها تا ۵۰ کلوین بالا، فشارها تا ۱۰۰ میلیپاس، و دی دیال های دما و فشار بسیار بالا رخ می دهند. حباب های حفره ای ترکیدن نیز میکروجیت های مایع پرسرعت با نیروهای برشی بسیار شدید (اثرات سونومکانیکی) و همچنین گونه های رادیکال آزاد مانند رادیکال های OH به دلیل هیدرولیز آب (اثر سونوشیمیایی) تولید می کنند. اثر سونوشیمیایی از تشکیل رادیکال آزاد مشارکت کننده عمده ای برای واکنش های فنتون مافوق صوت تشدید, در حالی که اثرات sonomechanical از بی قراری بهبود انتقال جرم, که بهبود نرخ تبدیل شیمیایی.
(تصویر سمت چپ نشان می دهد حفره صوتی تولید شده در sonotrode از مافوق صوت UIP1000hd. نور قرمز از پایین برای بهبود دید استفاده می شود)

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


Ultrasonication improves oxidative Fenton reactions.

رآکتور اینلاین مافوق صوت صنعتی برای واکنش های سونو فنتون در مقیاس بزرگ.

مطالعات نمونه موردی برای واکنش های فنتون افزایش یافته از نظر سونشیمیایی

اثرات مثبت سونوگرافی قدرت بر واکنش های فنتون به طور گسترده ای در تحقیقات، خلبانی و تنظیمات صنعتی برای کاربردهای مختلف مانند تخریب شیمیایی، تخریب و تجزیه مورد مطالعه قرار گرفته است. واکنش فنتون و سونئو فنتون بر اساس تجزیه پراکسید هیدروژن با استفاده از یک کاتالیزور آهن است که منجر به تشکیل رادیکال های هیدروکسیل بسیار واکنش پذیر می شود.
رادیکال های آزاد مانند رادیکال های هیدروکسیل (•OH) اغلب به طور هدفمند در فرایندها تولید می شوند تا واکنش های اکسیداسیون را تشدید کنند، به عنوان مانند، برای تخریب آلاینده هایی مانند ترکیبات آلی در فاضلاب. از آنجا که سونوگرافی قدرت یک منبع کمکی از تشکیل رادیکال آزاد در واکنش های نوع فنتون است، فراصوت در ترکیب با واکنش های فنتون افزایش نرخ تخریب آلاینده ها به منظور تخریب آلاینده ها، ترکیبات خطرناک و همچنین مواد سلولز است. این بدان معنی است که واکنش فنتون تشدید مافوق صوت، به اصطلاح واکنش سونو فنتون، می تواند تولید رادیکال هیدروکسیل ساخت واکنش فنتون به طور قابل توجهی کارآمد تر را بهبود بخشد.

واکنش Sonocatalytic -فنتون برای افزایش OH رادیکال نسل

نینومیا و همکارانش (۲۰۱۳) با موفقیت نشان می دهند که یک واکنش فنتون به طور sonocatalytically افزایش یافته است – با استفاده از فراصوت در ترکیب با دی اکسید تیتانیوم (TiO2) به عنوان کاتالیزور – نمایشگاه های قابل توجهی افزایش هیدروکسیل (•OH) تولید رادیکال. کاربرد سونوگرافی با کارایی بالا مجاز به شروع یک فرایند اکسیداسیون پیشرفته (AOP) است. در حالی که واکنش sonocatalytic با استفاده از ذرات TiO2 به تخریب مواد شیمیایی مختلف اعمال شده است، تیم تحقیقاتی نینومیا با استفاده از رادیکال های کارآمد تولید شده •OH برای تخریب lignin (پلیمر آلی پیچیده در دیواره های سلولی گیاه) به عنوان پیش درمان مواد lignocellulosic برای هیدرولیز آنزیمی پس از آن تسهیل شده است.
نتایج نشان می دهد که یک واکنش فنتون sonocatalytic با استفاده از TiO2 به عنوان sonocatalyst، افزایش می دهد نه تنها تخریب بدخیم بلکه یک پیش درمان کارآمد از زیست توده lignocellulosic به منظور افزایش saccharification آنزیمی پس از آن است.
روش: برای واکنش sonocatalytic–Fenton، هر دو ذرات TiO2 (2 g/L) و واکنشگر فنتون (به عنوان نمونه، H2O2 (100 میلی م م) و FeSO4·7H2O (1 میلی متر)) به محلول نمونه یا تعلیق اضافه شدند. برای واکنش sonocatalytic–Fenton، تعلیق نمونه در رگ واکنش به مدت 180 دقیقه با sonicated شد پروب نوع پردازنده مافوق صوت UP200S (200W، 24kHz) با Sonotrode S14 در قدرت سونوگرافی از 35 W. رگ واکنش در حمام آب قرار گرفت که دمای ۲۵ درجه سانتی گراد را با استفاده از گردش کننده خنک کننده حفظ می کرد. امواج فراصوت در تاریکی به منظور جلوگیری از هر گونه اثرات ناشی از نور انجام شد.
اثر: این افزایش هم افزایی نسل رادیکال OH در طول واکنش فنتون sonocatalytic به Fe3 + تشکیل شده توسط واکنش فنتون در حال بازسازی به Fe2 + ناشی از جفت شدن واکنش با واکنش sonocatalytic نسبت داده شده است.
يافته ها: برای واکنش فنتون سونو کاتاليتيک، غلظت DHBA به طور هم افزایی به 378 ميکروميليتر افزايش يافته است، در حالی که واکنش فنتون بدون سونوگرافی و TiO2 فقط به غلظت DHBA 115 ميکروميليتر دست يافته است. تخریب لیگنین زیست توده کناف تحت واکنش فنتون تنها به نسبت تخریب لیگنین دست یافت که به صورت خطی تا ۱۲۰ دقیقه با kD = ۰٫۲۶ min−۱ افزایش یافت و در ۱۸۰ دقیقه به ۴۹٫۹٪ رسید.; در حالی که با واکنش sonocatalytic–Fenton، نسبت تخریب لیگنین به طور خطی تا 60 دقیقه با kD = 0.57 دقیقه−1 افزایش یافت، و در 180 دقیقه به 60.0٪ رسید.

Ultrasonication in combination with TiO2 as sonocatalyst improves Fenton reaction and hydroxyl radical formation.

میکروگراف های الکترونی اسکن (SEM) زیست توده کناف (A) کنترل درمان نشده، پیش درمان شده با (B) sonocatalytic (US/TiO2)، (C) فنتون (H2O2/Fe2+)، و (D) sonocatalytic–Fenton (US/TiO2 + H2O2/Fe2+) واکنش. زمان پیش درمان ۳۶۰ دقیقه بود. میله ها ۱۰ میکرومتر را نشان می دهند.
(تصویر و مطالعه: ©Ninomiya et al., 2013)

Ultrasonicator UIP1000hdT in a batch reactor used for a sono-Fenton reaction

واکنش های سونو-فنتون را می توان به صورت راه اندازی رآکتور دسته ای و اینلاین اجرا کرد. تصویر نشان می دهد پردازنده مافوق صوت UIP1000hdT (1kW, 20kHz) در یک دسته 25 لیتری.

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


تخریب نفتالن از طریق فنتون سونوشیمیایی

بیشترین درصد تخریب نفتالین در تقاطع بیشترین (غلظت پراکسید هیدروژن 600 میلی گرم L-1) و کمترین (غلظت 200 میلی گرم کیلوگرم1 نفتالین) هر دو عامل برای تمام شدت های تابش سونوگرافی اعمال شد. 78 درصد، 94 درصد و 97 درصد راندمان تخریبی ناتالین در زمان فراصوت به ترتیب در 100، 200 و 400 وات به کار گرفته شد. محققان در مطالعه تطبیقی خود از سونوگرافی های هایلشر استفاده کردند UP100H، UP200St، و UP400St. افزایش قابل توجهی در کارایی تخریب به هم افزایی هر دو منابع اکسیدکننده (فراصوت و پراکسید هیدروژن) که به افزایش سطح اکسیدهای Fe توسط سونوگرافی اعمال شده و تولید کارآمدتر رادیکال ها ترجمه شد نسبت داده شد. مقادیر بهینه (600 میلی گرم L−1 پراکسید هیدروژن و 200 میلی گرم کیلوگرم غلظت ناتالین در 200 و 400 وات) نشان دهنده حداکثر کاهش 97 درصدی غلظت ناتالین در خاک پس از 2 ساعت درمان بود.
(cf. Virkutyte et al., 2009)

Ultrasonic soil remediation via Sono-Fenton reaction.

SEM–EDS microgram of a) elemental mapping and b) soil before and c) after ultrasound irradiation treatment
(تصویر و مطالعه: ©Virkutyte et al., 2009)

تخریب دی اکسید کربن سونوشیمیایی

Ultrasonic batch reactor for Sono-Fenton reactions.Adewuyi و Appaw اکسیداسیون موفق دی اکسید کربن (CS2) در یک رآکتور دسته ای سونوشیمیایی تحت فراصوت را در فرکانس 20 کیلوهرتز و 20 درجه سانتی گراد نشان دادند. حذف CS2 از محلول آبی به طور قابل توجهی با افزایش شدت سونوگرافی افزایش یافته است. شدت بالاتر منجر به افزایش دامنه صوتی شد که منجر به حفره شدیدتر می شود. اکسیداسیون سونوشیمیایی CS2 برای سولفات عمدتاً از طریق اکسیداسیون توسط رادیکال •OH و H2O2 تولید شده از واکنش های ترکیب مجدد آن پیش می رود. علاوه بر این، مقادیر پایین EA (پایین تر از 42 کیلوجیل بر مول) در هر دو محدوده پایین و با دمای بالا در این مطالعه نشان می دهد که فرایندهای حمل و نقل کنترل شده با انتشار واکنش کلی را دیکته می کنند. در طول حفره مافوق صوت، تجزیه بخار آب حاضر در حفره ها برای تولید H• و •رادیکال OH در طول مرحله فشرده سازی در حال حاضر به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. رادیکال OH یک اکسید کننده شیمیایی قدرتمند و کارآمد در هر دو فاز گاز و مایع است، و واکنش های آن با بسترهای غیر آلی و آلی اغلب در نزدیکی نرخ کنترل انتشار است. سونولیز آب برای تولید H2O2 و گاز هیدروژن از طریق رادیکال های هیدروکسیل و اتم های هیدروژن شناخته شده است و در حضور هر گاز، O2، یا گازهای خالص (مانند Ar) رخ می دهد. نتایج نشان می دهد که در دسترس بودن و نرخ نسبی انتشار رادیکال های آزاد (مانند، •OH) به منطقه واکنش بین صورت، گام محدود کننده نرخ و ترتیب کلی واکنش را تعیین می کند. به طور کلی، تخریب اکسیداتیو افزایش یافته سونوشیمیایی یک روش موثر برای حذف دی اکسید کربن است.
(Adewuyi and Appaw, 2002)

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


تخریب رنگ فنتون مافوق صوت مانند

فاضلاب های صنایعی که از رنگ ها در تولید خود استفاده می کنند، یک مشکل زیست محیطی هستند که برای اصلاح فاضلاب نیاز به یک فرایند کارآمد دارد. واکنش های فنتون اکسیداتیو به طور گسترده ای برای درمان قارچ های رنگ استفاده می شود، در حالی که فرایندهای بهبود یافته سونو فنتون به دلیل افزایش کارایی و دوستی زیست محیطی آن به طور فزاینده ای مورد توجه قرار می گیرند.

واکنش سونو فنتون برای تخریب رنگ واکنشی قرمز 120

Ultrasonicator UP100H in the experiments for red dye degradation via sono-Fenton reaction.تخریب رنگ واکنشی قرمز 120 (RR-120) در آب های مصنوعی مورد مطالعه قرار گرفت. دو فرایند در نظر گرفته شد: سونو فنتون همگن با آهن (II) سولفات و سونو فنتون نامتگن با goethite مصنوعی و goethite رسوب بر روی سیلیس و ماسه کلسیت (کاتالیست های اصلاح شده GS (goethite رسوب بر روی شن سیلیس) و GC (goethite رسوب بر روی شن کلسیت) به ترتیب). در 60 دقیقه واکنش، فرایند همگن سونو فنتون اجازه تخریب 10/98 درصد را داد، در مقابل 07/96 درصد برای فرایند سونو فنتون همگن با گوتیت در pH 3.0. حذف RR-120 زمانی افزایش یافت که کاتالیزورهای اصلاح شده به جای goethite لخت مورد استفاده قرار گرفت. اندازه گیری های تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) و توتال آلی کربن (TOC) نشان داد که بیشترین حذف TOC و COD با فرایند همگن سونو فنتون به دست آمده است. اندازه گیری های تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) مجاز به پیدا کردن این که بیشترین مقدار BOD/COD با یک فرایند سونو فنتون نامتگن (04/0±88/0 با کاتالیزور اصلاح شده GC) به دست آمده است، نشان می دهد که تخریب پذیری زیستی ترکیبات آلی باقی مانده به طور قابل ملاحظه ای بهبود یافته است.
(cf. Garófalo-Villalta et al. 2020)
تصویر سمت چپ نشان می دهد مافوق صوت UP100H مورد استفاده در آزمایش برای تخریب رنگ قرمز از طریق واکنش سونو فنتون. (مطالعه و تصویر: ©Garófalo-Villalta et al., 2020.)

تخریب سونو فنتون همگن رنگ آزو RO107

Ultrasonication promotes Fenton reactions resulting in higher radical formation. Thereby, higher oxidation and improved conversion rates are obtained. جعفرزاده و همکاران (2018) حذف موفقیت آمیز رنگ آزو واکنشی نارنجی 107 (RO107) از طریق سونو فنتون مانند فرایند تخریب با استفاده از نانوذرات مگنتیت (Fe3O4) (MNP) به عنوان کاتالیزور را نشان داد. در مطالعه خود، آنها با استفاده از Hielscher UP400S مافوق صوت مجهز به 7mm sonotrode در چرخه وظیفه 50٪ (1 s در / 1 خاموش) برای تولید حفره صوتی به منظور به دست آوردن شکل گیری رادیکال مورد نظر. نانوذرات مگنتیت به عنوان کاتالیزور شبیه به پراکسیداز عمل می کنند، بنابراین افزایش در مصرف کاتالیزور، سایت های آهن فعال تری را فراهم می کند، که به نوبه خود تجزیه H2O2 منجر به تولید OH واکنشی را تسریع می کند.
نتایج: حذف کامل رنگ آزو در 0.8 گرم در L MPNs، pH = 5، 10 میلی متر غلظت H2O2، 300 وات / L قدرت مافوق صوت و 25 دقیقه زمان واکنش به دست آمد. این سونوگرافی سونو فنتون مانند سیستم واکنش نیز برای فاضلاب نساجی واقعی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) در طول یک زمان واکنش 180 دقیقه ای از 2360 میلی گرم بر ليتر به 5/489 میلی گرم در ليتر کاهش یافته است. همچنین تجزیه و تحلیل هزینه در ایالات متحده / Fe3O4 / H2O2 انجام شد. در نهایت، سونوگرافی/ Fe3O4/H2O2 کارایی بالایی در رنگ زدایی و تصفیه فاضلاب رنگی نشان داد.
افزایش قدرت مافوق صوت منجر به افزایش در واکنش پذیری و سطح نانوذرات مگنتیت، که تسهیل نرخ تحول 'Fe3+ به 'Fe2+. به عنوان تولید 'Fe2+ کاتالیز واکنش H2O2 به منظور تولید رادیکال های هیدروکسیل. در نتیجه، افزایش قدرت مافوق صوت نشان داده شد به منظور افزایش عملکرد ایالات متحده / MNPs / H2O2 فرایند با شتاب نرخ رنگ زدایی در یک دوره کوتاه از زمان تماس.
نویسندگان مطالعه توجه داشته باشید که قدرت مافوق صوت یکی از ضروری ترین عوامل موثر بر نرخ تخریب رنگ RO107 در سیستم فنتون نامتگن مانند است.
اطلاعات بیشتر در مورد سنتز مگنتیت بسیار کارآمد با استفاده از فراصوت!
(cf. Jaafarzadeh et al., 2018)

Ultrasonic power is one of the most essential factors influencing on the degradation rate of RO107 dye in the heterogeneous Fenton-like system.

تخریب RO107 در ترکیب های مختلف در pH 5، غلظت MNPs 0.8 گرم در L، غلظت H2O2 10 میلی متر، RO107 غلظت 50 میلی گرم در L، قدرت مافوق صوت 300 وات و زمان واکنش 30 دقیقه.
مطالعه و تصویر: © جعفرزاده و همکاران، 1397.

ultrasonicators سنگین

Hielscher Ultrasonics طراحی، تولید و توزیع پردازنده های مافوق صوت با کارایی بالا و راکتور برای برنامه های کاربردی سنگین مانند فرایندهای اکسیداتیو پیشرفته (AOP)، واکنش فنتون، و همچنین دیگر سونوشیمیایی، سونو عکس شیمیایی، و واکنش های سونو الکترو شیمیایی. امواج فراصوت، پروب مافوق صوت (sonotrodes)، سلول های جریان و راکتورها در هر اندازه در دسترس هستند – از تجهیزات آزمایش آزمایشگاهی فشرده گرفته تا رآکتورهای سونوشیمیایی در مقیاس بزرگ. Hielscher ultrasonicators در دسترس هستند کلاس های قدرت متعدد از آزمایشگاه و نیمکت بالا دستگاه به سیستم های صنعتی قادر به پردازش چند تن در ساعت.

کنترل دامنه دقیق

Ultrasonic reactor with 4000 watts ultrasonicator for processing spent nuclear fuels and radioactive wasteدامنه یکی از مهم ترین پارامتر فرایند موثر بر نتایج هر فرایند مافوق صوت است. تنظیم دقیق دامنه مافوق صوت اجازه می دهد تا به کار Hielscher سونوگرافی در دامنه های کم تا بسیار بالا و به ریز لحن دامنه دقیقا به شرایط فرایند مافوق صوت مورد نیاز از برنامه های کاربردی مانند پراکنده، استخراج و sonochemistry.
انتخاب اندازه sonotrode راست و با استفاده از اختیاری بوق تقویت کننده برای و افزایش اضافی و یا کاهش دامنه اجازه می دهد تا به راه اندازی یک سیستم مافوق صوت ایده آل برای یک برنامه خاص. با استفاده از یک کاوشگر / sonotrode با سطح جلو بزرگتر خواهد شد انرژی مافوق صوت بیش از یک منطقه بزرگ و دامنه پایین تر از بین می رود, در حالی که sonotrode با سطح جلو کوچکتر می تواند دامنه های بالاتر ایجاد ایجاد یک نقطه داغ حفره ای متمرکز تر.

Hielscher مافوق صوت تولید سیستم های مافوق صوت با عملکرد بالا از استحکام بسیار بالا و قادر به ارائه امواج سونوگرافی شدید در برنامه های کاربردی سنگین وظیفه تحت شرایط خواستار. تمام پردازنده های مافوق صوت ساخته شده اند برای ارائه قدرت کامل در 24/7 عمل. sonotrodes ویژه اجازه می دهد برای فرایندهای فراصوت در محیط های با دمای بالا.

مزایای استفاده از Hielscher شیمیایی Sono - راکتور

  • راکتورهای دسته ای و اینلاین
  • صنعتی درجه
  • 24/7/365 عملیات تحت بار کامل
  • برای هر حجم و نرخ جریان
  • طرح های مختلف رگ راکتور
  • کنترل دما
  • قابل فشار
  • آسان تمیز میشود
  • آسان برای نصب
  • امن به عمل
  • استحکام + تعمیر و نگهداری کم
  • اختیاری خودکار

جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما:

دسته ای دوره نرخ جریان دستگاه های توصیه شده
1 تا 500ML 10 تا پوست 200ml / دقیقه UP100H
10 به 2000mL 20 تا 400ML / دقیقه UP200Ht، UP400St
00.1 به 20L 00.2 به 4L / دقیقه UIP2000hdT
10 تا 100L 2 تا 10L / دقیقه UIP4000hdT
خب 10 تا 100L / min و UIP16000
خب بزرگتر خوشه UIP16000

تماس با ما! / از ما بپرسید!

برای اطلاعات بیشتر بپرسید

لطفا فرم زیر را برای درخواست اطلاعات اضافی در مورد پردازنده مافوق صوت ، برنامه های کاربردی و قیمت استفاده کنید. ما خوشحال خواهد شد که به بحث در مورد روند خود را با شما و به شما ارائه سیستم اولتراسونیک جلسه مورد نیاز خود را!









لطفا توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


Ultrasonication significantly improves the efficiency of Fenton reactions, since power ultrasound increases the formation of fee radicals.

راه اندازی دسته ای سونوشیمیایی با سونوگرافی UIP1000hdT (1000 وات, 20kHz) برای واکنش های sono-Fenton.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher مافوق صوت تولید هموژنایزر مافوق صوت با عملکرد بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکنده، تقلید و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی است.



ادبیات/منابع


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics تولید هموژنیزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.


(function ($) { const $searchForms = $('form[role="search"].hi-sf'); $.each($searchForms, function (index, searchForm) { const $searchForm = $(searchForm); const label = $searchForm.find('.hi-sf__lab').text(); $searchForm.find('.hi-sf__in').attr('placeholder', label); }); }(jQuery));