Sonokemiallinen reaktio ja synteesi

Sonokemia on ultraäänen soveltaminen kemiallisiin reaktioihin ja prosesseihin. Mekanismi, joka aiheuttaa sonokemiallisia vaikutuksia nesteissä, on akustisen kavitaation ilmiö.

Hielscherin Ultra ääni laboratoriota ja teollisia laitteita käytetään monenlaisiin sonokemiallisiin prosesseihin. Ultra ääni Kavitaatio tehostaa ja nopeuttaa kemiallisia reaktioita, kuten synteesia ja katalyysi.

Sonokemialliset reaktiot

Seuraavia sonokemiallisia vaikutuksia voidaan havaita kemiallisissa reaktioissa ja prosesseissa:

  • lisääntymisen nopeus
  • lisääntyy reaktiolähtö
  • tehokkaampi energiankulutus
  • sonokemialliset menetelmät reaktion reitin vaihtamiseksi
  • suorituskyvyn parantaminen vaiheensiirtokatalyyttejä
  • vaiheensiirtokatalyyttien välttäminen
  • raa'at tai tekniset reagenssit
  • metallien ja kiintoaineiden aktivointi
  • reagenssien tai katalyyttien reaktiivisuuden lisääntyminen (klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ultrasonically assisted catalysisista)
  • hiukkasten synteesin parantaminen
  • nanopartikkeleiden päällystäminen

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Ultraäänihomogenisaattorit, jotka on asennettu 7x UIP1000hdT: n (7x 1kW) klusteriksi

7 ultraäänihomogenisaattoria malli UIP1000hdT (7x 1kW ultraääniteho), joka on asennettu klusteriksi sonokemiallisille reaktioille teollisessa mittakaavassa.

Ultrasonic kavitaatio nesteissä

Kavitaatio eli kuplien muodostuminen, kasvu ja implisoiva tiivistys nesteessä. Cavitational collapse tuottaa voimakasta paikallista lämmitystä (~ 5000 K), korkeat paineet (~ 1000 atm) ja valtavat lämmitys- ja jäähdytysnopeudet (>109 K / s) ja nestemäistä suihkuputtoa (~ 400 km / h). (Suslick 1998-moottori)

Kavitaatio käyttäen Uip1000hd:

Tämä video näyttää ultraääni / akustinen kavitaatio vedessä - syntyy Hielscher UIP1000. Ultraääni kavitaatio käytetään monissa nestemäisissä sovelluksissa.

Ultraääni kavitaatio nesteitä käyttäen UIP1000

Kavitaatiokuplat ovat alipainekuplia. Tyhjiö syntyy nopeasti liikkuvasta pinnasta toisella puolella ja toisella puolella inerttiä nestettä. Tuloksena olevat paine-erot auttavat voittamaan nesteen sisältämän koheesion ja tarttumisen voimat.

Kavitaatiota voidaan tuottaa eri tavoin, kuten Venturi-suuttimiin, suurpainesuuttimiin, suurtaajuuskiertoon tai ultraäänimuuntimiin. Kaikissa näissä järjestelmissä tuloenergia muuttuu kitkaksi, turbulensseiksi, aalloiksi ja kavitaatioksi. Kavitaatioon muunnettavan tuloenergian osa riippuu useista tekijöistä, jotka kuvaavat kavitaation generoivan laitteen liikkumista nesteessä.

Kiihdytyksen voimakkuus on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat energian tehokkaaseen muuttamiseen kavitaatioksi. Suurempi kiihtyvyys tuottaa suurempia paine-eroja. Tämä puolestaan ​​lisää tyhjökuplien syntymisen todennäköisyyttä sen sijaan, että syntyisi aaltoja, jotka etenivät nesteen läpi. Siten, mitä suurempi kiihtyvyys, sitä suurempi on energian osa, joka muuttuu kavitaatioksi. Ultraäänianturin tapauksessa kiihtyvyyden voimakkuus kuvastaa värähtelyn amplitudi.

Korkeammat amplitudit johtavat tehokkaampaan kavitaatioon. Hielscher Ultrasonicsin teollisuuslaitteet voivat luoda amplitudit jopa 115 μm. Nämä suuret amplitudit mahdollistavat suuren voimansiirtoasteen, mikä puolestaan ​​mahdollistaa korkean tehon tiheyden jopa 100 W / cm³.

Intensi- teetin lisäksi nestettä tulee kiihdyttää siten, että minimoidaan häiriöitä turbulenssin, kitkan ja aallon syntymisen suhteen. Tällöin optimaalinen tapa on yksipuolinen liikkeen suunta.

Ultrasounda käytetään sen vaikutusten vuoksi prosessissa, kuten:

  • aktiivisten metallien valmistus metallisuoloja vähentämällä
  • aktivoidun metallin tuottaminen sonikaatiolla
  • hiukkasten sonokemiallinen synteesi saosttamalla metalli (Fe, Cr, Mn, Co) oksidit esim. käytettäväksi katalyytteinä
  • metallien tai metallihalidien kyllästäminen tukiin
  • aktiivisten metalliliuosten valmistaminen
  • reaktiot, joihin liittyy metalleja in situ muodostuneiden organoelementtien kautta
  • reaktiot, joihin liittyy ei-metallisia kiinteitä aineita
  • metallien, seosten, zeoliittien ja muiden kiinteiden aineiden kiteyttäminen ja saostuminen
  • pintomorfologian ja partikkelikoon muuttaminen suurten nopeuksien välisillä hiukkasten törmäyksillä
    • amorfisten nanorakenteisten materiaalien muodostuminen, mukaan lukien korkean pinta-alan siirtymämetallit, seokset, karbidit, oksidit ja kolloidit
    • kiteiden agglomerointi
    • tasoittamalla ja poistamalla passivoivaa oksidipäällystystä
    • mikromanipulaatio (fraktiointi) pienistä hiukkasista
  • kiintoaineiden dispergoituminen
  • kolloidien valmistus (Ag, Au, Q-kokoinen CdS)
  • vierekkäisten molekyylien interkalaatio isäntään epäorgaanisilla kerrostetuilla kiinteillä aineilla
  • polymeerien sonokemia
    • hajoaminen ja modifiointi
    • polymeerien synteesi
  • orgaanisten epäpuhtauksien sonolyysi vedessä
Ultrasonicationin tiedetään parantavan transesteröintireaktioita, jolloin saadaan esimerkiksi korkeampia metyyliestereitä ja polyoleja. Hielscher Ultrasonics valmistaa teollisia ultraääniantureita ja reaktoreita suurille läpäisykyvyille.

Ultraäänireaktori, jossa on 16 000 wattia sonokemiallisesti tehostettuun inline-transesteröintiin.

Sonokemialliset laitteet

Suurin osa mainituista sonokemiallisista prosesseista voidaan jälkiasentaa työntyä sisäänpäin. Meillä on ilo auttaa sinua valitsemaan sonokemialliset laitteet käsittelytehtäviin. Tutkimukseen ja prosessien testaukseen suosittelemme laboratoriolaitteitamme tai UIP1000hdT-sarja.

Tarvittaessa FM- ja ATEX-sertifioidut ultraäänilaitteet ja -reaktorit (esim UIP1000-Exd) on saatavana syttyvien kemikaalien ja tuoteformulaatioiden poistamiseen vaarallisissa ympäristöissä.

Ultronaalinen kavitaatio muuttaa renkaan avautumisreaktiota

Ultrasonication on vaihtoehtoinen mekanismi lämpöä, paineita, valoa tai sähköä kemiallisten reaktioiden käynnistämiseksi. Jeffrey S. Moore, Charles R. Hickenboth ja heidän ryhmänsä Illinoisin yliopiston kemian tiedekunta Urbana-Champaignissa käytettiin ultraäänivoimaa laukaisemaan ja muokkaamaan renkaan avautumisreaktioita. Sonication aikana kemialliset reaktiot tuotti tuotteita, jotka poikkeavat niistä, jotka ennustivat orbitaalisen symmetrian säännöt (Nature 2007, 446, 423). Ryhmä liitti mekaanisesti herkät 1,2-disubstituoidut bentsosyklobuteeni-isomeerit kahteen polyetyleeniglykoliketjuun, käytti ultraäänienergiaa ja analysoi bulkkiliuokset käyttämällä C13 ydinmagneettisen resonanssispektroskopian. Spektrit osoittivat, että sekä cis- että trans-isomeerit tarjoavat saman renkaan avatun tuotteen, joka on odotettu trans-isomeeristä. Kun lämpöenergia aiheuttaa reaktanttien satunnaista Brownian-liikettä, ultraääniasennuksen mekaaninen energia antaa suunnan atomien liikkeille. Siksi kavitaatiovaikutukset ohjaavat energiaa tehokkaasti kutistamalla molekyyliä, muuttaen potentiaalisen energiapinnan.

Ultrasonication parantaa nanohiukkasten alhaalta ylöspäin suuntautuvaa synteesiä.

Anturityyppiset ultraääniastiat UP400St tehostaa nanohiukkasten synteesiä. Sonokemiallinen reitti on yksinkertainen, tehokas, nopea ja toimii myrkyttömien kemikaalien kanssa lievissä olosuhteissa.

Korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteet sonokemiaan

Hielscher Ultrasonics toimittaa ultraääniprosessoreita laboratorioon ja teollisuuteen. Kaikki Hielscherin ultraäänilaitteet ovat erittäin tehokkaita ja kestäviä ultraäänikoneita ja rakennettu jatkuvaan 24/7-toimintaan täydellä kuormituksella. Digitaalinen ohjaus, ohjelmoitavat asetukset, lämpötilan valvonta, automaattinen tietojen pinnoitus ja selaimen kaukosäädin ovat vain muutamia Hielscherin ultraäänilaitteiden ominaisuuksia. Suunniteltu korkeaan suorituskykyyn ja mukavaan käyttöön, käyttäjät arvostavat Hielscher Ultrasonics -laitteiden turvallista ja helppoa käsittelyä. Hielscherin teolliset ultraääniprosessorit tuottavat jopa 200 μm: n amplitudit ja ovat ihanteellisia raskaisiin sovelluksiin. Vielä korkeammille amplitudeille on saatavana räätälöityjä ultraäänisonotrodeja.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

erätilavuus Virtausnopeus Suositeltavat laitteet
1 - 500 ml 10 - 200 ml / min UP100H
10 - 2000 ml 20 - 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 - 20L 0.2 - 4 l / min UIP2000hdT
10 - 100 litraa 2 - 10 l / min UIP4000hdT
n.a 10 - 100 l / min UIP16000
n.a suuremmat klusterin UIP16000

Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisä tietoja

Käytä alla olevaa lomaketta pyytääksesi lisätietoja ultraääniprosessoreista, sovelluksista ja hinnasta. Olemme iloisia voidessamme keskustella prosessista kanssasi ja tarjota sinulle ultraäänijärjestelmä, joka täyttää vaatimuksesi!









Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.


Ultraääni korkea leikkaus homogenisaattoreita käytetään laboratorio-, penkki-top, pilotti ja teollinen käsittely.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomygenisoijia sovellusten sekoittamiseen, dispersiointiin, emulgointiin ja uuttamiseen laboratoriossa, pilotissa ja teollisessa mittakaavassa.


Korkean suorituskyvyn ultraäänet! Hielscherin tuotevalikoima kattaa koko spektrin kompaktista laboratorion ultraäänilaitteesta penkki-top-yksiköiden yli täysteollinen ultraäänijärjestelmä.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkealaatuisia ultraäänihomygenisoijia laboratorio että teollisen koon mukaan.