Hielscher Ultrasonics
Nous nous ferons un plaisir de discuter de votre processus.
Appelez-nous : +49 3328 437-420
Envoyez-nous un courrier : info@hielscher.com

Catalyseurs Fischer-Tropsch améliorés par sonication

Synthèse améliorée des catalyseurs Fischer-Tropsch grâce aux ultrasons : Le traitement par ultrasons des particules de catalyseur est utilisé à plusieurs fins. La synthèse par ultrasons permet de créer des nanoparticules modifiées ou fonctionnalisées, qui ont une activité catalytique élevée. Les catalyseurs usés et empoisonnés peuvent être facilement et rapidement récupérés par un traitement de surface ultrasonique, qui élimine les salissures inactivantes du catalyseur. Enfin, la désagglomération et la dispersion par ultrasons permettent d'obtenir une distribution uniforme et mono-dispersée des particules de catalyseur, ce qui garantit une surface active élevée et un transfert de masse pour une conversion catalytique optimale.

Effets des ultrasons sur le catalyseur

Les ultrasons de haute puissance sont bien connus pour leur influence positive sur les réactions chimiques. Lorsque des ondes ultrasonores intenses sont introduites dans un milieu liquide, une cavitation acoustique est générée. La cavitation ultrasonique produit localement des conditions extrêmes avec des températures très élevées allant jusqu'à 5 000 K, des pressions d'environ 2 000 atm et des jets de liquide d'une vitesse allant jusqu'à 280 m/s. Le phénomène de la cavitation acoustique et ses effets sur les processus chimiques sont connus sous le nom de sonochimie.
Une application courante des ultrasons est la préparation de catalyseurs hétérogènes : les forces de cavitation des ultrasons activent la surface du catalyseur, l'érosion cavitationnelle générant des surfaces non passivées et hautement réactives. En outre, le transfert de masse est considérablement amélioré par l'écoulement turbulent du liquide. La forte collision entre les particules provoquée par la cavitation acoustique élimine les couches d'oxyde superficielles des particules de poudre, ce qui entraîne la réactivation de la surface du catalyseur.

Préparation par ultrasons des catalyseurs Fischer-Tropsch

Le processus Fischer-Tropsch comprend plusieurs réactions chimiques qui convertissent un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène en hydrocarbures liquides. Pour la synthèse Fischer-Tropsch, divers catalyseurs peuvent être utilisés, mais les plus fréquents sont les métaux de transition cobalt, fer et ruthénium. La synthèse Fischer-Tropsch à haute température est réalisée à l'aide d'un catalyseur à base de fer.
Les catalyseurs Fischer-Tropsch étant susceptibles d'être empoisonnés par des composés contenant du soufre, la réactivation par ultrasons est très importante pour maintenir une activité catalytique et une sélectivité totales.

Avantages de la synthèse de catalyseurs par ultrasons

  • Précipitation ou cristallisation
  • (Nano-) Particules dont la taille et la forme sont bien contrôlées
  • Propriétés des surfaces modifiées et fonctionnalisées
  • Synthèse de particules dopées ou core-shell
  • Structuration mésoporeuse

Synthèse ultrasonique de catalyseurs Core-Shell

Les nanostructures cœur-coquille sont des nanoparticules encapsulées et protégées par une coquille extérieure qui isole les nanoparticules et empêche leur migration et leur coalescence au cours des réactions catalytiques.

Pirola et al. (2010) ont préparé des catalyseurs Fischer-Tropsch à base de fer soutenus par de la silice avec une charge élevée de métal actif. Leur étude montre que l'imprégnation assistée par ultrasons du support de silice améliore le dépôt de métal et augmente l'activité du catalyseur. Les résultats de la synthèse Fischer-Tropsch ont indiqué que les catalyseurs préparés par ultrasons étaient les plus efficaces, en particulier lorsque l'imprégnation ultrasonique est effectuée dans une atmosphère d'argon.

UIP2000hdT - Ultrasonateur de 2kW pour les procédés liquide-solide.

UIP2000hdT – Ultrasons puissants de 2 kW pour traiter les nanoparticules.

Demande d'information







Réactivation du catalyseur par ultrasons

Le traitement de surface des particules par ultrasons est une méthode rapide et facile pour régénérer et réactiver les catalyseurs usés et empoisonnés. La régénérabilité du catalyseur permet de le réactiver et de le réutiliser, ce qui constitue une étape économique et écologique du processus.
Le traitement ultrasonique des particules permet d'éliminer l'encrassement inactivant et les impuretés de la particule de catalyseur, qui bloquent les sites de réaction catalytique. Le traitement par ultrasons donne à la particule de catalyseur un lavage par jet de surface, éliminant ainsi les dépôts du site catalytiquement actif. Après le traitement aux ultrasons, l'activité du catalyseur retrouve la même efficacité que celle d'un catalyseur frais. En outre, la sonication brise les agglomérats et assure une distribution homogène et uniforme des particules mono-dispersées, ce qui augmente la surface des particules et donc le site catalytique actif. Par conséquent, la récupération de catalyseurs par ultrasons donne des catalyseurs régénérés avec une surface active élevée pour un meilleur transfert de masse.
La régénération des catalyseurs par ultrasons fonctionne pour les particules minérales et métalliques, les particules (méso)poreuses et les nanocomposites.

Systèmes ultrasoniques à haute performance pour la sonochimie

Processeur à ultrasons UIP4000hdT, un puissant réacteur à ultrasons de 4kWHielscher Ultrasonics’ Les processeurs industriels à ultrasons peuvent fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200µm peuvent être facilement exploitées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles et dans des environnements exigeants.
Nos clients sont satisfaits de la robustesse et de la fiabilité exceptionnelles des systèmes Hielscher Ultrasonic. L'installation dans des domaines d'application lourds, des environnements exigeants et un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 garantissent un traitement efficace et économique. L'intensification du processus par ultrasons réduit le temps de traitement et permet d'obtenir de meilleurs résultats, c'est-à-dire une meilleure qualité, des rendements plus élevés et des produits innovants.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :

Volume du lot Débit Dispositifs recommandés
00,5 à 1,5 ml n.d. VialTweeter
1 à 500mL 10 à 200mL/min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 à 20L 0.2 à 4L/min UIP2000hdT
10 à 100L 2 à 10L/min UIP4000hdT
n.d. 10 à 100L/min UIP16000
n.d. plus grande groupe de UIP16000

Contactez nous ! / Demandez-nous !

Demander plus d'informations

Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour demander des informations supplémentaires sur la synthèse par ultrasons et la récupération des catalyseurs. Nous nous ferons un plaisir de discuter avec vous de votre procédé et de vous proposer un système ultrasonique répondant à vos exigences !









Veuillez noter que notre politique de confidentialité.




Littérature/références

  • 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.



Qu'il faut savoir

Applications des catalyseurs Fischer-Tropsch

La synthèse Fischer-Tropsch est une catégorie de procédés catalytiques qui sont appliqués à la production de carburants et de produits chimiques à partir du gaz de synthèse (mélange de CO et de H2), qui peut être
dérivés du gaz naturel, du charbon ou de la biomasse Dans le procédé Fischer-Tropsch, un catalyseur contenant un métal de transition est utilisé pour produire des hydrocarbures à partir des matières premières de base que sont l'hydrogène et le monoxyde de carbone, qui peuvent provenir de diverses ressources contenant du carbone, telles que le charbon, le gaz naturel, la biomasse et même les déchets.

Nous nous ferons un plaisir de discuter de votre processus.

Let's get in contact.