સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ અને સંશ્લેષણ
સોનોકેમિસ્ટ્રી એ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અને પ્રક્રિયાઓ માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ છે. પ્રવાહીમાં સોનોકેમિકલ અસરો પેદા કરતી પદ્ધતિ એ એકોસ્ટિક પોલાણની ઘટના છે.
Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક લેબોરેટરી અને ઔદ્યોગિક ઉપકરણોનો ઉપયોગ સોનોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓની વિશાળ શ્રેણીમાં થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ તીવ્ર બને છે અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવે છે જેમ કે સંશ્લેષણ અને ઉત્પ્રેરક.
સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ
રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અને પ્રક્રિયાઓમાં નીચેની સોનોકેમિકલ અસરો જોઈ શકાય છે:
- પ્રતિક્રિયા ગતિમાં વધારો
- પ્રતિક્રિયા આઉટપુટમાં વધારો
- વધુ કાર્યક્ષમ ઊર્જા વપરાશ
- પ્રતિક્રિયા માર્ગના સ્વિચિંગ માટે સોનોકેમિકલ પદ્ધતિઓ
- તબક્કા ટ્રાન્સફર ઉત્પ્રેરકની કામગીરીમાં સુધારો
- તબક્કા ટ્રાન્સફર ઉત્પ્રેરકને ટાળવું
- ક્રૂડ અથવા તકનીકી રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ
- ધાતુઓ અને ઘન પદાર્થોનું સક્રિયકરણ
- રીએજન્ટ અથવા ઉત્પ્રેરકની પ્રતિક્રિયાશીલતામાં વધારો (અલ્ટ્રાસોનિકલી આસિસ્ટેડ કેટાલિસિસ વિશે વધુ વાંચવા માટે અહીં ક્લિક કરો)
- કણોના સંશ્લેષણમાં સુધારો
- નેનોપાર્ટિકલ્સનું કોટિંગ
ના 7 અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ મોડેલ UIP1000hdT (7x 1kW અલ્ટ્રાસોનિક પાવર) ઔદ્યોગિક સ્કેલ પર સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ માટે ક્લસ્ટર તરીકે સ્થાપિત.
અલ્ટ્રાસોનિકલી તીવ્ર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના ફાયદા
અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રમોટેડ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ રાસાયણિક સંશ્લેષણ અને પ્રક્રિયાના ક્ષેત્રમાં પ્રક્રિયા તીવ્રતાની સ્થાપિત તકનીક છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોની શક્તિનો ઉપયોગ કરીને, આ પ્રતિક્રિયાઓ પરંપરાગત પદ્ધતિઓ પર અસંખ્ય ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે, રાસાયણિક ઉત્પ્રેરક અને સંશ્લેષણમાં સુધારો કરે છે. ટર્બો-ફાસ્ટ કન્વર્ઝન રેટ, ઉત્કૃષ્ટ ઉપજ, ઉન્નત પસંદગીક્ષમતા, સુધારેલ ઉર્જા કાર્યક્ષમતા અને ઘટાડેલી પર્યાવરણીય અસર એ સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓના મુખ્ય ફાયદા છે.
ટેબલ બ્લો પરંપરાગત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ વિરુદ્ધ અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રમોટેડ પ્રતિક્રિયાના કેટલાક અગ્રણી ફાયદાઓ દર્શાવે છે:
| પ્રતિક્રિયા | પ્રતિક્રિયા સમય પરંપરાગત |
પ્રતિક્રિયા સમય અલ્ટ્રાસોનિક્સ |
ઉપજ પરંપરાગત (%) |
ઉપજ અલ્ટ્રાસોનિક્સ (%) |
|---|---|---|---|---|
| ડીલ્સ-એલ્ડર સાયકલાઇઝેશન | 35 કલાક | 3.5 કલાક | 77.9 | 97.3 |
| ઇન્ડેનથી ઇન્ડેન-1-વનનું ઓક્સિડેશન | 3 ક | 3 ક | 27% કરતા ઓછા | 73% |
| મેથોક્સ્યામિનોસિલેનનો ઘટાડો | કોઈ પ્રતિક્રિયા નથી | 3 ક | 0% | 100% |
| લાંબી સાંકળના અસંતૃપ્ત ફેટી એસ્ટરનું ઇપોક્સિડેશન | 2 ક | 15 મિનિટ | 48% | 92% |
| એરીલાલકેન્સનું ઓક્સિડેશન | 4 ક | 4 ક | 12% | 80% |
| મોનોસબસ્ટીટ્યુટેડ α,β-અસંતૃપ્ત એસ્ટરમાં નાઈટ્રોઆલ્કેનેસનું માઈકલ ઉમેરણ | 2 દિવસ | 2 ક | 85% | 90% |
| 2-ઓક્ટેનોલનું પરમેંગેનેટ ઓક્સિડેશન | 5 ક | 5 ક | 3% | 93% |
| CLaisen-Schmidt ઘનીકરણ દ્વારા chalconesનું સંશ્લેષણ | 60 મિનિટ | 10 મિનિટ | 5% | 76% |
| 2-આયોડોનિટ્રોબેન્ઝીનનું UIllmann કપલિંગ | 2 ક | 2એચ | ઓછી ટેન 1.5% | 70.4% |
| રિફોર્મેટસ્કી પ્રતિક્રિયા | 12 ક | 30 મિનિટ | 50% | 98% |
પ્રવાહી માં અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ
પોલાણ, એટલે કે પ્રવાહીમાં પરપોટાનું નિર્માણ, વૃદ્ધિ અને વિસ્ફોટક પતન. કેવિટેશનલ પતન તીવ્ર સ્થાનિક ગરમી (~5000 કે), ઉચ્ચ દબાણ (~1000 એટીએમ), અને પ્રચંડ ગરમી અને ઠંડક દર ઉત્પન્ન કરે છે (>109 K/sec) અને લિક્વિડ જેટ સ્ટ્રીમ્સ (~400 km/h). (સસ્લિક 1998)
ની મદદથી પોલાણ UIP1000hd:
પોલાણ પરપોટા વેક્યુમ પરપોટા છે. શૂન્યાવકાશ એક બાજુએ ઝડપથી ચાલતી સપાટી અને બીજી તરફ નિષ્ક્રિય પ્રવાહી દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. પરિણામી દબાણ તફાવતો પ્રવાહીની અંદર સંકલન અને સંલગ્નતા દળોને દૂર કરવા માટે સેવા આપે છે.
પોલાણ વિવિધ રીતે ઉત્પન્ન કરી શકાય છે, જેમ કે વેન્ચુરી નોઝલ, ઉચ્ચ દબાણ નોઝલ, ઉચ્ચ વેગ પરિભ્રમણ અથવા અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રાન્સડ્યુસર. તે તમામ પ્રણાલીઓમાં ઇનપુટ ઊર્જા ઘર્ષણ, અશાંતિ, તરંગો અને પોલાણમાં પરિવર્તિત થાય છે. ઇનપુટ ઊર્જાનો અપૂર્ણાંક કે જે પોલાણમાં રૂપાંતરિત થાય છે તે પ્રવાહીમાં પોલાણ પેદા કરતા સાધનોની હિલચાલનું વર્ણન કરતા ઘણા પરિબળો પર આધાર રાખે છે.
પોલાણમાં ઊર્જાના કાર્યક્ષમ રૂપાંતરને પ્રભાવિત કરતા સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિબળો પૈકી એક પ્રવેગકની તીવ્રતા છે. ઉચ્ચ પ્રવેગક ઉચ્ચ દબાણ તફાવત બનાવે છે. આ બદલામાં પ્રવાહી દ્વારા પ્રસરી રહેલા તરંગોના સર્જનને બદલે શૂન્યાવકાશ પરપોટાના નિર્માણની સંભાવનાને વધારે છે. આમ, પોલાણમાં રૂપાંતરિત થતી ઊર્જાનો અપૂર્ણાંક જેટલો ઊંચો પ્રવેગક છે. અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રાન્સડ્યુસરના કિસ્સામાં, પ્રવેગકની તીવ્રતા ઓસિલેશનના કંપનવિસ્તાર દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે.
ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર પોલાણની વધુ અસરકારક રચનામાં પરિણમે છે. Hielscher Ultrasonics ના ઔદ્યોગિક ઉપકરણો 115 µm સુધીના કંપનવિસ્તાર બનાવી શકે છે. આ ઉચ્ચ કંપનવિસ્તારો ઉચ્ચ પાવર ટ્રાન્સમિશન રેશિયો માટે પરવાનગી આપે છે જે બદલામાં 100 W/cm³ સુધીની ઉચ્ચ પાવર ઘનતા બનાવવા માટે પરવાનગી આપે છે.
તીવ્રતા ઉપરાંત, પ્રવાહીને અશાંતિ, ઘર્ષણ અને વેવ જનરેશનના સંદર્ભમાં ન્યૂનતમ નુકસાન પહોંચાડવા માટે ઝડપી બનાવવું જોઈએ. આ માટે, શ્રેષ્ઠ માર્ગ એ ચળવળની એકપક્ષીય દિશા છે.
સોનોકેમિકલ રીતે ઉન્નત ઇનલાઇન ટ્રાન્સએસ્ટરિફિકેશન માટે 16,000 વોટ સાથે અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર.
- ધાતુના ક્ષારના ઘટાડા દ્વારા સક્રિય ધાતુઓની તૈયારી
- સોનિકેશન દ્વારા સક્રિય ધાતુઓનું ઉત્પાદન
- ધાતુ (Fe, Cr, Mn, Co) ઓક્સાઇડના અવક્ષેપ દ્વારા કણોનું સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ, દા.ત. ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ માટે
- આધાર પર ધાતુઓ અથવા મેટલ હલાઇડ્સનું ગર્ભાધાન
- સક્રિય મેટલ સોલ્યુશન્સની તૈયારી
- ધાતુઓને સંડોવતા પ્રતિક્રિયાઓ સીટુ જનરેટેડ ઓર્ગેનોએલિમેન્ટ પ્રજાતિઓ દ્વારા
- બિન-ધાતુ ઘન પદાર્થોને સંડોવતા પ્રતિક્રિયાઓ
- ધાતુઓ, એલોય, ઝીઓલિથ અને અન્ય ઘન પદાર્થોનું સ્ફટિકીકરણ અને અવક્ષેપ
- ઉચ્ચ વેગના આંતર-કણોની અથડામણ દ્વારા સપાટીના આકારશાસ્ત્ર અને કણોના કદમાં ફેરફાર
- ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તાર સંક્રમણ ધાતુઓ, એલોય, કાર્બાઇડ, ઓક્સાઇડ અને કોલોઇડ્સ સહિત આકારહીન નેનોસ્ટ્રક્ચર્ડ સામગ્રીની રચના
- સ્ફટિકોનું એકત્રીકરણ
- પેસિવેટિંગ ઓક્સાઇડ કોટિંગને લીસું કરવું અને દૂર કરવું
- નાના કણોનું માઇક્રોમેનીપ્યુલેશન (અપૂર્ણાંક)
- ઘન પદાર્થોનું વિક્ષેપ
- કોલોઇડ્સની તૈયારી (Ag, Au, Q-sized CdS)
- યજમાન અકાર્બનિક સ્તરવાળા ઘન પદાર્થોમાં અતિથિ અણુઓનું આંતરસંગ્રહ
- પોલિમરની સોનોકેમિસ્ટ્રી
- પોલિમરનું અધોગતિ અને ફેરફાર
- પોલિમરનું સંશ્લેષણ
- પાણીમાં કાર્બનિક પ્રદૂષકોનું સોનોલિસિસ
સોનોકેમિકલ સાધનો
ઉલ્લેખિત સોનોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓમાંથી મોટાભાગની પ્રક્રિયાઓ ઇનલાઇન કામ કરવા માટે રિટ્રોફિટ કરી શકાય છે. તમારી પ્રોસેસિંગ જરૂરિયાતો માટે સોનોકેમિકલ સાધનો પસંદ કરવામાં તમારી સહાય કરવામાં અમને આનંદ થશે. સંશોધન માટે અને પ્રક્રિયાઓના પરીક્ષણ માટે અમે અમારા પ્રયોગશાળા ઉપકરણોની ભલામણ કરીએ છીએ અથવા UIP1000hdT સેટ.
જો જરૂરી હોય તો, FM અને ATEX પ્રમાણિત અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો અને રિએક્ટર (દા.ત UIP1000-Exd) જોખમી વાતાવરણમાં જ્વલનશીલ રસાયણો અને ઉત્પાદન ફોર્મ્યુલેશનના સોનિકેશન માટે ઉપલબ્ધ છે.
અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ રિંગ-ઓપનિંગ પ્રતિક્રિયાઓને બદલે છે
અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ કરવા માટે ગરમી, દબાણ, પ્રકાશ અથવા વીજળીની વૈકલ્પિક પદ્ધતિ છે. જેફરી એસ. મૂરે, ચાર્લ્સ આર. હિકનબોથ અને તેમની ટીમ અર્બના-ચેમ્પેન ખાતે યુનિવર્સિટી ઓફ ઇલિનોઇસમાં રસાયણશાસ્ત્ર ફેકલ્ટી રિંગ-ઓપનિંગ પ્રતિક્રિયાઓને ટ્રિગર કરવા અને ચાલાકી કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક પાવરનો ઉપયોગ કર્યો. સોનિકેશન હેઠળ, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓએ ભ્રમણકક્ષાના સપ્રમાણતા નિયમો (કુદરત 2007, 446, 423) દ્વારા અનુમાનિત કરતા અલગ ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કર્યા. જૂથે યાંત્રિક રીતે સંવેદનશીલ 1,2-વિસર્જન કરાયેલ બેન્ઝોસાયકલોબ્યુટેન આઇસોમર્સને બે પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ સાંકળો સાથે જોડ્યા, અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જા લાગુ કરી અને C નો ઉપયોગ કરીને બલ્ક સોલ્યુશનનું વિશ્લેષણ કર્યું.13 ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી. સ્પેક્ટ્રાએ દર્શાવ્યું હતું કે સીઆઈએસ અને ટ્રાન્સ આઈસોમર બંને એક જ રીંગ-ઓપન ઉત્પાદન પ્રદાન કરે છે, જે ટ્રાન્સ આઈસોમરથી અપેક્ષિત છે. જ્યારે થર્મલ ઊર્જા રિએક્ટન્ટ્સની રેન્ડમ બ્રાઉનિયન ગતિનું કારણ બને છે, અલ્ટ્રાસોનિકેશનની યાંત્રિક ઊર્જા અણુ ગતિને દિશા પ્રદાન કરે છે. તેથી, કેવિટેશનલ અસરો પરમાણુને તાણ કરીને, સંભવિત ઉર્જાની સપાટીને પુન: આકાર આપીને અસરકારક રીતે ઊર્જાને દિશામાન કરે છે.
પ્રોબ-પ્રકાર અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ તરીકે UP400St નેનોપાર્ટિકલ્સના સંશ્લેષણને તીવ્ર બનાવો. સોનોકેમિકલ માર્ગ સરળ, અસરકારક, ઝડપી છે અને હળવા પરિસ્થિતિઓમાં બિન-ઝેરી રસાયણો સાથે કામ કરે છે.
સોનોકેમિસ્ટ્રી માટે ઉચ્ચ પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ
Hielscher Ultrasonics લેબ અને ઉદ્યોગ માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર સપ્લાય કરે છે. બધા Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ખૂબ જ શક્તિશાળી અને મજબૂત અલ્ટ્રાસાઉન્ડ મશીનો છે અને સંપૂર્ણ લોડ હેઠળ સતત 24/7 કામગીરી માટે બનેલ છે. ડિજિટલ કંટ્રોલ, પ્રોગ્રામેબલ સેટિંગ્સ, ટેમ્પરેચર મોનિટરિંગ, ઓટોમેટિક ડેટા પ્રોટોકોલિંગ અને રિમોટ બ્રાઉઝર કંટ્રોલ એ Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની કેટલીક વિશેષતાઓ છે. ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને આરામદાયક કામગીરી માટે રચાયેલ, વપરાશકર્તાઓ Hielscher Ultrasonics સાધનોના સલામત અને સરળ હેન્ડલિંગને મહત્ત્વ આપે છે. Hielscher ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર પહોંચાડે છે અને હેવી ડ્યુટી એપ્લિકેશન માટે આદર્શ છે. ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર માટે, કસ્ટમાઇઝ્ડ અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ ઉપલબ્ધ છે.
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચ વોલ્યુમ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલ ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500 મિલી | 10 થી 200 એમએલ/મિનિટ | UP100H |
| 10 થી 2000 એમએલ | 20 થી 400 એમએલ/મિનિટ | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/મિનિટ | UIP2000hdT |
| 10 થી 100 લિ | 2 થી 10L/મિનિટ | UIP4000hdT |
| na | 10 થી 100L/મિનિટ | UIP16000 |
| na | મોટા | નું ક્લસ્ટર UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
Hielscher Ultrasonics લેબ, પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક સ્કેલ પર મિશ્રણ એપ્લિકેશન, વિક્ષેપ, ઇમલ્સિફિકેશન અને નિષ્કર્ષણ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે.
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Suslick, K. S.; Didenko, Y.; Fang, M. M.; Hyeon, T.; Kolbeck, K. J.; McNamara, W. B. III; Mdleleni, M. M.; Wong, M. (1999): Acoustic Cavitation and Its Chemical Consequences, in: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.
- Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis (2019): Chapter 4 ENERGY – PI Approaches in Thermodynamic Domain. in: The Fundamentals of Process Intensification, First Edition. Published 2019 by Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.(page 136)
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Barrera-Salgado, Karen; Ramírez-Robledo, Gabriela; Alvarez-Gallegos, Alberto; Arellano, Carlos; Sierra, Fernando; Perez, J. A.; Silva Martínez, Susana (2016): Fenton Process Coupled to Ultrasound and UV Light Irradiation for the Oxidation of a Model Pollutant. Journal of Chemistry, 2016. 1-7.
Hielscher Ultrasonics થી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે પ્રયોગશાળા પ્રતિ ઔદ્યોગિક કદ.