Sonochemistry הוא היישום של אולטרסאונד לתגובות כימיות ותהליכים. המנגנון הגורם להשפעות סונו-כימיות בנוזלים הוא תופעת הקיוויון האקוסטי.

מעבדה הירושר אולטראסאונד והתקנים תעשייתיים משמשים במגוון רחב של תהליכים sonochemical. קוויטציה אולטראסאונד מגביר ומזרז את התגובות הכימיות כגון סינתזה ו מזרז.

תגובות סונוכימיות

ההשפעות sonochemical הבאה ניתן להבחין בתגובות כימיות ותהליכים:

• להגדיל את מהירות התגובה
• עלייה בתגובת התגובה
• שימוש יעיל יותר באנרגיה
• שיטות sonochemical עבור המעבר של מסלול התגובה
• שיפור ביצועים של זרזים העברת שלב
• הימנעות של זרזים העברת שלב
• שימוש בחומרים גולמיים או טכניים
• הפעלת מתכות ומוצקים
• להגדיל את תגובתיות של ריאגנטים או זרזים (לחץ כאן כדי לקרוא עוד על קטליזה בסיוע ultrasonically)
• שיפור סינתזת החלקיקים
• ציפוי של חלקיקים

היתרונות של תגובות כימיות מוגברות אולטרה-סאונד

תגובות כימיות מקודמות אולטרה-סאונד הן טכניקה מבוססת של העצמת תהליכים בתחום הסינתזה והעיבוד הכימיים. על ידי רתימת כוחם של גלי אולטרסאונד, תגובות אלה מציעות יתרונות רבים על פני שיטות קונבנציונליות, שיפור קטליזה כימית וסינתזה. שיעורי המרה טורבו מהירים, תפוקות מצוינות, סלקטיביות משופרת, יעילות אנרגטית משופרת והשפעה מופחתת על הסביבה הם היתרונות העיקריים של תגובות סונוכימיות.

מכת הטבלה מראה כמה יתרונות בולטים של תגובה אולטרה-סונית לעומת תגובות כימיות קונבנציונליות:

אולטראסוניות קאוויטציה בנוזלים

Cavitation, כי הוא היווצרות, צמיחה, קריסה מתנפצת של בועות בנוזל. קריסת Cavitational מייצרת חימום מקומי אינטנסיבי (~ 5000 K), לחצים גבוהים (~ 1000 atm), ושיעורי חימום וקירור עצומים (>109 K / sec) וזרמי סילון נוזליים (~ 400 קמ"ש). (סוסליק 1998)

ויטגנציה באמצעות ה UIP1000hd:

בועות Cavitation הם בועות ואקום. הוואקום נוצר על ידי משטח נע במהירות על צד אחד ונוזל אינרטי על השני. ההבדלים הלחץ שנוצר משמשים להתגבר על לכידות וכוחות הדבקה בתוך הנוזל.

Cavitation יכול להיות מיוצר בדרכים שונות, כגון חרירי Venturi, חרירי לחץ גבוה, סיבוב מהירות גבוהה, או מתמרים קולי. בכל מערכות אלה האנרגיה קלט הופך חיכוך, מערבולת, גלים cavitation. השבר של אנרגיית הקלט שהופכת לחלל השתנה תלוי במספר גורמים המתארים את תנועת הציוד שיוצר את הציוד בנוזל.

עוצמת האצה היא אחד הגורמים החשובים ביותר המשפיעים על שינוי יעיל של אנרגיה לתוך cavitation. האצה גבוהה יוצרת הבדלי לחץ גבוהים יותר. זה בתורו מגדיל את ההסתברות של יצירת בועות ואקום במקום יצירת גלים המתפשטים דרך הנוזל. לפיכך, ככל שההאצה גבוהה יותר, כך גבוה יותר, חלקו של האנרגיה שהופך לחלל. במקרה של מתמר קולי, את עוצמת האצה מתואר על ידי משרעת של תנודה.

אמפליטודות גבוה יותר ליצור יצירה יעילה יותר של cavitation. התקנים תעשייתיים של Ultrasonics Hielscher יכול ליצור אמפליטודות של עד 115 מיקרומטר. אמפליטודות גבוהות אלה מאפשרות יחס תמסורת מתח גבוה מה שבתורה מאפשר ליצור צפיפות הספק גבוהה של עד 100 W / cm³.

בנוסף לעוצמה, יש להאיץ את הנוזל באופן שיביא להפסדים מינימליים במונחים של טורבולציות, חיכוך ודור. לשם כך, הדרך האופטימלית היא כיוון חד צדדי של התנועה.

אולטרסאונד משמש בשל השפעתו בתהליכים, כגון:

• הכנת מתכות מופעלות על ידי הפחתת מלחי מתכת
• ייצור של מתכות מופעלות באמצעות סוניקציה
• סינתזה sonochemical של חלקיקים על ידי משקעים של מתכת (Fe, Cr, Mn, Co) תחמוצות, למשל לשימוש כזרזים
• הספגה של מתכות או הלידים מתכת על תומך
• הכנת פתרונות מתכת מופעלים
• התגובות של מתכות באמצעות מינים organoelement שנוצר באתרם
• התגובות של מוצקים שאינם מתכתיים
• התגבשות משקעים של מתכות, סגסוגות, zeolithes ומוצקים אחרים
• שינוי של מורפולוגיה פני השטח ואת גודל החלקיקים על ידי התנגשויות מהירות interparticle במהירות
  • היווצרות של חומרים nanostructured אמורפי, כולל מתכות גבוהות באזור המעבר מתכות, סגסוגות, carbides, תחמוצות וקולואידים
  • גיבוב של גבישים
  • החלקה והסרה של ציפוי תחמוצת פסיבטיבי
  • מיקרומניפולציה (חלקיקים) של חלקיקים קטנים
• פיזור מוצקים
• הכנת קולואידים (Ag, Au, Q- גודל CdS)
• אינטרקולציה של מולקולות אורח לתוך מוצק אורגני מוצק שכבות מוצקות
• סונוכימיה של פולימרים
  • השפלה ושינוי פולימרים
  • סינתזה של פולימרים
• סונוליזה של מזהמים אורגניים במים

ציוד סונוכימי

רוב התהליכים cocochemical המוזכרים ניתן retrofitted לעבוד inline. נשמח לסייע לך בבחירת ציוד sonochemical לצרכים עיבוד שלך. עבור המחקר לבדיקת תהליכים אנו ממליצים על המעבדה שלנו התקנים או UIP1000hdT להגדיר.

אם נדרש, FM ו ATEX מוסמך התקנים קולי ו כורים (למשל UIP1000-Exd) זמינים עבור sonication של כימיקלים דליקים ניסוחים המוצר בסביבות מסוכנים.

Ultrasonic Cavitation שינויים טבעת פתיחה תגובות

Ultrasonication הוא מנגנון חלופי לחום, לחץ, אור או חשמל ליזום תגובות כימיות. ג 'פרי ס מור, צ 'ארלס ר Hickenboth, ואת הצוות שלהם ב הפקולטה לכימיה באוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין משמש כוח קולי כדי להפעיל ולטפל תגובות פתיחת טבעת. תחת sonication, התגובות הכימיות יצרו מוצרים שונים מאלה שנחזו על ידי כללי סימטריה מסלולית (Nature 2007, 446, 423). הקבוצה קשורה מכנית 1,2-disobstituted איזומרים benzocyclobutene לשני שרשראות פוליאתילן גליקול, מיושם אנרגיה קולי, וניתח את הפתרונות בתפזורת באמצעות C¹³ ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית. הספקטרה הראתה כי הן ה- CIS והן האיזומרים הטרנסג'נדרים מספקים את אותו מוצר שנפתח בטבעת, אחד הצפוי מהאיזומר הטרנס. בעוד אנרגיה תרמית גורמת תנועה בראונית אקראית של המגיבים, האנרגיה המכנית של ultrasonication מספק כיוון תנועות אטומיות. לכן, אפקטים cavitational ביעילות לכוון את האנרגיה על ידי מאמץ את המולקולה, עיצוב מחדש של פני האנרגיה הפוטנציאליים.

אולטרה-סוניקטורים בעלי ביצועים גבוהים עבור סונוכימיה

Hielscher Ultrasonics מספקת מעבדים על-קוליים למעבדה ולתעשייה. כל האולטרה-סוניקטורים של Hielscher הם מכשירי אולטרסאונד חזקים וחזקים מאוד ובנויים לפעולה רציפה 24/7 תחת עומס מלא. שליטה דיגיטלית, הגדרות ניתנות לתכנות, ניטור טמפרטורה, פרוטוקול נתונים אוטומטי ושליטה מרחוק הן רק כמה תכונות של האולטרה-סוניקטורים של Hielscher. מתוכנן לביצועים גבוהים ותפעול נוח, המשתמשים מעריכים את הטיפול הבטוח והקל בציוד Hielscher Ultrasonics. מעבדים על-קוליים תעשייתיים של Hielscher מספקים משרעת של עד 200μm והם אידיאליים עבור יישומים כבדים. עבור משרעת גבוהה עוד יותר, סונוטרודות קוליות מותאמות אישית זמינות.
הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו: