सोनोकेमिकल रिएक्शन और संश्लेषण

Sonochemistry रासायनिक प्रतिक्रियाओं और प्रक्रियाओं के लिए अल्ट्रासाउंड के आवेदन पत्र है । तरल पदार्थ में sonochemical प्रभाव पैदा तंत्र ध्वनिक cavitation की घटना है ।

Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रयोगशाला और औद्योगिक उपकरणों sonochemical प्रक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग किया जाता है। अल्ट्रासोनिक गुहिकायन तेज और संश्लेषण और उत्प्रेरक के रूप में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को गति।

Sonochemical प्रतिक्रियाओं

निम्नलिखित sonochemical प्रभाव रासायनिक प्रतिक्रियाओं और प्रक्रियाओं में मनाया जा सकता है:

प्रतिक्रिया की गति में वृद्धि
प्रतिक्रिया उत्पादन में वृद्धि
अधिक कुशल ऊर्जा उपयोग
प्रतिक्रिया मार्ग के स्विचन के लिए sonochemical तरीके
चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक का प्रदर्शन सुधार
चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक के परिहार
क्रूड या टेक्निकल रिएजेंट का इस्तेमाल
धातुओं और ठोस के सक्रियकरण
रिएजेंट या उत्प्रेरक की प्रतिक्रिया में वृद्धि (यहां क्लिक करें और अधिक पढ़ने के लिए अल्ट्रासोनिक असिस्टेड catalysis के बारे में)
कण संश्लेषण में सुधार
नैनोकणों की कोटिंग

अल्ट्रासोनिक Cavitation तरल पदार्थ में

Cavitation, यह एक तरल में गठन, विकास, और बुलबुले के implosive पतन है। Cavitational पतन तीव्र स्थानीय हीटिंग (~ 5000 के), उच्च दबाव (~ 1000 एटीएम) पैदा करता है, और भारी हीटिंग और शीतलन दर (>109 के / सेक) और तरल जेट धाराओं (~ 400 किमी / घंटा)। (सुस्लिक 1998)

Cavitation बुलबुले वैक्यूम बुलबुले हैं । वैक्यूम एक तरफ तेजी से चलती सतह और दूसरे पर एक निष्क्रिय तरल के द्वारा बनाई गई है । परिणामस्वरूप दबाव मतभेद तरल के भीतर सामंजस्य और आसंजन बलों को दूर करने के लिए सेवा करते हैं ।

Cavitation विभिन्न तरीकों से उत्पादित किया जा सकता, जैसे Venturi नलिका, उच्च दबाव नलिका, उच्च वेग रोटेशन, या अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर. उन सभी प्रणालियों में इनपुट ऊर्जा घर्षण, अशांति, तरंगों और cavitation में तब्दील हो जाता है । इनपुट ऊर्जा है कि cavitation में तब्दील हो जाता है के अंश cavitation तरल में उपकरण पैदा करने के आंदोलन का वर्णन कई कारकों पर निर्भर करता है ।

त्वरण की तीव्रता cavitation में ऊर्जा के कुशल परिवर्तन को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है । उच्च त्वरण उच्च दबाव मतभेद पैदा करता है । यह बदले में तरल के माध्यम से प्रचार तरंगों के निर्माण के बजाय वैक्यूम बुलबुले के निर्माण की संभावना बढ़ जाती है । इस प्रकार, उच्च त्वरण उच्च ऊर्जा है कि cavitation में तब्दील हो गया है के अंश है । एक अल्ट्रासोनिक transducer के मामले में, त्वरण की तीव्रता दोलन के आयाम द्वारा वर्णित है ।

उच्चतर मात्रा में गुहिकायन के एक अधिक प्रभावी निर्माण का परिणाम होता है। Hielscher Ultrasonics के औद्योगिक उपकरणों 115 माइक्रोन तक के amplitudes बना सकते हैं। इन उच्च आयामों को उच्च विद्युत संचरण अनुपात के लिए अनुमति मिलती है, जो बदले में 100 W / cm create तक की उच्च शक्ति घनत्व बनाने की अनुमति देती है।

तीव्रता के अलावा, तरल एक तरह से अशांति, घर्षण और लहर पीढ़ी के मामले में ंयूनतम नुकसान बनाने में तेजी लाने के लिए किया जाना चाहिए । इसके लिए इष्टतम तरीके से आंदोलन की एकतरफा दिशा है ।

अल्ट्रासाउंड प्रक्रियाओं में इसके प्रभाव की वजह से किया जाता है, जैसे:

धातु लवण की कमी से सक्रिय धातुओं की तैयारी
sonication द्वारा सक्रिय धातुओं की पीढ़ी
धातु (Fe, Cr, Mn, Co) आक्साइड के कणों के sonochemical संश्लेषण, जैसे उत्प्रेरक के रूप में उपयोग के लिए
धातु या धातु halides का समर्थन करता है पर गर्भवती
सक्रिय धातु समाधान की तैयारी
प्रतिक्रियाओं के माध्यम से सीटू जनित organoelement प्रजातियों में धातुओं को शामिल
गैर धातु ठोस शामिल प्रतिक्रियाओं
धातुओं, मिश्र धातु, zeolithes और अन्य ठोस के क्रिस्टलीकरण और वर्षा
उच्च वेग कण collisions द्वारा सतह आकृति विज्ञान और कण आकार के संशोधन
- उच्च सतह क्षेत्र संक्रमण धातुओं, मिश्र, कार्बाइड, आक्साइड और colloids सहित अमली नैनोसंरचित पदार्थों का गठन
- क्रिस्टल के ढेर
- स्मूथिंग और passivating ऑक्साइड कोटिंग को हटाने
- छोटे कणों के micromanipulation (भिन्नीकरण)
ठोस का फैलाव
colloids की तैयारी (एजी, Au, क्यू आकार सीडी)
अतिथि अणुओं की मेजबान अकार्बनिक स्तरित ठोस में intercalation
पॉलीमर्स का sonochemistry
- पॉलिमर का क्षरण और संशोधन
- पॉलिमर का संश्लेषण
पानी में जैविक प्रदूषकों का sonolysis

Sonochemical उपकरण

अधिकांश उल्लेख sonochemical प्रक्रियाओं इनलाइन कार्य करने के लिए retrofitted किया जा सकता है । हम आपके प्रसंस्करण की जरूरत के लिए sonochemical उपकरण चुनने में आपकी सहायता करने में खुशी होगी । अनुसंधान के लिए और प्रक्रियाओं के परीक्षण के लिए हम अनुशंसा करते हैं हमारे प्रयोगशाला उपकरणों या UIP1000hdT सेट।

यदि आवश्यक हो, एफएम और एटेक्स प्रमाणित अल्ट्रासोनिक उपकरणों और रिएक्टरों (उदा. UIP1000-एक्सड), sonication के ज्वलनशील रसायनों और उत्पाद योगों के लिए खतरनाक वातावरण में उपलब्ध हैं ।

अल्ट्रासोनिक Cavitation रिंग-खोलने प्रतिक्रियाओं में परिवर्तन

अल्ट्रासोनिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को आरंभ करने के लिए गर्मी, दबाव, प्रकाश या बिजली के लिए एक वैकल्पिक प्रणाली है । Jeffrey एस मूर, चार्ल्स आर Hickenboth, और उनकी टीम में Urbana-Champaign में इलिनोइस विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान संकाय अल्ट्रासोनिक शक्ति ट्रिगर और रिंग खोलने प्रतिक्रियाओं में हेरफेर करने के लिए इस्तेमाल किया । के अंतर्गत sonication, रासायनिक प्रतिक्रियाओं से अलग उत्पादों उत्पंन करने वाले कक्षीय समरूपता नियमों (प्रकृति 2007, 446, 423) की भविष्यवाणी की है । समूह से जुड़े यांत्रिक संवेदनशील 1, 2-disubstituted benzocyclobutene isomers दो पॉलीथीन ग्लाइकोल जंजीरों के लिए, अल्ट्रासोनिक ऊर्जा लागू, और सी का उपयोग करके थोक समाधान का विश्लेषण¹³ नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी । स्पेक्ट्रा से पता चला कि दोनों सीआईएस और ट्रांस isomers एक ही अंगूठी-खोला उत्पाद प्रदान करते हैं, ट्रांस isomer से एक उम्मीद है । जबकि थर्मल ऊर्जा reactants के यादृच्छिक Brownian गति का कारण बनता है, अल्ट्रासोनिक की यांत्रिक ऊर्जा परमाणु गति के लिए एक दिशा प्रदान करता है । इसलिए, cavitation प्रभाव कुशलता से ऊर्जा को प्रत्यक्ष अणु तनाव, संभावित ऊर्जा सतह को आकार देने ।

साहित्य

Suslick, कृष्णसिंह (1998): रासायनिक प्रौद्योगिकी के Kirk-Othmer विश्वकोश; ४ एड. जे. विले & संस: ंयूयॉर्क, 1998, vol. 26, 517-541 ।

Suslick, के. एस.; Didenko, Y.; फेंग, एम. एम.; Hyeon, टी.; Kolbeck, के. जे.; McNamara, डब्ल्यू. बी. III; Mdleleni, एम. एम.; वोंग, एम (1999): ध्वनिक Cavitation और इसके रासायनिक परिणाम, में: फिल. ट्रांस. रॉय. soc. ए, 1999, 357, 335-353.