Sonochemical Reaction եւ Սինթեզ
Sonochemistry- ը ուլտրաձայնի կիրառումը քիմիական ռեակցիաներին եւ գործընթացներին: Հեղուկների վրա sonochemical հետեւանքների առաջացման մեխանիզմը ակուստիկ կավիտացիայի երեւույթն է:
Hielscher ուլտրաձայնային լաբորատոր և արդյունաբերական սարքերը օգտագործվում են սոնոքիմիական պրոցեսների լայն տեսականիով: Ուլտրաձայնային կավիացիան ուժեղացնում և արագացնում է քիմիական ռեակցիաները, ինչպիսիք են սինթեզը և կատալիզացումը:
Sonochemical արձագանքներ
Հետեւյալ sonochemical ազդեցությունները կարող են դիտվել քիմիական ռեակցիաներում եւ գործընթացներում.
- ռեակցիայի արագության բարձրացում
- աճի արձագանքման արդյունքում
- ավելի արդյունավետ էներգիայի օգտագործումը
- ռեակցիաների ուղիների փոխանակման sonochemical մեթոդները
- ֆազային փոխանցման կատալիզատորների արդյունավետության բարձրացում
- փուլային փոխանցման կատալիզատորներից խուսափելու համար
- հում կամ տեխնիկական ռեակտիվների օգտագործումը
- մետաղների եւ կոշտների ակտիվացում
- ռեագենտների կամ կատալիզատորների ռեակտիվության բարձրացում (սեղմեք այստեղ, կարդալ ավելին `ultrasonically assisted կատալիզի մասին)
- մասնիկների սինթեզի բարելավում
- նանոպլաստիկների ծածկույթ
Ուլտրաձայնային կավիտացիա հեղուկների մեջ
Կավիտացիան, այսինքն, հեղուկում փուչիկների ձեւավորումը, աճը եւ փորված փլուզումը: Անխուսափելի փլուզումը առաջացնում է ինտենսիվ տեղական ջեռուցում (~ 5000K), բարձր ճնշում (~ 1000 ատմ) եւ հսկայական ջեռուցման եւ սառեցման սակագներ (>109 Կ / վայրկյան) եւ հեղուկ ճառագայթներ (~ 400 կմ / ժ): (1998 թ)
Cavitation օգտագործելով UIP1000hd:
Կաբինետիկ փուչիկները վակուումային փուչիկ են: Վակուումը ստեղծվում է մի կողմից արագ շարժվող մակերեւույթով եւ մյուս կողմից իներտ հեղուկով: Արդյունքում ճնշման տարբերությունները ծառայում են հաղթահարել հեղուկի մեջ միաձուլման եւ կպչունության ուժերը:
Կավիտացիան կարող է արտադրվել տարբեր ձեւերով, ինչպիսիք են Venturi վարդակները, բարձր ճնշման վարդակները, բարձր արագության ռոտացիան կամ ուլտրաձայնային փոխարկիչները: Այդ բոլոր համակարգերում մուտքային էներգիան վերածվում է շփման, ճնշման, ալիքների եւ կավիտացիայի: Մուտքային էներգիայի մասնիկը, որը վերածվում է կավիտացիայի, կախված է մի քանի գործոններից, որոնք նկարագրում են հեղուկում կուտակիչ սարքերի շարժը:
Արագացման ինտենսիվությունը էներգիայի էներգիայի արդյունավետ փոխակերպման վրա ազդող կարեւորագույն գործոններից մեկն է: Բարձր արագացումը բարձր ճնշման տարբերություններ է առաջացնում: Սա իր հերթին մեծացնում է հեղուկի միջոցով տարածվող ալիքների ստեղծման փոխարեն վակուումային փուչիկների ստեղծման հավանականությունը: Այսպիսով, ավելի բարձր արագացումը ավելի բարձր է էներգիայի մասնաբաժինը, որը վերափոխվում է կավիտացիայի: Ուլտրաձայնային փոխարկիչի դեպքում արագացման ինտենսիվությունը նկարագրվում է տատանումների մեծության շնորհիվ:
Բարձր ամպլիտուտները հանգեցնում են ավելի արդյունավետ կավիտացիայի ստեղծմանը: Hielscher Ultrasonics- ի արդյունաբերական սարքերը կարող են ստեղծել մինչեւ 115 մկմ հաստություն: Այս բարձր ամպլիտուդները հնարավորություն են տալիս էլեկտրաէներգիայի փոխանցման բարձր մակարդակի հարաբերակցությանը, ինչն իր հերթին թույլ է տալիս ստեղծել մինչեւ 100 Վտ / սմ³ բարձր էներգիայի խտություն:
Ի լրումն ինտենսիվության, հեղուկը պետք է արագացվի այնպես, որ նվազագույն կորուստներ ստեղծվեն տուրբուլենտների, շփման եւ ալիքի սերունդների առումով: Դրա համար օպտիմալ եղանակը շարժման միակողմանի ուղղությունն է:
Ուլտրաձայնային օգտագործվում է այն գործընթացների հետեւանքների պատճառով, ինչպիսիք են `
- ակտիվ մետաղների պատրաստումը մետաղական աղերի կրճատմամբ
- ակտիվացնելով մետաղների առաջացումը `sonication- ով
- մետաղի (Fe, Cr, Mn, Co) օքսիդների տեղադրմամբ մասնիկների sonochemical սինթեզը, օրինակ `որպես կատալիզատորների օգտագործման համար
- մետաղների կամ մետաղական հալոգենների նրբաբլիթներ, որոնք աջակցում են
- ակտիվացված մետաղական լուծումների պատրաստում
- in situ արտադրված օրգանների տեսակներով մետաղների հետ առնչվող ռեակցիաները
- ոչ մետաղական չոր նյութերի հետ կապված ռեակցիաները
- բյուրեղացում եւ մետաղների տեղադրում, համաձուլվածքներ, զեոլիտներ եւ այլ խտանյութեր
- բարձր արագության միջդպրոցական բախումների միջոցով մակերեւույթի մորֆոլոգիայի եւ մասնիկի չափի փոփոխություն
- ամորֆային նանոստուրացնող նյութերի ձեւավորում, այդ թվում `բարձր մակերեսային անցումային մետաղներ, համաձուլվածքներ, կարբիդներ, օքսիդներ եւ կոլոիդներ
- բյուրեղների ագլոմերացիան
- հարթեցնող օքսիդի ծածկույթի հարթեցում եւ հեռացում
- փոքր մասնիկների միկրոմանիպուլյացիա (ֆասթացիան)
- քամիների ցրվածությունը
- կոլոիդների պատրաստում (Ag, Au, Q- չափի CdS)
- հյուրերի մոլեկուլների միջամտությունը հյուրընկալող անօրգանական շերտավոր պինդ մակերեւույթների մեջ
- պոլիմերների sonochemistry
- պոլիմերների դեգրադացիան եւ փոփոխումը
- պոլիմերների սինթեզ
- ջրի մեջ օրգանական աղտոտիչների վերջավորումը
Սոնոքիմիական սարքավորումներ
Նշված sonochemical գործընթացների մեծ մասը կարող է կատարելագործվել, որպեսզի աշխատի ներսից: Մենք ուրախ կլինենք օգնել ձեզ վերամշակող կարիքների համար ընտրել sonochemical սարքավորումներ: Հետազոտության եւ գործընթացի փորձարկման համար խորհուրդ ենք տալիս մեր լաբորատոր սարքերին կամ այն UIP1000hdT հավաքածու,
Անհրաժեշտության դեպքում FM եւ ATEX սերտիֆիկացված ուլտրաձայնային սարքեր եւ ռեակտորներ (օրինակ UIP1000-EXD) հասանելի են վտանգավոր միջավայրերում դյուրավառ քիմիական նյութերի եւ արտադրանքի ձեւակերպումների sonication- ի համար:
Ուլտրաձայնային կաբինետը փոխում է ռինգի բացման ռեակցիաները
Ultrasonication- ը ջերմության, ճնշման, լույսի կամ էլեկտրաէներգիայի այլընտրանքային մեխանիզմ է `նախաձեռնելու քիմիական ռեակցիաները: Ջեֆրի Ս. Մուր, Չարլզ Ռ. Հիգինբոթը եւ նրանց թիմը Իլինոյսի համալսարանի քիմիայի ֆակուլտետը Urbana-Champaign- ում օգտագործվում է ուլտրաձայնային հզորություն, ձգանման եւ շահարկելու օղակաձեւ բացման ռեակցիաները: Sonication- ի ընթացքում քիմիական ռեակցիաները արտադրում էին տարբեր ապրանքներ, որոնք կանխատեսում էին ուղեծրային սիմետրիա կանոնները (Nature 2007, 446, 423): Խումբը կապված էր մեխանիկականորեն զգայուն 1,2-դիսուբիմեդ բենզոցիկլոբուտենային իսիմերների հետ, երկու պոլիէթիլեն գլիկոլ շղթաների, կիրառվող ուլտրաձայնային էներգիայի եւ վերլուծեց զանգվածային լուծումները, օգտագործելով C13 միջուկային մագնիսական ռեզոնանսային սպեկտրոսկոպիա: Սպեկտրները ցույց տվեցին, որ երկուսն էլ cis եւ trans անջատողները ապահովում են նույն օղակաձեւ արտադրանքը, որը ակնկալվում է տրանս անջատիչից: Թեեւ ջերմային էներգիան առաջացնում է ռեակտիվների պատահական Brownian շարժումը, ultrasonication- ի մեխանիկական էներգիան ապահովում է ատոմային շարժումների ուղղություն: Հետեւաբար, կավիտացիոն ազդեցությունները արդյունավետորեն ուղղորդում են էներգիան `մոլեկուլը լարելով, վերափոխելով պոտենցիալ էներգիայի մակերեսը:
Գրականություն
Սուսլիկ, Ք.Ս. (1998): Քիրք-Օթերի քիմիական տեխնոլոգիաների հանրագիտարան, 4-րդ Ed. J. Wiley & Որդիներ `Նյու Յորք, 1998, հ. 26, 517-541:
Սուսլիկ, KS; Դիդենկո, Յ .; Fang, MM; Hyeon, T .; Կոլբեք, Ք. McNamara, ՀԲ III; Mdleleni, MM; Wong, M. (1999): Ակուստիկ կավիտացիա եւ դրա քիմիական հետեւանքները, Ֆիլ. Տրանս. Ռոյ. Սոցիալ. Ա, 1999, 357, 335-353: