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)

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: