Reaksi dan Sintesis Sonokimia

Sonochemistry adalah aplikasi ultrasonik untuk reaksi kimia dan proses. Mekanisme yang menyebabkan efek sonochemical dalam cairan adalah fenomena kavitasi akustik.

Hielscher ultrasonik laboratorium dan industri adalah perangkat yang digunakan dalam berbagai macam proses sonochemical. Ultrasonic kavitasi mengintensifkan dan mempercepat reaksi kimia seperti sintesis dan katalisis.

Reaksi Sonochemical

Efek sonochemical berikut dapat diamati dalam reaksi kimia dan proses:

• peningkatan kecepatan reaksi
• meningkatkan reaksi output
• lebih efisien dalam penggunaan energi
• sonochemical metode untuk switching jalur reaksi
• peningkatan kinerja fasa katalis transfer
• menghindari fasa katalis transfer
• menggunakan reagen mentah atau teknis
• aktivasi logam dan padatan
• meningkatkan reaktivitas (reagen atau katalisKlik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang ultrasonically dibantu katalis)
• peningkatan sintesis partikel
• lapisan partikel nano

Keuntungan dari Reaksi Kimia yang Diintensifkan Secara Ultrasonik

Reaksi kimia yang dipromosikan secara ultrasonik adalah teknik intensifikasi proses yang mapan di bidang sintesis dan pemrosesan kimia. Dengan memanfaatkan kekuatan gelombang ultrasound, reaksi ini menawarkan banyak keunggulan dibandingkan metode konvensional, meningkatkan katalisis dan sintesis kimia. Tingkat konversi turbo-cepat, hasil yang sangat baik, selektivitas yang ditingkatkan, efisiensi energi yang ditingkatkan, dan mengurangi dampak lingkungan adalah keuntungan utama dari reaksi sonokimia.

Pukulan meja menunjukkan beberapa keuntungan menonjol dari reaksi yang dipromosikan secara ultrasonik vs reaksi kimia konvensional:

Ultrasonik Kavitasi dalam Cairan

Kavitasi, yaitu pembentukan, pertumbuhan, dan keruntuhan ledakan gelembung dalam cairan. Keruntuhan kavitasi menghasilkan pemanasan lokal yang intens (~5000 K), tekanan tinggi (~1000 atm), dan laju pemanasan dan pendinginan yang sangat besar (>109 K/detik) dan aliran jet cair (~400 km/jam). (Suslick 1998)

Kavitasi menggunakan metode UIP1000hd:

Gelembung kavitasi adalah gelembung vakum. Vakum terjadi dimana di satu sisi permukaan bergerak cepat dan di sisi lain bergerak lambast. Perbedaan tekanan yang dihasilkan berfungsi untuk mengatasi kohesi dan kekuatan adhesi dalam cairan.

Kavitasi dapat diproduksi dengan cara yang berbeda, seperti Venturi nosel, Nozzle tekanan tinggi, kecepatan rotasi yang tinggi atau ultrasonik transduser. Dalam semua sistem, energi yang masuk berubah menjadi gesekan, turbulences, gelombang dan kavitasi. Sebagian kecil energy yang masuk yang berubah menjadi kavitasi tergantung pada beberapa hal, yang di gambarkan dengan pergerakan peralatan pembangkit kavitasi di dalam air.

Intensitas percepatan adalah salah satu faktor yang paling penting yang mempengaruhi transformasi efisien energi untuk menjadi kavitasi. Akselerasi yang lebih tinggi menciptakan perbedaan tekanan yang lebih tinggi. Ini pada gilirannya akan meningkatkan kemungkinan pembuatan gelembung vakum daripada penciptaan gelombang yang merambat melalui cairan. Dengan demikian, semakin tinggi akselerasi, maka akan semakin kecil dari energi yang berubah menjadi kavitasi. Dalam hal transduser ultrasonik, intensitas percepatan akan digambarkan oleh amplitudo osilasi.

Amplitudo yang lebih tinggi menghasilkan penciptaan kavitasi yang lebih efektif. Perangkat industri Hielscher Ultrasonics dapat menghasilkan amplitudo hingga 115 μm. Amplitudo tinggi ini memungkinkan rasio transmisi daya tinggi yang pada gilirannya memungkinkan untuk menciptakan kepadatan daya tinggi hingga 100 W/cm³.

Selain intensitas, cairan harus dipercepat dengan cara membuat minimal kerugian dalam hal turbulences, generasi gelombang dan gesekan. Untuk itu, cara yang optimal adalah arah pergerakan yang search.

• persiapan logam aktif dengan pengurangan logam garam
• pembentukan logal aktif oleh sonication
• sintesis sonochemical partikel oleh pengendapan oksida logam (Fe, Cr, Mn, Co), misalnya untuk digunakan sebagai katalis
• impregnasi logam atau logam halides pada pendukung
• persiapan larutan logam diaktifkan
• reaksi yang melibatkan logam, yang dihasilkan local organoelement
• reaksi yang melibatkan padatan non-logam
• kristalisasi dan pengendapan dari logam, logam campuran, zeolithes dan padatan lainnya
• modifikasi dari bentuk permukaan dan ukuran partikel oleh tabrakan interpartikel dengan kecepatan tinggi
  • pembentukan amorf nanostructured material, termasuk transisi drastis luas permukaan logam, logam campuran, carbides, oksida dan koloid
  • aglomerasi kristal
  • menghaluskan dan pengangkatan passivating lapisan oksida
  • micromanipulation (fraksinasi) partikel kecil
• dispersi benda padat
• persiapan koloid (Ag, Au, berukuran Q CdS)
• interkalasi molekul pendamping menjadi host anorganik dengan lapaisan padat
• sonochemistry polimer
  • degradasi dan modifikasi polimer
  • sintesis polimer
• sonolysis dari polutan organik dalam air

Sonochemical Peralatan

Sebagian besar proses sonokimia yang disebutkan dapat dipasang untuk bekerja sebaris. Kami akan dengan senang hati membantu Anda dalam memilih peralatan sonokimia untuk kebutuhan pemrosesan Anda. Untuk penelitian dan pengujian proses, kami merekomendasikan perangkat laboratorium kami atau UIP1000hdT Set.

Perangkat ultrasonic Hielscher dilengkapi FM & ATEX sertifikat (misalnya UIP1000-Exd) tersedia untuk sonication bahan kimia yang mudah terbakar dan formulasi produk di lingkungan yang berbahaya.

Ultrasonik Kavitasi Perubahan Reaksi Ring-Pembukaan

Ultrasonication adalah mekanisme alternatif untuk panas, tekanan, cahaya atau listrik untuk memulai reaksi kimia. Jeffrey S. MooreCharles R. Hickenboth, dan tim Fakultas kimia di University of Illinois di Urbana-Champaign menggunakan kekuatan ultrasonik untuk memicu dan memanipulasi cincin-pembukaan reaksi. Di bawah sonication, reaksi kimia dihasilkan produk-produk yang berbeda dari yang diperkirakan dengan simetri orbit aturan (alam 2007, 446, 423). Grup terkait mekanis sensitif 1,2 turunan benzocyclobutene isomer dengan dua rantai polietilen glikol, diterapkan energi ultrasonik dan dianalisis solusi massal dengan menggunakan C¹³ spektroskopi resonansi magnetik nuklir. Spektrum menunjukkan bahwa isomer cis dan trans memberikan produk yang dibuka cincin yang sama, yang diharapkan dari isomer trans. Sementara energi panas menyebabkan gerakan Brown acak dari reaktan, energi mekanik ultrasonication memberikan arah ke gerakan atom. Oleh karena itu, efek kavitasi secara efisien mengarahkan energi dengan menegangkan molekul, membentuk kembali permukaan energi potensial.

Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Sonokimia

Hielscher Ultrasonics memasok prosesor ultrasonik untuk laboratorium dan industri. Semua ultrasonicators Hielscher adalah mesin ultrasound yang sangat kuat dan kuat dan dibangun untuk operasi 24/7 terus menerus di bawah beban penuh. Kontrol digital, pengaturan yang dapat diprogram, pemantauan suhu, protokol data otomatis, dan kontrol browser jarak jauh hanyalah beberapa fitur ultrasonicator Hielscher. Dirancang untuk kinerja tinggi dan pengoperasian yang nyaman, pengguna menghargai penanganan peralatan Hielscher Ultrasonics yang aman dan mudah. Prosesor ultrasonik industri Hielscher menghasilkan amplitudo hingga 200μm dan ideal untuk aplikasi tugas berat. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrode ultrasonik yang disesuaikan tersedia.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: