超音波増感固定床リアクター

知っておくべき事実

超音波キャビテーションとソノケミストリー

液体やスラリーへのパワー超音波のカップリングは、次のような結果をもたらす。 音響キャビテーション.アコースティック・キャビテーションとは、蒸気で満たされた空洞が急速に形成、成長し、内破する現象を指す。この現象により、最大5000Kの極端な温度ピークを持つ非常に短寿命の「ホットスポット」が発生し、10℃以上の非常に高い加熱/冷却速度が生じます。⁹KS^-1圧力は1000気圧で、それぞれの差は次の通りである。 – ナノ秒の寿命の中で。
の研究分野である。 ソノケミストリー は、超音波が液体中に音響キャビテーションを形成し、溶液中の化学的活性を開始および/または向上させる効果について研究している。

不均一系触媒反応

化学の分野では、不均一触媒反応とは、触媒と反応物の相が互いに異なるタイプの触媒反応を指す。不均一系化学の文脈では、相は固体、液体、気体を区別するために使われるだけでなく、例えば油と水のような混じり合わない液体も指す。
不均一系反応では、1つ以上の反応物が界面、例えば固体触媒の表面で化学変化を起こす。
反応速度は、反応物の濃度、粒子径、温度、触媒およびその他の要因に依存する。
反応剤濃度： 一般に、反応物の濃度が高くなると、界面が大きくなり、反応物粒子間の相間移動が大きくなるため、反応速度が増大する。
粒子径： 反応物の一つが固体粒子である場合、反応速度式は濃度のみを示し、固体は異なる相にあるため濃度を持つことができないため、反応速度式に表示することはできない。しかし、固体の粒子径は、相間移動に利用可能な表面積により反応速度に影響を与える。
反応温度： 温度はアレニウスの式によって速度定数に関係する： k = Ae^-Ea/RT
Eaは活性化エネルギー、Rは普遍気体定数、Tは絶対温度（ケルビン）。Aはアレニウス（周波数）因子である。^-Ea/RT は、活性化エネルギーEa より大きいエネルギーを持つ曲線の下の粒子の数を与える。
触媒： ほとんどの場合、触媒を用いると活性化エネルギーが少なくて済むため、反応がより速く起こる。不均一系触媒は、反応が起こる鋳型となる表面を提供し、一方、均一系触媒は中間生成物を形成し、メカニズムの次の段階で触媒を放出する。
その他の要因 光のような他の要因は、特定の反応（光化学）に影響を与えることができる。

求核置換

求核置換は、有機化学（および無機化学）における基本的な反応の一種で、求核剤がルイス塩基の形で（電子対供与体として）有機錯体と選択的に結合するか、原子または原子群の正または部分的に正の（＋ve）電荷を攻撃して、脱離基を置換する反応である。電子対受容体である正または部分的に正の原子は、求電子体と呼ばれる。求電子剤と脱離基の分子全体は通常、基質と呼ばれる。
求核置換は2つの異なる経路で起こる。 – S_N1とS_N2 反応である。どの形式の反応機構か – s_N1 または S_N2 – が起こるかどうかは、化合物の構造、求核剤の種類、溶媒に依存する。

触媒失活の種類

• 触媒毒とは、触媒サイトに化学種が強く吸着し、触媒反応を阻害することを指す。被毒には可逆的なものと不可逆的なものがある。
• ファウリングとは、触媒の機械的劣化のことで、触媒表面や触媒細孔に液相からの化学種が堆積する。
• 熱劣化とシンタリングは、触媒表面積、担体面積、活性相-担体反応の損失をもたらす。
• 蒸気形成とは、気相が触媒相と反応して揮発性化合物を生成する化学分解形態を意味する。
• 気相-固相反応および固相-固相反応は、触媒の化学的不活性化をもたらす。蒸気、担体、または促進剤が触媒と反応し、不活性相が生成される。
• 触媒粒子の磨耗または破砕は、機械的磨耗による触媒材料の損失をもたらす。触媒粒子の機械的な破砕により、触媒の内部表面積が失われる。