បច្ចេកវិទ្យាអ៊ុលត្រាសោនហេលស៊ឺរ។

Sonocatalysis – Catalysis ជំនួយ Ultrasonically

Ultrasonication ប៉ះពាល់ដល់ប្រតិកម្មកាតាលីករក្នុងកំឡុងពេល catalysis ដោយការបញ្ជូនដ៏ធំនិងការបញ្ចូលថាមពល។ នៅក្នុង catalysis វិសភាគ, ដែលជាកន្លែងដែលសារធាតុគឺស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលផ្សេងគ្នាទៅនឹងប្រតិកម្មនេះ, dispersion ultrasonic បង្កើនតំបន់ផ្ទៃដែលអាចរកបានដើម្បី reactants នេះ។

ផ្ទៃខាងក្រោយនៃ Catalysis

Catalysis គឺជាដំណើរការដែលមានអត្រាមួយ ប្រតិកម្មគីមីត្រូវបានកើនឡើង (ឬថយចុះ) ដោយមធ្យោបាយនៃកាតាលីករមួយ។ ការផលិតសារធាតុគីមីជាច្រើនពាក់ព័ន្ធនឹងកាម៉ាឡា។ ឥទ្ធិពលទៅលើអត្រាប្រតិកម្មគឺអាស្រ័យលើភាពញឹកញាប់នៃការទាក់ទងរបស់អាតូមក្នុងជំហានកំណត់អត្រា។ ជាទូទៅកាតាលីករបង្កើនអត្រាប្រតិកម្មនិងបន្ថយថាមពលសកម្មភាពដោយផ្តល់នូវវិធីប្រតិកម្មជំនួសទៅនឹងផលិតផលប្រតិកម្ម។ ចំពោះបញ្ហានេះកោសិកាប្តេជ្ញាមានប្រតិកម្មមួយឬច្រើនដើម្បីបង្កើតជាអន្ដរកម្មដែលជាបន្តបន្ទាប់ផ្តល់នូវផលិតផលចុងក្រោយ។ ជំហានទីពីរបង្កើតសារធាតុឡើងវិញ។ តាម ការបន្ថយថាមពលសកម្មការប៉ះទង្គិចម៉ូលេគុលកាន់តែច្រើនមានថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីឈានទៅដល់ស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរ។ ក្នុងករណីខ្លះវត្ថុធាតុដើមត្រូវបានគេប្រើផ្លាស់ប្តូរការជ្រើសរើសប្រតិកម្មគីមីមួយ។

ដ្យាក្រាមបង្ហាញពីផលប៉ះពាល់នៃសារធាតុនៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី X + Y ដើម្បីបង្កើត Z នេះ ដ្យាក្រាម ទៅខាងស្តាំបង្ហាញពីផលប៉ះពាល់នៃសារធាតុនៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី X + Y ដើម្បីផលិត Z. សារធាតុនេះផ្តល់នូវផ្លូវជំនួសមួយទៀត (ពណ៌បៃតង) ដែលមានថាមពលទាប Ea ។

ផលប៉ះពាល់នៃការ Ultrasonication

រលកប្រវែងសូរស័ព្ទនៅក្នុងអង្គធាតុរាវមានចាប់ពីប្រមាណ។ 110 ទៅ 0.15 មមសម្រាប់ប្រេកង់រវាង 18kHz និង 10MHz ។ នេះគឺសំខាន់ជាងវិមាត្រម៉ូលេគុល។ ចំពោះហេតុផលនេះមិនមានការភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់នៃវាលសូរជាមួយនឹងម៉ូលេគុលនៃប្រភេទគីមីមួយ។ ផលប៉ះពាល់នៃការ ultrasonication នេះគឺដើម្បីជាសញ្ញាបត្រធំលទ្ធផលនៃការមួយ ultrasonic cavitation នៅក្នុងរាវ។ ដូច្នេះ, catalysis ជួយ ultrasonically តម្រូវឱ្យយ៉ាងហោចណាស់មួយ reagent ដើម្បីឱ្យមាននៅក្នុងដំណាក់កាលរាវ។ Ultrasonication រួមចំណែកដល់ catalysis heterogeneous និង homogeneous នៅក្នុងវិធីជាច្រើន។ ផលប៉ះពាល់បុគគលអាចត្រូវបានលើកកម្ពស់ឬកាត់បន្ថយការសម្របសម្រួលអំព្លីទីតនិងបរិមាណសម្ពាធរាវ។

Ultrasonic បែកខ្ចាត់ខ្ចាយនិង Emulsifying

ប្រតិកម្មគីមីដែលជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មនិងសារធាតុមួយនៃដំណាក់កាលលើសពីមួយ (catalysis វិសមភាព) ត្រូវបានកំណត់ទៅព្រំដែននៃដំណាក់កាលដែលនេះគឺជាកន្លែងតែមួយគត់ដែលឧបករណ៍និងវត្ថុធាតុដើមមានវត្តមាន។ ការលាតត្រដាងនៃប្រតិកម្មនិងសារធាតុគីមីទៅគ្នាទៅវិញទៅមកគឺមួយ កត្តាសំខាន់សម្រាប់ប្រតិកម្មគីមីច្រើនដំណាក់កាល។ សម្រាប់ហេតុផលនេះតំបន់ផ្ទៃនៃព្រំប្រទល់បែរជាមានឥទ្ធិពលចំពោះអត្រាគីមីនៃប្រតិកម្ម។

ក្រាហ្វិកបង្ហាញពីភាពជាប់ទាក់ទងគ្នារវាងទំហំភាគល្អិតនិងផ្ទៃផែនដីUltrasonication គឺជាមធ្យោបាយដ៏មានប្រសិទ្ធិភាពខ្លាំងណាស់សម្រាប់ បែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃសំណល់រឹង និងសម្រាប់ emulsification នៃអង្គធាតុរាវ។ តាមរយៈការកាត់បន្ថយទំហំបំណែក / ដំណក់ទឹកទំហំផ្ទៃដីសរុបនៃព្រំដែនដំណាក់កាលកើនឡើងក្នុងពេលតែមួយ។ ក្រាហ្វិកនៅខាងឆ្វេងបង្ហាញពីភាពជាប់ទាក់ទងគ្នារវាងទំហំភាគល្អិតនិងផ្ទៃផែនដីក្នុងករណីមានភាគល្អិតស្វ៊ែរឬដំណក់ទឹក (ចុចសម្រាប់ទិដ្ឋភាពធំជាង!) ។ នៅពេលដែលផ្ទៃបន្ទាត់តំរែតំរង់កើនឡើងដូច្នេះអត្រាប្រតិកម្មគីមីត្រូវបានធ្វើ។ សម្រាប់សម្ភារៈជាច្រើន cavitation ultrasonic អាចធ្វើឱ្យភាគល្អិតនិងដំណក់ទឹកនៃ ទំហំដ៏ល្អណាស់ – ជាញឹកញាប់យ៉ាងខ្លាំងខាងក្រោម 100 nanometers។ ប្រសិនបើការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយឬ emulsion យ៉ាងហោចណាស់មានស្ថេរភាពបណ្តោះអាសន្ន, កម្មវិធីនៃ ultrasonics អាចត្រូវបានទាមទារតែនៅដំណាក់កាលដំបូង នៃប្រតិកម្មគីមី។ reactor ultrasonic ក្នុងតួសម្រាប់ការលាយដំបូងនៃ reagents និងកាតាលីករអាចបង្កើតបំណែកទំហំតូច / ដំណក់ទឹកក្នុងរយៈពេលខ្លីនិងនៅអត្រាខ្ពស់លំហូរ។ វាអាចត្រូវបានអនុវត្តសូម្បីតែប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយដែលមាន viscous ខ្ពស់។

សេវាផ្ទេរប្រាក់ច្រើន

នៅពេលដែលប្រតិកម្មមានប្រតិកម្មនៅព្រំដែនដំណាក់កាលមួយផលិតផលនៃប្រតិកម្មគីមីកកកុញនៅលើផ្ទៃទំនាក់ទំនង។ នេះរារាំងម៉ូលេគុល reactogen ផ្សេងទៀតពីការធ្វើអន្តរកម្មនៅព្រំដែនដំណាក់កាលនេះ។ កងកម្លាំងកាត់តាមមេកានិចដែលបណ្តាលមកពីស្ទ្រីមយន្តហោះបណ្តាលឱ្យស្ទ្រីមស្ទ្រីមធ្វើឱ្យហូរហៀរនិងដឹកជញ្ជូនសម្ភារៈពីផ្ទៃដីរហូតដល់បំណែកតូចៗ។ ក្នុងករណីដំណក់ទឹកកាត់ខ្ពស់អាចនាំទៅរកភាពស្មុគស្មាញនិងការបង្កើតដំណក់ទឹកថ្មី។ នៅពេលដែលប្រតិកម្មគីមីវិវឌ្ឍទៅតាមពេលវេលាការធ្វើ sonication ម្តងហើយម្តងទៀតឧទាហរណ៍ពីរដំណាក់កាលឬការរំលឹកឡើងវិញអាចត្រូវបានទាមទារ បង្កើនការប៉ះពាល់នៃប្រតិកម្ម

បញ្ចូលថាមពល

cavitation Ultrasonic គឺជាវិធីតែមួយគត់ដើម្បី ដាក់ថាមពលចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃយន្ដហោះរាវល្បឿនលឿនសម្ពាធខ្ពស់ (>1000atm) និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (>5000K), កំដៅដ៏ធំសម្បើមនិងអត្រាត្រជាក់ (>109Ks-1) កើតឡើងក្នុងកំឡុងពេលប្រមូលផ្តុំក្នុងកំឡុងពេលនៃការបង្ហាប់នៃពពុះវីតាមីន cavitational ។ Kenneth Suslick says: "Cavitation is an extraordinary method of concentrating the diffuse energy of sound into a chemically usable form."

បង្កើនសកម្មភាពឡើងវិញ

សំណឹក Cavitational លើផ្ទៃភាគល្អិត បង្កើតផ្ទៃប្រតិកម្មខ្ពស់ដែលមិនមានលក្ខណៈបត់បែន។ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់និងសម្ពាធបរិយាកាសខ្ពស់មានរយៈពេលខ្លី decomposition ម៉ូលេគុលនិងបង្កើនប្រតិកម្ម នៃប្រភេទគីមីជាច្រើន។ ការសាយភាយ ultrasonic អាចត្រូវបានប្រើនៅក្នុងការរៀបចំនៃកាតាលីករឧទាហរណ៍ដើម្បីផលិតសរុបនៃភាគល្អិតទំហំពិន័យ។ នេះបង្កើតកាតាលីករ amorphous ភាគល្អិតនៃផ្ទៃជាក់លាក់ខ្ពស់ តំបន់។ ដោយសារតែរចនាសម្ព័ន្ធទាំងមូលនេះសារធាតុទាំងនេះអាចត្រូវបានបំបែកចេញពីផលិតផលប្រតិកម្ម (ឧទាហរណ៍ដោយការច្រោះ) ។

សំអាត Ultrasonic

ជាញឹកញាប់ catalysis ពាក់ព័ន្ធនឹងផលិតផលដែលមិនចង់បាន, ការចម្លងរោគឬភាពមិនប្រក្រតីនៅក្នុង reagents នេះ។ នេះអាចនាំឱ្យមានការរិចរិលនិងការបង្ក្រាបនៅលើផ្ទៃនៃកាតាលីកររឹង។ ការបង្ខាំងជួយកាត់បន្ថយផ្នែកកាតាលីករដែលប៉ះពាល់និងកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាពរបស់វា។ វាមិនចាំបាច់ត្រូវបានយកចេញទេក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការឬក្នុងការកែច្នៃឡើងវិញដោយប្រើសារធាតុគីមីផ្សេងទៀត។ Ultrasonication គឺជាមធ្យោបាយដ៏មានប្រសិទ្ធិភាពក្នុងការ កាតាលីករស្អាតឬជួយដំណើរការកែច្នៃសារធាតុ។ ការសម្អាត Ultrasonic គឺប្រហែលជាកម្មវិធីដែលត្រូវបានគេស្គាល់និងទូទៅបំផុតនៃ ultrasonics ។ ការប៉ះទង្គិចនៃយន្ដហោះរាវ cavitational និងរលកឆក់រហូតដល់ទៅ 104បរិយាកាសអាចបង្កើតកងកម្លាំងកាត់តាមតំបន់សំណឹកនិងការរាស់ផ្ទៃ។ សម្រាប់ភាគល្អិតទំហំពិន័យការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងបំណែកតូចៗបានបណ្តាលឱ្យមានសំណឹកដីនិងសូម្បីតែ កិននិងកិន។ ការប៉ះទង្គិចទាំងនេះអាចបណ្តាលឱ្យមានសីតុណ្ហភាពអន្តរកាលនៃការផ្លាស់ប្តូរក្នុងតំបន់នៃការប្រព្រឹត្ដ។ 3000K ។ Suslick បានបង្ហាញថា ultrasonication មានប្រសិទ្ធិភាព យកថ្នាំកូតអុកស៊ីតលើផ្ទៃ។ ការដកយកចេញនៃថ្នាំកូតដែលជក់ចិត្តបែបនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវអត្រាប្រតិកម្មសម្រាប់ភាពខុសគ្នាធំ ៗ នៃប្រតិកម្ម។Suslick 2008) ។ កម្មវិធីនៃការ ultrasonics បានជួយបន្ថយបញ្ហា fouling នៃកាតាលីករបំបែកដ៏រឹងមាំក្នុងអំឡុងពេល catalysis និងរួមចំណែកដល់ការសំអាតក្នុងកំឡុងពេលដំណើរការកែច្នៃកាតាលីករ។

ឧទាហរណ៏នៃការ Catalysis Ultrasonic

មានឧទាហរណ៍ជាច្រើនសម្រាប់ catalysis ជំនួយ ultrasonically និងសម្រាប់ការរៀបចំ ultrasonic នៃកាតាលីករកមិត្តសញ្ញា។ យើងសូមផ្តល់អនុសាសន៍ Sonocatalysis អត្ថបទដោយ Kenneth Suslick សម្រាប់ការណែនាំដ៏ទូលំទូលាយ។ Hielscher ផ្គត់ផ្គង់ reactors ultrasonic សម្រាប់ការរៀបចំកាតាលីករឬ catalysis, ដូចជា transesterification កាតាលីករសម្រាប់ការផលិតនៃការ methylesters (ពោលគឺ methylester ខ្លាញ់ = biodiesel)

ឧបករណ៍ Ultrasonic សម្រាប់ Sonocatalysis

Ultrasonic រ៉េអាក់ទ័រ ultrasonic 7 x 1 គីឡូវ៉ាត់ដំណើរការ UIP1000hdHielscher ផលិតឧបករណ៍ ultrasonic សម្រាប់ប្រើនៅ មាត្រដ្ឋានណាមួយ និងសម្រាប់មួយ ភាពខុសគ្នានៃដំណើរការ។ នេះរួមបញ្ចូលទាំង sonication មន្ទីរពិសោធន៍ នៅក្នុងចានតូចក៏ដូចជា reactors ឧស្សាហកម្មនិងកោសិកាលំហូរ។ សម្រាប់ការធ្វើតេស្តដំណាក់កាលដំបូងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ខ្នាត UP400S (400 វ៉ាត់) គឺសមរម្យណាស់។ វាអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ដំណើរការបាច់ក៏ដូចជាសម្រាប់ការ sonication ក្នុងតួ។ សម្រាប់ការធ្វើតេស្តដំណើរការនិងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពមុនពេលបង្កើនទំហំយើងសូមណែនាំប្រើ UIP1000hd (1000 វ៉ាត់)ខណៈដែលគ្រឿងបន្លាស់ទាំងនេះអាចផ្លាស់ប្តូរបានហើយលទ្ធផលត្រូវបានធ្វើមាត្រដ្ឋានលីនេអ៊ែរទៅនឹងសមត្ថភាពធំជាង។ សម្រាប់ការផលិតខ្នាតពេញលេញដែលយើងផ្តល់ជូននូវឧបករណ៍ ultrasonic រហូតដល់ទៅ 10kW និង 16 គ។ ស អំណាច ultrasonic ។ ចង្កោមនៃគ្រឿងទាំងនេះជាច្រើនផ្តល់នូវសមត្ថភាពកែច្នៃខ្ពស់។

យើងនឹងរីករាយក្នុងការគាំទ្រដំណើរការសាកល្បងរបស់អ្នកបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនិងពង្រីក។ និយាយជាមួយយើង អំពីឧបករណ៍សមរម្យឬ ទស្សនាមន្ទីរពិសោធន៍ដំណើរការរបស់យើង

ស្នើសុំពច្រើនទៀត!

សូមបំពេញសំណុំបែបបទនេះដើម្បីស្នើសុំព័ត៌មានបន្ថែមអំពី sonocatalysis និង catalysis ជួយ ultrasonically ។









សូមចំណាំរបស់យើង គោលការណ៍​ភាព​ឯកជន


អក្សរសិល្ប៍លើ Sonocatalysis និង Catalysis ជំនួយ Ultrasonically

Suslick ឃេរបស់ S .; Didenko, អ៊ី .; ហ្វាងអិម M បាន .; Hyeon ក្រុមហ៊ុន T .; Kolbeck, ឃេ J, .; McNamara បានបាត់បង់, ដបុលយូខ III បាន; Mdleleni, លោក M. M បាន .; លោក Wong, លោក M. (1999): សូរស័ព្ទ cavitation និងផលវិបាកគីមី, នៅក្នុង: លោក Phil ។ ឆ្លងកាត់។ លោក Roy ។ ខេត្ត Soc ។ មួយ, 1999, 357, 335-353 ។

Suslick, KS; Skrabalak, SE (2008): "Sonocatalysis" នៅក្នុងសៀវភៅដៃនៃ Catalysis Heterogeneous, vol ។ 4; Ertl, G; Knzinger, H .; Schth, F .; Weitkamp, J. , Eds .; Wiley-VCH: Weinheim, ឆ្នាំ 2008, ទំព័រ 2006-2017 ។