Verbesserte Fischer-Tropsch Katalysatoren mat Sonication
Verbesserte Synthese vu Fischer-Tropsch Katalysatoren mat Ultraschall: Ultraschallbehandlung vu Katalysatorpartikel gëtt fir verschidden Zwecker benotzt. Ultrasonic Synthese hëlleft fir modifizéiert oder funktionaliséiert Nanopartikelen ze kreéieren, déi eng héich katalytesch Aktivitéit hunn. Verbrauchte a vergëfte Katalysatoren kënnen einfach a séier erholl ginn duerch eng Ultraschall-Uewerflächenbehandlung, déi inaktivéierend Fouling aus dem Katalysator läscht. Schlussendlech resultéiert d'Ultraschalldeagglomeratioun an d'Dispersioun zu enger eenheetlecher, mono-disperse Verdeelung vu Katalysatorpartikelen fir eng héich aktiv Partikeloberfläche a Massentransfer fir eng optimal katalytesch Konversioun ze garantéieren.
Ultraschall Effekter op Katalysator
Héich Kraaft Ultraschall ass bekannt fir säi positiven Afloss op chemesch Reaktiounen. Wann intensiv Ultraschallwellen an e flëssege Medium agefouert ginn, gëtt akustesch Kavitatioun generéiert. Ultraschall Kavitatioun produzéiert lokal extrem Bedéngungen mat ganz héijen Temperaturen vu bis zu 5.000K, Drock vun ca. 2.000atm, a Flëssegjets vu bis zu 280m/s Geschwindegkeet. De Phänomen vun der akustescher Kavitatioun a seng Auswierkungen op chemesch Prozesser ass bekannt ënner dem Begrëff Sonochemie.
Eng gemeinsam Uwendung vun Ultraschall ass d'Virbereedung vun heterogenen Katalysatoren: d'Ultraschall Kavitatiounskräften aktivéieren d'Uewerfläch vum Katalysator wéi d'Kavitational Erosioun onpassivéiert, héich reaktiv Flächen generéiert. Ausserdeem gëtt d'Masstransfer wesentlech verbessert duerch den turbulente Flëssegstroum. Déi héich Partikelkollisioun verursaacht duerch akustesch Kavitatioun läscht Uewerflächoxidbeschichtungen vu Pulverpartikelen, déi zu der Reaktivéierung vun der Katalysatorfläch resultéieren.
Ultrasonic Virbereedung vu Fischer-Tropsch Katalysatoren
De Fischer-Tropsch-Prozess enthält verschidde chemesch Reaktiounen, déi eng Mëschung aus Kuelemonoxid a Waasserstoff a flësseg Kuelewaasserstoffer ëmsetzen. Fir d'Fischer-Tropsch Synthese kënnen eng Vielfalt vu Katalysatoren benotzt ginn, awer am heefegste benotzt sinn d'Iwwergangsmetalle Kobalt, Eisen a Ruthenium. D'Héichtemperatur Fischer-Tropsch Synthese gëtt mat Eisenkatalysator operéiert.
Well Fischer-Tropsch Katalysatoren ufälleg sinn fir Katalysatorvergëftung duerch Schwefelhaltege Verbindungen, ass d'Ultraschallreaktivéierung vu grousser Wichtegkeet fir voll katalytesch Aktivitéit a Selektivitéit ze halen.
- Nidderschlag oder Kristalliséierung
- (Nano-) Partikel mat gutt kontrolléierter Gréisst a Form
- Modifizéiert a funktionaliséiert Uewerflächeigenschaften
- Synthese vun dotéierten oder Kär-Schuel Partikelen
- Mesoporous Strukturéierung
Ultraschall Synthese vu Core-Shell Katalysatoren
Core-Shell Nanostrukture sinn Nanopartikel verschlësselt a geschützt vun enger baussenzeger Schuel déi d'Nanopartikel isoléiert an hir Migratioun a Koaleszenz während de katalytesche Reaktiounen verhënnert.
Pirola et al. (2010) hunn Silica-ënnerstëtzt Eisen-baséiert Fischer-Tropsch Katalysatoren mat héich Belaaschtung vun aktive Metal virbereet. An hirer Studie gëtt gewisen datt d'Ultraschall assistéiert Imprägnatioun vun der Silica-Ënnerstëtzung d'Metallablagerung verbessert an d'Katalysatoraktivitéit erhéicht. D'Resultater vun der Fischer-Tropsch Synthese hunn d'Katalysatoren, déi duerch Ultrasonicatioun virbereet sinn, als déi effizient uginn, besonnesch wann d'Ultraschallimprägnatioun an der Argonatmosphär gemaach gëtt.
UIP2000hdT – 2kW mächteg Ultrasonicator fir Nano-Partikel ze behandelen.
Ultraschall Katalysator Reaktivéierung
Ultrasonic Partikeloberflächebehandlung ass eng séier a liicht Method fir verbraucht a vergëfte Katalysatoren ze regeneréieren an ze reaktivéieren. D'Regeneratiounsbarkeet vum Katalysator erlaabt seng Reaktivéierung a Wiederverwendung an ass domat e wirtschaftlechen an ëmweltfrëndleche Prozess Schrëtt.
Ultrasonic Partikelbehandlung läscht inaktivéierend Fouling a Gëftstoffer aus dem Katalysatorpartikel, déi Site fir katalytesch Reaktioun blockéieren. D'Ultraschallbehandlung gëtt dem Katalysatorpartikel eng Surface Jet Wash, doduerch Oflagerungen aus der katalytesch aktive Site ewechzehuelen. No Ultraschall gëtt d'Katalysatoraktivitéit op déiselwecht Effektivitéit wéi frësche Katalysator restauréiert. Ausserdeem brécht d'Sonication Agglomeraten a bitt eng homogen, eenheetlech Verdeelung vu mono-dispergéierte Partikelen, wat d'Partikelfläche an doduerch den aktive katalytesche Site erhéicht. Dofir gëtt d'Ultraschall Katalysator Erhuelung a regeneréierte Katalysatoren mat enger héijer aktiver Uewerfläch fir verbesserte Massentransfer.
Ultrasonic Katalysator Regeneratioun funktionnéiert fir Mineral- a Metallpartikelen, (meso-) poröse Partikelen an Nanokomposite.
High Performance Ultrasonic Systemer fir Sonochemistry
Hielscher Ultrasonics’ industriell Ultraschallprozessoren kënne ganz héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar. D'Robustitéit vun der Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun bei schwéierer Pflicht an an usprochsvollen Ëmfeld.
Eis Clientë sinn zefridden mat der aussergewéinlecher Robustheet an Zouverlässegkeet vun den Hielscher Ultrasonic Systemer. D'Installatioun a Felder vun der schwéierer Applikatioun, erfuerderlechen Ëmfeld an 24/7 Operatioun suergt fir effizient a wiertschaftlech Veraarbechtung. Ultrasonic Prozessintensivéierung reduzéiert d'Veraarbechtungszäit an erreecht besser Resultater, also méi héich Qualitéit, méi héich Ausbezuelen, innovativ Produkter.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 0,5 bis 1,5 ml | na | VialTweeter |
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Literatur / Referenzen
- Hajdu Viktória; Prekob Ádám; Muránszky Gábor; Kocserha István; Kónya Zoltán; Fiser Béla; Viskolcz Béla; Vanyorek László (2020): Catalytic activity of maghemite supported palladium catalyst in nitrobenzene hydrogenation. Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis 2020.
- Pirola, C.; Bianchi, C.L.; Di Michele, A.; Diodati, P.; Boffito, D.; Ragaini, V. (2010): Ultrasound and microwave assisted synthesis of high loading Fe-supported Fischer–Tropsch catalysts. Ultrasonics Sonochemistry, Vol.17/3, 2010, 610-616.
- Suslick, K. S.; Skrabalak, S. E. (2008): Sonocatalysis. In: Handbook of Heterogeneous Catalysis. 8, 2008, 2007–2017.
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, Vol. 26, 1998, 517-541.
- Suslick, K.S.; Hyeon, T.; Fang, M.; Cichowlas, A. A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering A204, 1995, 186-192.
Fakten Worth Wëssen
Applikatioune vu Fischer-Tropsch Katalysatoren
D'Fischer-Tropsch Synthese ass eng Kategorie vu katalytesche Prozesser, déi an der Produktioun vu Brennstoffer a Chemikalien aus Synthesegas (Mëschung aus CO an H) applizéiert ginn.2), wat ka sinn
ofgeleet aus Naturgas, Kuel oder Biomass de Fischer-Tropsch Prozess, en Iwwergangsmetallhaltege Katalysator gëtt benotzt fir Kuelewaasserstoff aus de ganz Basisausgangsmaterialien Waasserstoff a Kuelemonoxid ze produzéieren, déi aus verschiddene Kuelestoffhaltege Ressourcen wéi Kuel ofgeleet kënne ginn. , Äerdgas, Biomass, a souguer Offall.