Hielscher ultragarso technologijos

Sonocatalysis – Ultragarsinė katalizė

Ultragarsu įtakoja katalizatorius reaktyvumas per katalizės sustiprintas masinio perdavimo ir energijos sąnaudų. Be įvairiarūšės katalizės, kai katalizatorius yra kitame etape reagentai, ultragarso dispersija padidina paviršiaus plotas prieinamas reagentai.

Sonokatallizės fonas

Katalizė-tai procesas, kurio metu cheminė reakcija padidėja (arba sumažėjęs) katalizatoriumi. Daugelio chemikalų gamyba apima katalizės. Įtaka reakcijos dažniui priklauso nuo reaktantų sąlyčio dažnio nustatymo etape. Apskritai, katalizatoriai padidinti reakcijos greitį ir sumažinti aktyvinimo energijos teikiant alternatyvių reakcijos keliu į reakcijos produktą. Dėl šios katalizatoriai reaguoja su vienu ar daugiau reagentai suformuoti tarpinių, kad vėliau pateikti galutinį produktą. Pastarasis žingsnis regeneruoja katalizatorius. Parašyti mažinant aktyvacijos energijos, daugiau molekulių susidūrimų yra energijos, reikalingos pasiekti pereinamosios būsenos. Kai kuriais atvejais naudojami katalizatoriai pakeisti cheminės reakcijos selektyvumą.

Sonocatalysis: Diagram illustrates the effect of a catalyst in a chemical reaction X+Y to produce Z as Diagrama dešinėje rodo katalizatoriaus poveikį cheminei reakcijai X + Y, kuri gamina Z. Katalizatorius suteikia alternatyvų kelią (žalia) su mažesniu aktyvavimo energetika EA.

Poveikis ultragarsu

Akustinis bangos ilgis skysčiuose svyruoja nuo maždaug 110 iki 0,15 mm dažniams nuo 18 kHz iki 10 MHz. Tai gerokai viršija molekulinius matmenis. Dėl šios priežasties nėra tiesioginio akustinio lauko sujungimo su cheminių rūšių molekulėmis. Ultragarso poveikis yra didelis rezultatas dėl Ultragarsinė kavitacija skysčių. Todėl, ultragarsu padeda katalizės reikalauja bent vieną reagento būti skystoje fazėje. Ultragarsu padeda įvairiarūšės ir homogeniška katalizės įvairiais būdais. Individualus poveikis gali būti skatinamas arba sumažintas pritaikymas ultragarso amplitudės ir skysčio slėgis.

Ultragarso išsklaidyti ir emulsinimo

Cheminės reakcijos, susijusios su reagentais ir daugiau kaip vienos fazės katalizatoriumi (nevienalytė katalizė), apsiriboja fazės riba, nes tai yra vienintelė vieta, kurioje yra reagentas ir katalizatorius. Reagentų ir katalizatoriaus poveikis vienas kitam yra daugelio fazių cheminių reakcijų pagrindinis veiksnys. Dėl šios priežasties specifinė paviršiaus ploto fazės riba tampa įtakinga cheminės reakcijos norma.

Grafinis vaizdas rodo koreliaciją tarp dalelių dydžio ir paviršiaus plotoUltragarsu yra labai veiksminga priemonė kietųjų dalelių sklaidos ir skysčių emulsinių. Mažinant dalelių/lašelių dydį, bendras fazės ribos paviršiaus plotas tuo pačiu metu didėja. Kairėje esančiame grafike parodyta koreliacija tarp dalelių dydžio ir paviršiaus ploto, jei tai yra sferinės dalelės arba lašeliai (Spustelėkite, jei didesnį vaizdą!). Kaip fazės ribos paviršius didėja taip pat cheminės reakcijos greitis. Daugeliui medžiagų ultragarso kavitacija gali padaryti daleles ir lašelius labai baudos dydis – dažnai gerokai žemiau 100 nanometrų. Jei dispersija arba emulsija tampa bent laikinai stabili, taikant Ultrasonics gali būti reikalaujama tik pradiniame etape cheminės reakcijos. Inline ultragarso reaktorius pradinio maišymo reagentai ir katalizatorius gali generuoti baudos dydis dalelių/lašelių per labai trumpą laiką ir didelio srauto normas. Jis gali būti taikomas net labai klampus žiniasklaida.

Masinis perkėlimas

EmulsijaKai reagentai reaguoja fazėje, cheminės reakcijos produktai kaupiasi kontaktiniame paviršiuje. Tai blokuoja kitų reagentų molekulių sąveiką šioje fazėje. Mechaninės šlyties jėgos, kurias sukelia kavitacijos srovės srautai ir akustinis srautas, lemia turbulentinį srautą ir medžiagų transportavimą iš dalelių arba lašelių paviršių ir į juos. Lašelių atveju didelė šlyties gali sukelti kosenciją ir vėlesnį naujų lašelių susidarymą. Laikui bėgant progresuojant cheminei reakcijai, gali reikėti pakartotinio ultragarso, pvz., dviejų pakopų arba recirkuliacijos, kad padidinti reagentų ekspoziciją..

Energijos sąnaudos

Ultragarsinė kavitacija yra unikalus būdas įdėti energijos į chemines reakcijas. Didelio greičio skysčių čiurkšlių derinys, aukštas slėgis (>1000atm) ir aukšta temperatūra (>5000K), milžiniški šildymo ir vėsinimo tarifai (>109KS-1) pasireiškia lokaliai koncentruotas per implosive suspaudimo cavitational burbuliukai. Kenneth Suslick Sako: “Kavitacija yra neeilinis būdas sutelkti difuzinę garso energiją į chemiškai tinkamą formą.”

Padidėjęs reaktyvumas

Cavitational erozija dalelių paviršių generuoja unpassivated, labai reaguoja paviršių. Trumpalaikis aukšta temperatūra ir spaudimas prisideda prie molekulinį skilimą ir padidinti reaktyvumą daugelio cheminių rūšių. Ultragarso apšvitinimas gali būti naudojamas katalizatorių paruošimui, pvz., gaminti smulkių dalelių suvestinius rodiklius. Tai gamina amorfinius katalizatorių didelio specifinio paviršiaus dalelės Srityje. Dėl šios agregatacijos struktūros tokie katalizatoriai gali būti atskirti nuo reakcijos produktų (t. y. filtruojant).

Ultragarsinis valymas

Dažnai katalizė apima nepageidaujamus šalutinius produktus, užteršimus ar priemaišas reagentuose. Dėl to kietų katalizatorių paviršiuje gali skaidytis ir užsiteršti. Užsiteršimas sumažina veikiamą katalizatoriaus paviršių ir taip sumažina jo efektyvumą. Jo nereikia pašalinti nei proceso metu, nei perdirbimo intervalais naudojant kitas proceso chemines medžiagas. Ultragarsu yra veiksminga priemonė katalizatorių arba padėti katalizatoriaus perdirbimo procesui. Ultragarsinis valymas yra turbūt labiausiai paplitusi ir žinoma taikymo Ultrasonics. Iš cavitational skysčių purkštukai ir šoko bangos smūgis iki 104ATM gali sukurti lokalizuota šlyties jėgų, erozijos ir paviršiaus įdubimą. Dėl baudos dydžio dalelių, didelio greičio tarp dalelių susidūrimų sukelti paviršiaus erozija ir net šlifavimas ir frezavimas. Šie susidūrimai gali sukelti vietinę trumpalaikę smūgio temperatūrą apie 3000K. Suslick parodė, kad ultragarsu efektyviai pašalina paviršiaus oksido dangas. Tokių pasyvuojančių dangų pašalinimas smarkiai pagerina reakcijos normas įvairių reakcijų (Suslick 2008). Ultrasonics taikymas padeda sumažinti užsiteršimo problema kieto išsibarsčiusios katalizatorius katalizės metu ir prisideda prie valymo metu katalizatoriaus perdirbimo procesą.

Pavyzdžiai ultragarso katalizės

Yra daug pavyzdžių, ultragarsu padeda katalizės ir ultragarso paruošimas įvairiarūšės katalizatoriai. Rekomenduojame Sonocatalysis Kenneth Suslick straipsnis išsamaus įvado. Hielscher tiekia ultragarso reaktorių katalizatorių ar katalizės paruošimo, Biodyzelinas siurblyspavyzdžiui, katalizinis transesterifikacija metililsteriams gaminti (t. y. riebalų metilesteris = biodyzelinui).

Ultragarsinė įranga Sonocatalysis

Ultragarso reaktorius su 7 x 1kW ultragarsiniu procesoriumi UIP1000hdHielscher gamina Ultragarsiniai prietaisai naudoti ne bet kokio mastelio ir procesų įvairovė. Tai apima laboratorijos ardymo mažais flakonais, taip pat pramoniniai reaktoriai ir srauto elementai. Atliekant pirminį proceso bandymą laboratorijoje, UP400S (400 vatai) yra labai tinkamas. Jis gali būti naudojamas partijos procesus, taip pat inline ardymo. Kad proceso testavimas ir optimizavimas būtų atlikti iki mastelio, rekomenduojame naudoti UIP1000hd (1000 Watts), nes šie vienetai yra labai lengvai pritaikomi ir rezultatai turi būti sumažinta linijiniu su bet didesniu pajėgumu. Visos skalės gamybai siūlome ultragarsinius prietaisus iki 10kw ir 16kw Ultragarso galia. Kelių tokių vienetų grupės teikia labai aukštus perdirbimo pajėgumus.

Mums bus malonu remti jūsų procesą bandymai, optimizavimas ir masto iki. Pasikalbėkite su mumis apie tinkamą įrangą arba apsilankykite mūsų proceso laboratorijoje.

Užsisakykite daugiau informacijos!

Prašome užpildyti šią formą, kad prašytumėte daugiau informacijos apie sonokatalę ir ultragarsu padeda katalizę.









Atkreipkite dėmesį, kad mūsų Privatumo politika.


Literatūra apie Sonocatalysis ir ultragarsu padeda katalizės

Suslick, KS; Didenko, Y .; Fangas, MM; Hyeon, T .; Kolbeck, KJ; McNamara, WB III; Mdleleni, MM; Wong, M. (1999): Akustinė kavitacija ir jos cheminės pasekmės: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.

Suslick, K. S.; Skrabalak, S. E. (2008): “Sonocatalysis” Vadove įvairiarūšės katalizės, Vol. 4; Ertl, G.; , H.; Šth, F.; Weitkamp, J., EDS.; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, p. 2006-2017.