Hielscher ultragarso technologijos

Sonokeminė reakcija ir sintezė

Sonochemistry yra ultragarsinis taikymas cheminėms reakcijoms ir procesams. Mechanika, sukelianti sonocheminius poveikius skysčiuose, yra akustinės kavitacijos reiškinys.

Hielscher ultragarso laboratorija ir pramoniniai įrenginiai yra naudojami įvairių sonochemical procesus. Ultragarsinė kavitacija intensyvėja ir pagreitina cheminių reakcijų, pavyzdžiui, sintezės ir katalizės.

Sonokeminės reakcijos

Cheminių reakcijų ir procesų metu gali atsirasti toks sinheminis poveikis:

  • reakcijos greičio didėjimas
  • padidėja reakcijos išeiga
  • efektyvesnis energijos vartojimas
  • sonokemijos metodai, skirti perjungti reakcijos kelią
  • fazių perdavimo katalizatorių veikimo gerinimas
  • fazių perdavimo katalizatorių vengimas
  • žaliųjų ar techninių reagentų naudojimas
  • metalų ir kietųjų medžiagų aktyvinimas
  • reagentų ar katalizatorių reaktyvumo padidėjimas (Spustelėkite čia, jei norite sužinoti daugiau apie ultragarso pagalbinę katalizę)
  • dalelių sintezės tobulinimas
  • nanodalelių danga

Ultragarsinis kavitacijos skysčiuose

Kavitacija, tai yra skysčio burbuliukų formavimas, augimas ir implozyvus sutraukimas. Kavitacinis žlugimas sukelia intensyvų vietinį šildymą (~ 5000 K), aukštą slėgį (~ 1000 atm.) Ir milžiniškus šildymo ir aušinimo dažnius (>109 K / s) ir skysčio srauto (~ 400 km / h). (Suslick 1998)

Kavitacijos burbuliukai yra vakuuminiai burbuliukai. Vakuumas sukurtas greitai judančiu paviršiumi iš vienos pusės ir inertiniu skysčiu kitoje pusėje. Dėl to atsirandantys slėgio skirtumai padeda įveikti sūrio ir sukibimo jėgas skystyje.

Kavitacija gali būti gaminama įvairiais būdais, tokiais kaip Venturi purkštukai, aukšto slėgio purkštukai, didelės spartos rotacijos ar ultragarsiniai keitikliai. Visose šiose sistemose įėjimo energija virsta trintimi, sukilimais, bangomis ir kavitacija. Įvesties energijos dalis, kuri paverčiama kavavitacija, priklauso nuo kelių veiksnių, apibūdinančių skysčio kavitacijos generavimo įrangos judėjimą.

Pagreičio intensyvumas yra vienas iš svarbiausių veiksnių, turinčių įtakos efektyviam energijos transformavimui į kavitaciją. Aukštesnis pagreitis sukuria didesnius slėgio skirtumus. Tai, savo ruožtu, padidina tikimybę sukurti vakuuminius burbulus, o ne sukuriant bangas, skleidžiamas per skystį. Taigi, kuo didesnis pagreitis, tuo didesnė yra energijos, kuri virsta kavitacija, dalis. Ultragarsinio keitiklio atveju pagreičio intensyvumas yra apibūdinamas pagal svyravimo amplitudę.

Didesnė amplitudė leidžia efektyviau kurti kavitaciją. Hielscher Ultrasonics pramoniniai prietaisai gali sukurti amplitudes iki 115 μm. Šie aukšti amplitudžiai leidžia pasiekti didelės galios perdavimo santykį, o tai savo ruožtu leidžia sukurti didelės galios tankį iki 100 W / cm³.

Be intensyvumo, skystis turėtų būti pagreitintas taip, kad sukeltų minimalius nuostolius dėl sukrėtimų, trinties ir bangų susidarymo. Dėl to optimalus būdas yra vienašalio judėjimo kryptis.

Ultragarso naudojamas dėl jo poveikio procesuose, pavyzdžiui:

  • aktyvintų metalų paruošimas mažinant metalo druskas
  • generuojamas aktyvuotas metalas ultragarso būdu
  • sono-cheminė dalelių sintezė nusodinant metalus (Fe, Cr, Mn, Co) oksidai, pvz., naudojami kaip katalizatoriai
  • metalų arba metalo halogenų įmirkymas ant atramų
  • aktyvuotų metalo tirpalų paruošimas
  • reakcijos, susijusios su metalais in situ pagamintomis organoelementų rūšimis
  • reakcijos su nemetalinėmis kietomis medžiagomis
  • metalų, lydinių, ceolitų ir kitų kietųjų dalelių kristalizacija ir nusodinimas
  • paviršiaus morfologijos ir dalelių dydžio keitimas greitais tarpdalijiniais susidūrimais
    • amorfinių nanostruktūrinių medžiagų formavimas, įskaitant aukšto paviršiaus pluošto pereinamuosius metalus, lydinius, karbidus, oksidus ir koloidus
    • kristalų aglomeracija
    • išlyginimo ir pašalinimo pasyvus oksido danga
    • smulkių dalelių mikromanipuliacija (frakcionavimas)
  • kietųjų dalelių sklaidos
  • koloidų (Ag, Au, Q dydžio CdS) paruošimas
  • svečio molekulių interkalacija į neorganines sluoksnines kietas medžiagas
  • sono chemija polimerų
    • polimerų skaidymas ir modifikavimas
    • polimerų sintezė
  • organinių teršalų sonolizė vandenyje

Sonokemijos įranga

Dauguma minėtų sonocheminių procesų gali būti modifikuoti, kad jie veiktų sąveikaujant. Džiaugiamės galėdami Jums padėti pasirinkti sinocheminę įrangą, reikalingą jūsų perdirbimui. Moksliniams tyrimams ir procesų testavimui rekomenduojame naudoti mūsų laboratorinius įrenginius arba UIP1000hdT rinkinys.

Jei reikia, FM ir ATEX sertifikuotos ultragarso prietaisai ir reaktoriai (pvz UIP1000-Exd) yra prieinami ultravioletinių sprogimui užsidegančių cheminių medžiagų ir produktų sudėties pavojingose ​​aplinkose.

Užsisakykite daugiau informacijos!

Jei norite gauti daugiau informacijos apie sonokeminius metodus ir įrangą, naudokite žemiau esančią formą.









Atkreipkite dėmesį, kad mūsų Privatumo politika.


Ultragarsinė kavitacija keičia greitojo atsako reakcijas

Ultragarso signalizacija yra alternatyvus šilumos, slėgio, šviesos ar elektros mechanizmas cheminių reakcijų inicijavimui. Džefrio S. Moore, Charles R. Hickenboth ir jų komanda Ilinojaus universiteto Chemijos fakultetas, Urbana-Champaign naudojama ultragarso galia, kad suaktyvintų ir valdytų žiedo atidarymo reakcijas. Pagal ultragarsą cheminės reakcijos generuoja produktus, kurie skiriasi nuo tų, kuriuos numato orbitos simetrijos taisyklės (Nature 2007, 446, 423). Grupė susiejo mechaniškai jautrų 1,2-di-pakeistą benzociklobuteno izomerą su dviem polietilenglikolio grandinėmis, taikė ultragarso energiją ir analizavo didelius kiekius tirpalo, naudojant C13 branduolio magnetinio rezonanso spektroskopija. Spektrai parodė, kad tiek cis, tiek trans izomerai suteikia tą patį žiedo atidarytą produktą, kurį tikimasi iš trans izomero. Nors šiluminė energija sukelia atsitiktinį reaktorių brolio judėjimą, ultragarso mechaninė energija suteikia kryptis į atominius judesius. Todėl kakavito efektai efektyviai nukreipia energiją įtempdami molekulę, paverčiant galimą energijos paviršių.

Literatūra


Suslick, KS (1998): Kirk-Othmer chemijos technologijos enciklopedija; 4-asis leidimas. J. Wiley & Sūnūs: Niujorkas, 1998, t. 26, 517-541.

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.