Hielscher Хэт авианы технологи

Sonocatalysis – Ultrasonically Assisted Catalysis

Ultrasonication нь масс шилжүүлэлт, энергийн оролтыг сайжруулснаар катализаторын үед каталист идэвхжилд нөлөөлдөг. Химийн урвал явуулдаг катализатор нь катализаторыг өөр өөр үе шатанд урвалжууд руу дамжуулах үед хэт авианы тархалтыг гадаргуугийн талбайн урвалжуудад ашиглах боломжтой болгодог.

Sonocatalysis-ийн үндэс

Катализаци нь а химийн урвал ихсэж байна (эсвэл буурсан) хурдасгагчаар. Олон тооны химийн бодис үйлдвэрлэх нь катализаторыг агуулдаг. Реактив дахь нөлөөлөл нь хурдыг тодорхойлох үе дэх реакторын контактын давтамжаас хамаарна. Ерөнхийдөө катализатор нь урвалын хурдыг нэмэгдүүлж, урвалын бүтээгдэхүүнд өөр өөр урвалын замыг өгөх замаар идэвхжүүлсэн энергийг бууруулдаг. Үүний тулд катализаторууд нэг ба түүнээс дээш тооны урвалжуудтай урвалд орж, завсрын бүтээгдэхүүнийг эцсийн бүтээгдэхүүнд өгдөг. Сүүлчийн алхам нь катализаторыг нөхөн сэргээж өгдөг. Нь Идэвхжүүлэх энергийг багасгах, илүү их молекулын мөргөлдөөн нь шилжилтийн төлөвт хүрэхэд шаардагдах энергитэй байна. Зарим тохиолдолд катализаторыг ашиглаж байгаа нь химийн урвалын сонгомолыг өөрчилдөг.

Sonocatalysis: Diagram illustrates the effect of a catalyst in a chemical reaction X+Y to produce Z The диаграмм Баруун талд нь Z + үйлдвэрлэхэд химийн урвалын X + Y-ийн хурдасгуурыг харуулав. Катализатор нь эрчим хүчний Ea идэвхжүүлэлт бүхий өөр зам (ногоон) -ыг бий болгодог.

Ultrasonication -ийн үр нөлөө

Шингэн дэх акустик долгионы урт нь ойролцоогоор хэлбэлздэг. 18 кГц ба 10 МГц давтамжийн хувьд 110-115 мм байна. Энэ нь молекулын хэмжээнээс хамаагүй өндөр юм. Энэ шалтгааны улмаас акустик талбайг химийн зүйлийн молекулуудтай шууд холбодоггүй. Хэт авианы үр нөлөө нь ихээхэн хэмжээний үр дүн юм хэт авианы х ндий шингэн дотор байна. Тиймээс ultrasonically assisted catalysis нь шингэн үе шатанд дор хаяж нэг урвалж шаарддаг. Ultrasonication нь олон төрлийн ба нэг төрлийн катализаторт нөлөөлдөг олон талаар. Хувь хүний нөлөө нь хэт авианы далайц ба шингэний даралтыг зохицуулах чадварыг сайжруулж болно.

Хэт авианы шахуурга ба эмульс

Урвалжууд ба нэгээс олон фазын катализаторын оролцоотой химийн урвалууд (гетерогенийн катализ) нь фазын хил хязгаарлагдмал байдаг тул энэ нь урвалж, түүнчлэн катализатор байдаг цорын ганц газар юм. Урвалж болон катализаторын бие биедээ үзүүлэх нь a олон фаз дахь химийн урвалын гол хүчин зүйл юм. Энэ шалтгааны улмаас фазын хилийн гадаргуугийн талбай нь урвалын химийн түвшинд нөлөө үзүүлдэг.

График нь бөөмийн хэмжээ болон гадаргуун талбай хоорондын хамаарлыг харуулж байнаUltrasonication нь маш үр дүнтэй арга юм Хатуу дисперсийн болон шингэний эмульсБайна. Бөөмийн / дуслын хэмжээг багасгаснаар фазын хилийн гадаргуугийн нийт талбай нэгэн зэрэг нэмэгдэнэ. Зүүн талд байгаа график нь бөмбөрцөг буюу дусал хэлбэртэй тохиолдолд бөөмийн хэмжээ ба гадаргуугийн хоорондох хамаарлыг харуулна (Том харах товчин дээр дарна уу!). Фазын хилийн гадаргуу ихсэх тусам химийн урвалын хурд нэмэгддэг. Олон материалын хувьд хэт авианы кавитаци нь бөөм, дусал үүсгэж болно маш сайн хэмжээ – 100 нанометрээс бага байдаг. Хэрвээ дисперс эсвэл эмульс түр хугацаанд тогтвортой болбол хэрэглэнэ Ultrasonics зөвхөн эхний үе шатанд шаардагдаж болно химийн урвалын тухай. Реагент болон катализаторын анхдагч хольцны хэт авианы реактор нь маш бага хугацаанд, өндөр урсгалын хурдаар нарийн ширхэгтэй тоосонцор / дусал бий болгодог. Энэ нь маш их наалдамхай тэжээлд хэрэглэж болно.

Mass-Transfer

ЭмульсУрвалжууд фазын хил дээр урвалд орвол химийн урвалын бүтээгдэхүүнүүд холбоо барих гадаргуу дээр хуримтлагддаг. Энэ нь бусад урвалж молекулуудыг энэ фазын хил дээр харилцан үйлчлэхээс хамгаалдаг. Кавитацийн тийрэлтэт урсгал ба акустик урсгалын улмаас үүссэн механик зүсэлтийн хүч нь булингартай урсгал, материалын хэсгүүдээс бөөм болон дуслын гадаргуу руу шилждэг. Хэрэв дуслууд байвал өндөр шилжилт нь нэгдэх, дараа нь шинэ дусал үүсэхэд хүргэдэг. Химийн урвал цаг хугацаа өнгөрөх тусам давтан sonication, жишээлбэл хоёр үе шаттай эсвэл дахин эргэлт хийхийг шаардаж болно урвалж бодисын хэмжээг ихэсгэх.

Эрчим хүчний оролт

Хэт авианы х ндий нь давтагдашгүй арга юм эрчим хүчийг химийн урвал болгон хувиргана. Өндөр хурдны шингэний тийрэлтэт, өндөр даралт>1000мм) ба өндөр температур (>5000К), асар их халаалт, хөргөлтийн хэмжээ (>109Ks-1) нь cavitational бөмбөлгийн implosive шахалтын үед төвлөрдөг. Кеннет Суслик хэлэхдээ “Кавитаци нь дууны сарнисан энергийг химийн хувьд ашиглах боломжтой хэлбэрт төвлөрүүлэх онцгой арга юм.”

Урвалын идэвх нэмэгдэнэ

Бөөмийн гадаргуу дээр кварцын элэгдэл үлдэгдэл, өндөр урвал бүхий гадаргууг үүсгэдэг. Богино хугацаанд өндөр температур, дарамт нь хувь нэмэр оруулдаг молекулын задрал ба урвалын идэвхийг нэмэгдүүлнэ олон тооны химийн зүйлүүд. Хэт авианы цацрагийг катализаторыг бэлтгэхэд ашиглаж болно. Жишээлбэл, нарийн ширхэгтэй тоосонцрыг үйлдвэрлэх. Энэ нь аморф хурдасгагч үүсгэдэг Өндөр онцгой гадаргуугийн тоосонцор талбай. Энэ нийлмэл бүтцийн улмаас ийм урвалууд нь урвалын бүтээгдэхүүнээс (өөрөөр хэлбэл шүүлтүүрээр) салж болно.

хэт авианы цэвэрлэгээ

Ихэнх тохиолдолд катализ нь хүсээгүй нэмэлт бүтээгдэхүүн, урвалж дахь бохирдол эсвэл хольцыг агуулдаг. Энэ нь хатуу катализаторын гадаргуу дээр доройтол, гаж нөлөө үүсгэдэг. Бохируулах нь ил гарсан катализаторын гадаргууг бууруулдаг тул түүний үр ашгийг бууруулдаг. Үүнийг процессын явцад эсвэл бусад процессын химийн бодисыг ашиглан дахин боловсруулах интервалаар устгах шаардлагагүй. Ultrasonication нь үр дүнтэй арга юм цэвэр катализатор буюу катализаторыг дахин боловсруулах процессод туслах. Хэт авианы цэвэрлэгээ нь хэт авианы хамгийн түгээмэл, мэддэг хэрэглүүр юм. 10 хүртэлх каучукийн шингэн тийрэлтэт болон шок долгионыг саатуулж байна4Атм нь орон зайн шилжилтийн хүч, элэгдэл болон гадаргуугийн нүх сүвийг үүсгэдэг. Нарийн ширхэгтэй тоосонцоруудын хувьд өндөр хурдтай хэсгүүдийн мөргөлдөөн нь гадаргуугийн эвдрэлд хүргэдэг нунтаглах болон тээрэмдэх. Эдгээр мөргөлдөөнүүд нь орон нутгийн цаг уурын нөлөөллийн температур ойролцоо болох юм. 3000K. Suslick ultrasonication үр дүнтэй гэж үзсэн гадаргуугийн исэлийн гадаргууг арилгадаг. Идэвхгүй гадаргууг арилгах нь янз бүрийн урвалын хариу урвалын түвшинг эрс сайжруулдаг (Суслик 2008). Хэт давсны хэрэглээ нь катализаторын үед хатуу тархалттай катализаторын бохирдлыг бууруулж, катализаторыг дахин боловсруулах явцад цэвэрлэхэд хувь нэмэр оруулдаг.

Хэт авианы оношийн жишээ

Ultrasonically assisted catalysis болон хэт авианы бэлдмэлийн катализаторын олон тооны жишээ байдаг. Бид санал болгож байна Sonocatalysis Kenneth Suslick-ийн нийтлэл дэлгэрэнгүй танилцуулга. Hielscher катализатор эсвэл катализатор бэлтгэх нь хэт авианы реактор нийлүүлдэг, Биодизель шахуургаЖишээ нь метиллогчийн үйлдвэрлэлийн каталистик транссестицид (өөрөөр хэлбэл, өөх метилерг = биодизель).

Хэт авианы тоног төхөөрөмж Sonocatalysis

7 х 1kw хэт авианы процессор нь хэт авианы реактор UIP1000hdHielscher нь ашиглах хэт авианы төхөөрөмж үйлдвэрлэдэг ямар ч хэмжээний a үйл явцын олон янз байдал. Энэ нь лабораторийн sonication жижиг шилэн саванд хийж болно үйлдвэрийн реактор, урсгалын эсүүд. Лабораторийн анхан шатны процессын хувьд UP400S (400 ватт) маш тохиромжтой. Энэ нь зуурмагийн процесс, түүнчлэн inline sonication нь ашиглаж болно. Өргөтгөхийн өмнө процессийн шалгалт болон оновчлолын хувьд бид үүнийг ашиглахыг зөвлөж байна UIP1000hd (1000 ватт), энэ нэгж нь маш дасан зохицох боломжтой бөгөөд үр дүнгүүд нь ямар ч том хүчин чадлын шугаман хэмжээгээр томруулдаг. Бүрэн хэмжээний үйлдвэрлэлийн хувьд бид хэт авианы төхөөрөмж санал болгож байна 10KW болон 16kW хэт авианы хүч. Ийм хэд хэдэн нэгжийн кластер маш их боловсруулах хүчин чадалтай байдаг.

Бидний үйл явцыг турших, оновчлох, өргөжүүлэхэд тань баяртай байх болно. Бидэнтэй ярилц тохиромжтой тоног төхөөрөмж эсвэл Манай үйл ажиллагааны лабораторид зочилно уу.

Нэмэлт мэдээлэл хүсэх!

Sonocatalysis болон хэт авианы тусламжтайгаар катализын талаар нэмэлт мэдээлэл авах бол энэ маягтыг бөглөнө үү.









Биднийг анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


Химокатализацийн болон хэт авианы тусламжтай булчингийн тухай ном

Suslick, K. S .; Didenko, Y .; Fang, M. М .; Hyeon, T .; Kolbeck, K. J .; Мак Намара төржээ, W. Б. III; Mdleleni, M. М .; Вонг, M. (1999): Филд: нь акустик х ндий болон түүний химийн үр дагавар. Транс. Рой. SOC. A, 1999, 357, 335-353.

Suslick, KS; Skrabalak, SE (2008): “Sonocatalysis” Гетерогений гарын авлагад байгаа ном, 4; Ertl, G .; Knzinger, H .; Schth, F .; Weitkamp, J., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, хуудас 2006-2017.