Hielscher Echografietechniek

Verbeterde Fischer-Tropsch Katalysatoren met Sonication

Verbeterde synthese van Fischer-Tropsch Katalysatoren met ultrageluid: Ultrasone behandeling van katalysatordeeltjes wordt voor verschillende doeleinden gebruikt. Ultrasone synthese helpt om gemodificeerde of gefunctionaliseerde nanodeeltjes te creëren, die een hoge katalytische activiteit hebben. De gebruikte en vergiftigde katalysatoren kunnen gemakkelijk en snel worden hersteld door een ultrasone oppervlaktebehandeling, die de inactiverende vervuiling van de katalysator verwijdert. Ten slotte resulteert ultrasone deagglomeratie en dispersie in een uniforme, mono-dispersieve verdeling van de katalysatordeeltjes om een hoog actief deeltjesoppervlak en massa-overdracht te garanderen voor een optimale katalytische conversie.

Ultrasone effecten op de katalysator

High power ultrasound staat bekend om zijn positieve invloed op chemische reacties. Wanneer intense ultrasone golven in een vloeibaar medium worden ingebracht, ontstaat er een akoestische cavitatie. Ultrasone cavitatie produceert lokaal extreme omstandigheden met zeer hoge temperaturen tot 5.000K, een druk van ca. 2.000atm en vloeistofstralen tot 280m/s snelheid. Het fenomeen van de akoestische cavitatie en de effecten daarvan op chemische processen is bekend onder de term sonochemie.
Een veel voorkomende toepassing van ultrasonica is de bereiding van heterogene katalysatoren: de ultrasone cavitatiekrachten activeren het oppervlak van de katalysator, omdat cavitatie-erosie ongeassivateerde, zeer reactieve oppervlakken genereert. Bovendien wordt de massaoverdracht aanzienlijk verbeterd door de turbulente vloeistofstroming. De hoge deeltjesbotsing, veroorzaakt door akoestische cavitatie, verwijdert de oppervlakteoxidelagen van poederdeeltjes, wat resulteert in de reactivering van het katalysatoroppervlak.

Ultrasone voorbereiding van Fischer-Tropsch Katalysatoren

Het Fischer-Tropsch proces bevat verschillende chemische reacties die een mengsel van koolmonoxide en waterstof omzetten in vloeibare koolwaterstoffen. Voor de Fischer-Tropsch-synthese kunnen verschillende katalysatoren worden gebruikt, maar de meest gebruikte zijn de overgangsmetalen kobalt, ijzer en ruthenium. De hoge temperatuur Fischer-Tropsch synthese wordt bediend met een ijzerkatalysator.
Aangezien Fischer-Tropsch-katalysatoren gevoelig zijn voor katalysatorvergiftiging door zwavelhoudende verbindingen, is de ultrasone reactivering van groot belang om de volledige katalytische activiteit en selectiviteit te behouden.

Voordelen van ultrasone katalysatorsynthese

  • Neerslag of kristallisatie
  • (Nano-) Deeltjes met goed gecontroleerde grootte en vorm
  • Gewijzigde en gefunctionaliseerde oppervlakte-eigenschappen
  • Synthese van gedoteerde of korenschaaldeeltjes
  • Mesoporeuze structurering

Ultrasone Synthese van Kern-schaal-catalysatoren

Core-shell nanostructuren zijn nanodeeltjes die zijn ingekapseld en beschermd door een buitenste schil die de nanodeeltjes isoleert en hun migratie en coalescentie tijdens de katalytische reacties voorkomt.

Pirola et al. (2010) hebben silica-ondersteunde ijzeren katalysatoren op basis van Fischer-Tropsch met een hoge belasting van actief metaal voorbereid. In hun studie wordt aangetoond dat de ultrasoon geassisteerde impregnering van de silica drager de metaalafzetting verbetert en de activiteit van de katalysator verhoogt. De resultaten van de Fischer-Tropsch-synthese hebben aangetoond dat de door ultrasoonbehandeling bereide katalysatoren het meest efficiënt zijn, met name wanneer de ultrasoonimpregnering in argonatmosfeer wordt uitgevoerd.

UIP2000hdT - 2kW ultrasonicator voor vloeistof-vaste processen.

UIP2000hdT – 2kW krachtige ultrasonicator voor de behandeling van nanodeeltjes.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone Katalysator Reactivering

Ultrasone deeltjes oppervlaktebehandeling is een snelle en gemakkelijke methode om gebruikte en vergiftigde katalysatoren te regenereren en te reactiveren. De regenereerbaarheid van de katalysator maakt reactivering en hergebruik mogelijk en is daarmee een economische en milieuvriendelijke processtap.
Ultrasone deeltjesbehandeling verwijdert inactiverende vervuiling en onzuiverheden uit het katalysatordeeltje, die plaatsen voor een katalytische reactie blokkeren. De ultrasone behandeling geeft het katalysatordeeltje een oppervlaktestraalwassing, waardoor afzettingen van de katalytisch actieve plaats worden verwijderd. Na ultrasoonbehandeling wordt de activiteit van de katalysator weer even effectief als die van een verse katalysator. Bovendien breekt sonicatie de agglomeraten en zorgt voor een homogene, gelijkmatige verdeling van de monogedispergeerde deeltjes, waardoor het deeltjesoppervlak en daarmee de actieve katalytische plaats wordt vergroot. Vandaar dat ultrasone katalysatorrecuperatie in geregenereerde katalysatoren met een hoog actief oppervlak voor een betere massatransfer oplevert.
Ultrasone katalysatorregeneratie werkt voor minerale en metalen deeltjes, (meso-)poreuze deeltjes en nanocomposieten.

Hoogwaardige ultrasone systemen voor Sonochemie

Ultrasone processor UIP4000hdT, een 4kW krachtige ultrasone reactorHielscher Ultrasonics’ industriële ultrasone processoren kunnen zeer hoge amplitudes leveren. Amplituden tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden gebruikt in 24/7 werking. Voor nog hogere amplitudes zijn op maat gemaakte ultrasone sonotrodes beschikbaar. De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24 uur per dag, 7 dagen per week, 24 uur per dag, 7 dagen per week en in veeleisende omgevingen mogelijk.
Onze klanten zijn tevreden over de uitstekende robuustheid en betrouwbaarheid van de systemen van Hielscher Ultrasonic. De installatie in zware toepassingen, veeleisende omgevingen en 24 uur per dag, 7 dagen per week en 7 dagen per week zorgt voor een efficiënte en economische verwerking. Ultrasone procesintensivering verkort de verwerkingstijd en levert betere resultaten op, d.w.z. hogere kwaliteit, hogere opbrengsten en innovatieve producten.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
00,5 tot 1,5 ml na VialTweeter
1 tot 500 ml 10 tot 200 ml / min UP100H
10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 tot 20L 0.2 tot 4L / min UIP2000hdT
10 tot 100L 2 tot 10 l / min UIP4000hdT
na 10 tot 100 l / min UIP16000
na grotere cluster van UIP16000

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier om aanvullende informatie aan te vragen over ultrasone synthese en herstel van katalysatoren. Wij bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem aan dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Literatuur / Referenties

  • 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.



Feiten die de moeite waard zijn om te weten

Toepassingen van Fischer-Tropsch Katalysatoren

De Fischer-Tropsch-synthese is een categorie van katalytische processen die worden toegepast bij de productie van brandstoffen en chemicaliën uit synthesegas (mengsel van CO en H2), wat kan zijn
afgeleid van aardgas, steenkool of biomassa het Fischer-Tropsch proces, een overgangsmetaalhoudende katalysator wordt gebruikt voor de productie van koolwaterstoffen uit de basisgrondstoffen waterstof en koolmonoxide, die kunnen worden afgeleid uit verschillende koolstofhoudende bronnen zoals steenkool, aardgas, biomassa, en zelfs afval.