Sonochemische reactie en synthese

Sonochemistry is de toepassing van ultrageluid om chemische reacties en processen. Het mechanisme waardoor sonochemische effecten in vloeistoffen is het fenomeen van akoestische cavitatie.

Hielscher ultrasone laboratorium- en industriële apparaten worden gebruikt in een breed scala van sonochemische processen. Ultrasone cavitatie intensiveert en versnelt chemische reacties zoals synthese en katalyse.

Sonochemical Reacties

De volgende sonochemische effecten kunnen worden waargenomen in chemische reacties en processen:

  • verhoging van de reactiesnelheid
  • toename reactie uitvoer
  • efficiënter energieverbruik
  • sonochemische werkwijzen voor het schakelen van reactieweg
  • prestatieverbetering van fasenoverdrachtskatalysators
  • vermijding van faseoverdrachtkatalysatoren
  • gebruik van ruwe of technische reagentia
  • activering van metalen en vaste stoffen
  • verhoging van de reactiviteit van de reagentia of katalysatoren (Klik hier voor meer informatie over ultrasoon bijgestaan ​​katalyse gelezen)
  • verbetering deeltje synthese
  • coating van nanodeeltjes

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone homogeisers geïnstalleerd als cluster van 7x UIP1000hdT (7x 1kW)

7 ultrasone homogenisatoren van de model UIP1000hdT (7x 1kW ultrasoon vermogen) geïnstalleerd als cluster voor sonochemische reacties op industriële schaal.

Ultrasone cavitatie in vloeistoffen

Cavitatie, dat is de vorming, groei en implosieve ineenstorting van bellen in een vloeistof. Cavitatie ineenstorting produceert intense lokale verwarming (~ 5000 K), hoge drukken (~ 1000 atm) en enorme verwarmings- en koelsnelheden (>109 K / sec) en vloeistofstraalstromen (~ 400 km / h). (Suslick 1998)

Cavitatie met behulp van de UIP1000hd:

Deze video toont ultrasone / akoestische cavitatie in water - gegenereerd door de Hielscher UIP1000. Ultrasone cavitatie wordt gebruikt voor vele vloeibare toepassingen.

Ultrasone cavitatie in vloeistoffen met behulp van de UIP1000

Cavitatiebubbels zijn vacuümbelletjes. Het vacuum wordt gecreëerd door een snel bewegend oppervlak aan één zijde en een inert vloeibaar anderzijds. De resulterende drukverschillen dienen om de cohesie en adhesie krachten binnen de vloeistof te overwinnen.

Cavitatie kan op verschillende manieren worden geproduceerd, zoals Venturi-spuitmonden, hogedrukspuitmonden, rotatie met hoge snelheid of ultrasone transducers. In al die systemen wordt de inputenergie omgezet in wrijving, turbulenties, golven en cavitatie. De fractie van de ingangsenergie die in cavitatie wordt omgezet, hangt af van verschillende factoren die de beweging van de cavitatievormende apparatuur in de vloeistof beschrijven.

De intensiteit van de versnelling is een van de belangrijkste factoren die de efficiënte omzetting van energie in cavitatie. Hogere versnelling creëert hogere drukverschillen. Dit verhoogt de kans op het ontstaan ​​van vacuüm bellen in plaats van het creëren van voortplanten door de vloeistof. Hoe hoger dus de versnelling hoe hoger de fractie van de energie die wordt omgezet in cavitatie. Indien een ultrasone transducent wordt de intensiteit van de versnelling beschreven door de trillingsamplitude.

Hogere amplituden resulteren in een effectievere creatie van cavitatie. De industriële apparaten van Hielscher Ultrasonics kunnen amplitudes tot 115 μm genereren. Deze hoge amplitudes zorgen voor een hoge transmissieverhouding, wat op zijn beurt het mogelijk maakt om hoge vermogensdichtheden tot 100 W / cm³ te creëren.

Behalve de intensiteit moet de vloeistof worden versneld op een manier die minimale verliezen in termen van turbulenties, wrijving en golfopwekking creëren. Hiervoor is de optimale manier is een eenzijdige bewegingsrichting.

Ultrageluid wordt gebruikt vanwege de effecten in processen zoals:

  • bereiding van geactiveerde metalen door reductie van metaalzouten
  • generatie van geactiveerde metalen door sonicatie
  • sonochemische synthese van deeltjes door precipitatie van metalen (Fe, Cr, Mn, Co) oxiden, b.v. voor gebruik als katalysatoren
  • impregneren van metalen of metaalhalogeniden op steunen
  • bereiding van geactiveerde metaaloplossingen
  • reacties met metalen via in situ gegenereerd organoelement species
  • reacties waarbij niet-metallische vaste stoffen
  • kristallisatie en precipitatie van metalen, legeringen, zeolieten en andere vaste stoffen
  • modificatie van oppervlaktemorfologie en deeltjesgrootte bij hoge snelheid interparticle botsingen
    • vorming van amorfe nanogestructureerde materialen, waaronder grote oppervlakte overgangsmetalen, legeringen, carbiden, oxiden en colloïden
    • agglomeratie van kristallen
    • smoothing en verwijdering van passiveren oxide coating
    • micromanipulatie (fractionering) van kleine deeltjes
  • vastestofdispersie
  • bereiding van colloïden (Ag, Au, Q-sized CdS)
  • intercalatie van gastmoleculen in gastheercellen gelaagde anorganische vaste stoffen
  • sonochemistry polymeren
    • afbraak en modificatie van polymeren
    • synthese van polymeren
  • sonolyse van organische verontreinigingen in water
Van ultrasoonbehandeling is bekend dat het de transesterificatiereacties verbetert, waardoor bijv. hogere methylesters en polyolen worden verkregen. Hielscher Ultrasonics vervaardigt industriële ultrasone sondes en reactoren voor hoge verwerkingscapaciteit.

Ultrasone reactor met 16.000 watt voor sonochemisch verbeterde inline transesterificatie.

Sonochemische apparatuur

De meeste van de genoemde sonochemische processen kunnen achteraf worden ingebouwd om inline werken. We zullen blij zijn om u te helpen bij het kiezen van de sonochemische apparatuur voor de verwerking van uw behoeften. Voor het onderzoek en voor het testen van processen adviseren wij ons laboratorium apparatuur of de UIP1000hdT set.

Indien nodig, FM en ATEX gecertificeerd ultrasone apparatuur en reactoren (b.v. UIP1000-Exd) Zijn beschikbaar voor de ultrasoonapparaat van brandbare chemicaliën en producten formuleringen in gevaarlijke omgevingen.

Ultrasone Cavitatie Veranderingen Ring-Opening Reactions

Ultrasone trillingen is een alternatief mechanisme om warmte, druk, licht of elektriciteit aan chemische reacties leiden. Jeffrey S. Moore..., Charles R. Hickenboth, en hun team aan de Faculteit Scheikunde aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign gebruikt ultrasoon vermogen te activeren en te manipuleren ringopeningsreacties. Onder ultrasoonapparaat, de chemische reacties gegenereerd producten dan de degenen voorspeld door orbitale symmetrie regels (Nature 2007, 446, 423). De groep bevat die mechanisch gevoelige 1,2-digesubstitueerde benzocyclobuteen isomeren twee polyethyleenglycolketens, toegepaste ultrasone energie en analyseerde de bulk oplossingen met C13 nucleaire magnetische resonantie spectroscopie. De spectra toonden dat zowel de cis- en trans-isomeren bieden dezelfde ring-geopende product, de een verwacht van het trans-isomeer. Terwijl thermische energie veroorzaakt willekeurige Brownse beweging van de reactanten, de mechanische energie van ultrasone trillingen geeft een richting aan atomaire bewegingen. Daarom cavitational effecten efficiënt energie tussen overbelasting van de molecule, omvorming van de potentiële energie oppervlak.

Ultrasoonbehandeling verbetert de bottom-up synthese van nanodeeltjes.

Sonde-type ultrasoonapparaten als de UP400St de synthese van nanodeeltjes te intensiveren. De sonochemische route is eenvoudig, doeltreffend, snel en werkt met niet-toxische chemicaliën onder milde omstandigheden.

Ultrasooninstallaties met hoge prestaties voor de sonochemie

Hielscher Ultrasonics levert ultrasoon processoren voor lab en industrie. Alle Hielscher ultrasoonmachines zijn zeer krachtige en robuuste ultrasoonmachines en gebouwd voor continue 24/7 werking onder volle belasting. Digitale besturing, programmeerbare instellingen, temperatuurbewaking, automatische dataprotocollering en browserbesturing op afstand zijn slechts enkele kenmerken van Hielscher ultrasoonmachines. Ontworpen voor hoge prestaties en comfortabele bediening, waarderen gebruikers de veilige en eenvoudige bediening van Hielscher ultrasoonapparatuur. Hielscher industriële ultrasoonprocessoren leveren amplitudes tot 200µm en zijn ideaal voor zware toepassingen. Voor nog hogere amplitudes zijn op maat gemaakte ultrasone sonotrodes beschikbaar.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
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 processoren, toepassingen en prijs. Wij bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem aan dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone high-shear homogenisatoren worden gebruikt in het lab, op de werkbank, in pilootproeven en in industriële processen.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.


Ultrasoon geluid met hoge prestaties! Hielscher's productassortiment bestrijkt het volledige spectrum van de compacte laboratorium ultrasoonmachine over bench-top units tot full-industriële ultrasoon systemen.

Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.