Reacciones sonoquímicas ne síntesis
Sonochemistry ge ár nt'ot'e ultrasonidos ya reacciones ar químicas ne ar procesos. Ar nt'ot'e mbo causando efectos aceleración jar líquidos ar fenómeno ar cavitación acústica.
Hielscher laboratorio ultrasónico ne dispositivos industriales ar utilizan ja 'nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe gama procesos sonoquímicos. Ar cavitación ultrasónica intensifica ne acelera ya reacciones químicas komongu ar síntesis ne ar catálisis.
Aceleración reacciones
Ar observan nuya ya efectos ar aceleración ya procesos ne reacciones químicas:
- aumento velocidad reacción
- aumento jar salida reacción
- mäs nt'ot'e xi hño ya ndu ar energía
- nt'ot'e aceleración pa mpa̲ti ar vía reacción
- mejora rendimiento ya catalizadores transferencia fase
- evitación catalizadores transferencia fase
- ya reactivos crudos wa técnicos ndu
- activación metales ne sólidos
- aumento ar reactividad ya reactivos wa catalizadores ()'Yot'e clic nuwa pa da lei nä'ä dige ultrasonidos asistida ya catálisis)
- mejora ar síntesis partículas ar
- capa nanopartículas

7 homogeneizadores ultrasónicos ar ar modelo UIP1000hdT (7 x 1kW nts'edi ultrasónica) instalado komongu clúster pa reacciones sonoquímicas ma escala industrial.
Ventajas ya reacciones químicas intensificadas ya ultrasonidos
Ya reacciones químicas promovidas ya ultrasonidos ya 'nar técnica establecida intensificación procesos jar hwähi ar síntesis ne ar procesamiento químico. Ya ar aprovechar ar poder ya ondas ultrasonido, gi reacciones ofrecen numerosas ventajas dige ya nt'ot'e convencionales, mejorando ar catálisis ar química ne ar síntesis. Ya tasas conversión turborrápidas, excelentes ya rendimientos, ar selectividad mejorada, ar dätä nt'ot'e energética mejorada ne ar impacto ambiental reducido ya ya ndu'mi ventajas ya reacciones sonoquímicas.
Golpe mexa gi 'ñudi ra ventajas prominentes reacción promovida ya ultrasonidos hä ya reacciones químicas convencionales:
reacción | Pa reacción Convencional |
Pa reacción ultrasonido |
rendimiento Convencional (%) |
rendimiento Ultrasonidos (%) |
---|---|---|---|---|
Ciclación Diels — Alder | 35 h | 3,5 h | 77.9 | 97.3 |
Oxidación indano indane — 1 — ona | 3 h | 3 h | nja'bu̲ ar ar 27 bi % | 73% |
Reducción metoxiaminosilano | 'ñotho ar reacción | 3 h | 0% | 100% |
Epoxidación ya ésteres grasos ar insaturados ar cadena xi maa | 2 h | Ar 15 ma ya t'olo ora | 48% | 92% |
Oxidación arilalcanos | 4 h | 4 h | 12% | 80% |
Michael adición nitroalcanos ma ésteres monosustituidos α,β-insaturados | 2 ya pa | 2 h | 85% | 90% |
Oxidación permanganato 2 — octanol | 5 ar ora | 5 ar ora | 3% | 93% |
Síntesis chalconas ya condensación CLaisen — Schmidt | 60 ya t'olo ora | 10 ya t'olo ora | 5% | 76% |
Acoplamiento UIllmann ar 2 — yodonitrobenceno | 2 h | 2 h | menos 1.5% | 70.4% |
Reacción de Reformatsky | 12 h | 30 ya t'olo ora | 50% | 98% |
Cavitación ultrasónica jar líquidos
Cavitación, nä'ä ge ar formación, ar crecimiento ne ar implosive colapso burbujas ja 'nar líquido. Colapso cavitacional produce intenso calentamiento ja (~ 5000 ë), altas presiones (~ 1000 atm), ne tasas ar enorme calefacción ne refrigeración)>(109 ë yá seg) ne corrientes jar chorro líquidos (~ 400 km yá h). (Suslick 1998)
Cavitación utilizando ar UIP1000hd:
Burbujas cavitación ya burbujas ar vacío. Ar vacío ar creado ja 'nar superficie ja yá 'ñäni ngut'a 'Nangu̲di ne 'nar líquido inerte jar ma'na. Ya hñäki ar presión da t'ot'e 'na mahyoni pa vencer jar cohesión ne ya ndu adhesión mbo jar líquido.
Cavitación ar tsa̲ da producir ya 'na'ño maneras, tales como boquillas, boquillas ar mextha ar presión, rotación mextha velocidad wa transductores ultrasónicos ar Venturi. Ja nuya sistemas ar energía ar entrada bí transforma jar turbulencias, nts'edi ne cavitación, ondas. Ar fracción ar energía entrada transforma jar cavitación bi jagu̲ju̲ varios factores da describen yá 'ñäni ya ar cavitación equipo generación ja ar líquido.
Ar intensidad ar aceleración ge 'na ya factores mäs mahyoni da influyen ar transformación nt'ot'e xi hño energía jar cavitación. Dätä aceleración crea ya ar presión t'uti hñe̲he̲. 'Me̲hna ma 'nagi ár aumenta ar probabilidad ar creación burbujas ar vacío en lugar de ar creación ondas radioeléctricas a través de ar líquido. Bí nja'bu̲ bí cuanto mar dätä da aceleración ar dätä ge ar fracción energía transforma jar cavitación. Ts'ut'ubi nu'bu 'nar transductor ultrasónico, ar intensidad ar aceleración xí descrita ya amplitud oscilación.
Amplitudes mäs altas da hneki ja 'nar creación mäs xi hño jar cavitación. Ya aparatos industriales ultrasonidos Hielscher ar xi da t'ot'e amplitudes asta 115 μm. Gi amplitudes ar altas permiten 'nar nthe transmisión mextha nts'edi nä'ä da japi ár permite pa da t'ot'e ya densidades mextha nts'edi asta 100 W yá cm³.
'Nehe ar intensidad, ar líquido da acelerar ar ar bí da t'ot'e ya pérdidas mínimas turbulencias, generación nts'edi ne ar onda. Pa nä'ä di 'bui, nä'ä óptimo ge 'nar 'mui unilateral yá 'ñäni.
- nt'ot'e metales activados ya reducción ya ar bo̲jä, gí po̲ni
- generación metales activados ya sonicación
- síntesis ar aceleración ya partículas ya precipitación ya óxidos ya bo̲jä, (nt'eme, Cr, Mn, Co), ngu, pa ár njapu'befi ngu catalizadores
- impregnación metales wa haluros metálicos dige ar soportes
- nt'ot'e soluciones ya bo̲jä, activadas
- reacciones da involucran metales vía organoelementos generado in situ ar especies
- reacciones da involucran sólidos hindi metálicos
- cristalización ne precipitación ar metales, aleaciones, zeolithes ne ma'ra ya sólidos
- nyokwi nthoki superficie morfología ne tamaño partícula ya colisiones ja ya partículas mextha velocidad
- formación materiales nanoestructurados amorfo, da 'ñent'i superficie transición metales, aleaciones, carburos, óxidos ne coloides
- aglomeración cristales
- suavizado ne ar retiro pasivado capa ar óxido
- micromanipulación (fraccionamiento) ya t'olo partículas
- dispersión sólidos
- nt'ot'e ya coloides (Ag, Au, tamaño Q CdS)
- intercalación moléculas huéspedes jar inorgánicos sólidos capas ar anfitrión
- sonochemistry polímeros
- degradación ne nyokwi nthoki polímeros
- síntesis polímeros
- sonolysis ar contaminantes orgánicos jar dehe
Equipo aceleración
Mäs xingu ya procesos aceleración mencionado to da adaptada pa nda mpe̲fi jar 'ñu. Estaremos encantados ar ma̲ts'i bí jar nt'ets'i ya equipos aceleración pa yá ndu procesamiento. Pa ár nthoni ne ya pruebas procesos recomendamos HMUNTS'UJE aparatos laboratorio wa ar Conjunto UIP1000hdT.
Nu'bu mahyoni, FM ne ATEX certificación reactores ne aparatos ultrasonidos (hne. ej. UIP1000 — Exd) gi 'bu̲hu̲ da 'mui da sonicación ya productos químicos inflamables ne formulaciones ar producto ambientes peligrosos.
Cavitación ultrasónica cambia ya reacciones ar anillo-abertura
Ultrasonidos ge 'nar nt'ot'e mbo alternativo jar ar pa, presión, ar tsibi wa ñot'i pa da du'mi reacciones químicas. Jeffrey S. Moore, Charles R. Hickenboth ne ár equipo ja ar Facultad química ar dätä nguu ya Illinois jar Urbana — Champaign Gi japu̲'be̲fi energía ultrasónica pa activar ne manipular ya reacciones ar anillo-abertura. Jar sonicación, ya reacciones químicas generan productos 'na'ño ya ar ya previstos ja ya nge ar simetría orbital (nä'ä 2007, 446, 423). Ar Hmunts'i vinculada mecánicamente sensibles 1, 2 — disustituidos benzocyclobutene isómeros ma yoho ar cadenas glicol polietileno, t'uni energía ultrasónica ne analiza ya soluciones granel ir nge njapu'befi ya C13 Ar espectroscopia ar ñäñho magnética nuclear. Ya espectros demostraron ne ar cis ne ar trans isómeros proporcionan xkagentho ar producto ar anillo abierto, da espera ar isómero trans. Gem'bu̲ ar energía térmica provoca yá 'ñäni browniano aleatorio ja ya reactantes, energía mecánica ultrasonidos proporciona 'nar 'mui ya movimientos atómicos Ir efectos cavitacionales dirigen eficientemente ar energía ya filtrar ar molécula, remodelación ar superficie energía potencial.

Ultrasonidos ar klase sonda Komo ar UP400St intensificar ar síntesis nanopartículas. Ar ruta ar sonoquímica xí simple, xi hño, ngut'a ne funciona ko ya productos químicos ar hingi tóxicos jar nkohi suaves.
Ultrasonidos mar hñets'i rendimiento pa sonoquímica
Hielscher Ultrasonics suministra procesadores ultrasónicos pa ar laboratorio ne ar industria. Ga̲tho ya ultrasonidos Hielscher ya máquinas ar ultrasonido xi potentes ne robustas ne gi diseñadas pa 'nar funcionamiento continuo 24 ya ora ar pa, 7 ya pa ar su̲mänä, bí plena ar carga. Ar control ar 'bede, ar configuración programable, ar monitoreo ar mpat'i, ar Nthuts'i nkohi automático ar datos ne ar control remoto ar navegador ya Honto algunas ja ya características ya ultrasonidos Hielscher. Diseñado pa mar hñets'i 'nar rendimiento ne 'nar operación cómoda, ya usuarios valoran ar manejo pädi xi hño ne ya hei ya equipos ultrasonidos Hielscher. Ya procesadores ultrasónicos industriales Hielscher ofrecen amplitudes de asta 200 μm y son ideales para aplicaciones de servicio pesado. Pa amplitudes aún mi mäs altas, mahyoni da 'mui sonotrodos ultrasónicos personalizados.
Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximado HMUNTS'UJE ultrasonicators:
Volumen lote | Tasa flujo | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
1 jar 500mL | 10 200 mL yá min | UP100H |
10 da 2000mL | 20 400 mL yá min. | UP200Ht, UP400St |
0.1 da 20L | 0.2 4 L yá min | UIP2000hdT |
10 da 100L | 2 10 L yá min | UIP4000hdT |
n.a. | 10 100 L yá min | UIP16000 |
n.a. | mäs dätä | Cluster ar UIP16000 |
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Ot'a yá Referencias
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Suslick, K. S.; Didenko, Y.; Fang, M. M.; Hyeon, T.; Kolbeck, K. J.; McNamara, W. B. III; Mdleleni, M. M.; Wong, M. (1999): Acoustic Cavitation and Its Chemical Consequences, in: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.
- Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis (2019): Chapter 4 ENERGY – PI Approaches in Thermodynamic Domain. in: The Fundamentals of Process Intensification, First Edition. Published 2019 by Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.(page 136)
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Barrera-Salgado, Karen; Ramírez-Robledo, Gabriela; Alvarez-Gallegos, Alberto; Arellano, Carlos; Sierra, Fernando; Perez, J. A.; Silva Martínez, Susana (2016): Fenton Process Coupled to Ultrasound and UV Light Irradiation for the Oxidation of a Model Pollutant. Journal of Chemistry, 2016. 1-7.

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