Hielscher Ultrasonics
Z przyjemnością omówimy Twój proces.
Zadzwoń do nas: +49 3328 437-420
Napisz do nas: info@hielscher.com

Ulepszone katalizatory Fischer-Tropsch dzięki sonikacji

Ulepszona synteza katalizatorów Fischera-Tropscha za pomocą ultradźwięków: Ultradźwiękowa obróbka cząstek katalizatora jest wykorzystywana do kilku celów. Synteza ultradźwiękowa pomaga tworzyć zmodyfikowane lub sfunkcjonalizowane nanocząstki, które mają wysoką aktywność katalityczną. Zużyte i zatrute katalizatory można łatwo i szybko odzyskać za pomocą ultradźwiękowej obróbki powierzchni, która usuwa inaktywujące zanieczyszczenia z katalizatora. Wreszcie, ultradźwiękowa deaglomeracja i dyspersja skutkuje jednolitym, monodyspersyjnym rozkładem cząstek katalizatora, aby zapewnić wysoką aktywną powierzchnię cząstek i przenoszenie masy w celu optymalnej konwersji katalitycznej.

Wpływ ultradźwięków na katalizator

Ultradźwięki o dużej mocy są dobrze znane ze swojego pozytywnego wpływu na reakcje chemiczne. Gdy intensywne fale ultradźwiękowe są wprowadzane do ciekłego medium, generowana jest kawitacja akustyczna. Kawitacja ultradźwiękowa wytwarza lokalnie ekstremalne warunki z bardzo wysokimi temperaturami do 5000 K, ciśnieniami około 2000 atm i strumieniami cieczy o prędkości do 280 m/s. Zjawisko kawitacji akustycznej i jej wpływ na procesy chemiczne znane jest pod pojęciem sonochemii.
A common application of ultrasonics is the preparation of heterogeneous catalysts: the ultrasound cavitation forces activate catalyst’s surface area as cavitational erosion generates unpassivated, highly reactive surfaces. Furthermore, mass transfer is significantly improved by the turbulent liquid streaming. The high particle collision caused by acoustic cavitation removes surface oxide coatings of powder particles resulting in the reactivation of the catalyst surface.

Ultradźwiękowe przygotowanie katalizatorów Fischera-Tropscha

Proces Fischera-Tropscha obejmuje kilka reakcji chemicznych, które przekształcają mieszaninę tlenku węgla i wodoru w ciekłe węglowodory. Do syntezy Fischera-Tropscha można stosować różne katalizatory, ale najczęściej używane są metale przejściowe: kobalt, żelazo i ruten. Wysokotemperaturowa synteza Fischera-Tropscha przebiega z użyciem katalizatora żelazowego.
Ponieważ katalizatory Fischera-Tropscha są podatne na zatrucie katalizatora związkami zawierającymi siarkę, reaktywacja ultradźwiękowa ma ogromne znaczenie dla utrzymania pełnej aktywności katalitycznej i selektywności.

Zalety ultradźwiękowej syntezy katalizatorów

  • Wytrącanie lub krystalizacja
  • (Nano-) Cząsteczki o dobrze kontrolowanym rozmiarze i kształcie
  • Modyfikowane i funkcjonalizowane właściwości powierzchni
  • Synteza cząstek domieszkowanych lub z powłoką rdzeniową
  • Struktura mezoporowata

Ultradźwiękowa synteza katalizatorów Core-Shell

Nanostruktury typu rdzeń-powłoka to nanocząstki zamknięte i chronione przez zewnętrzną powłokę, która izoluje nanocząstki i zapobiega ich migracji i koalescencji podczas reakcji katalitycznych

Pirola et al. (2010) przygotowali katalizatory Fischera-Tropscha na bazie żelaza z wysokim ładunkiem aktywnego metalu. W ich badaniach wykazano, że wspomagana ultradźwiękami impregnacja nośnika krzemionkowego poprawia osadzanie metalu i zwiększa aktywność katalizatora. Wyniki syntezy Fischera-Tropscha wykazały, że katalizatory przygotowane za pomocą ultradźwięków są najbardziej wydajne, szczególnie gdy impregnacja ultradźwiękowa odbywa się w atmosferze argonu.

UIP2000hdT - ultradźwiękowiec o mocy 2 kW do procesów ciecz-ciało stałe.

UIP2000hdT – Wydajny ultradźwiękowiec o mocy 2 kW do obróbki nanocząstek.

Zapytanie o informacje







Ultradźwiękowa reaktywacja katalizatora

Ultradźwiękowa obróbka powierzchni cząstek jest szybką i łatwą metodą regeneracji i reaktywacji zużytych i zatrutych katalizatorów. Regenerowalność katalizatora pozwala na jego reaktywację i ponowne użycie, a tym samym jest ekonomicznym i przyjaznym dla środowiska etapem procesu.
Ultradźwiękowa obróbka cząstek usuwa inaktywujące zanieczyszczenia i zanieczyszczenia z cząstek katalizatora, które blokują miejsca reakcji katalitycznej. Obróbka ultradźwiękowa nadaje cząsteczce katalizatora strumień powierzchniowy, usuwając w ten sposób osady z miejsca aktywnego katalitycznie. Po ultradźwiękach aktywność katalizatora jest przywracana do takiej samej skuteczności jak świeży katalizator. Ponadto sonikacja rozbija aglomeraty i zapewnia jednorodny, jednolity rozkład monodyspersyjnych cząstek, co zwiększa powierzchnię cząstek, a tym samym aktywne miejsce katalityczne. W związku z tym ultradźwiękowe odzyskiwanie katalizatora daje zregenerowane katalizatory o dużej powierzchni czynnej dla lepszego przenoszenia masy.
Ultradźwiękowa regeneracja katalizatora działa na cząstki mineralne i metalowe, cząstki (mezo-)porowate i nanokompozyty.

Wysokowydajne systemy ultradźwiękowe dla sonochemii

Procesor ultradźwiękowy UIP4000hdT, potężny reaktor ultradźwiękowy o mocy 4 kWHielscher Ultrasonics’ industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
Our customers are satisfied by the outstanding robustness and reliability of Hielscher Ultrasonic’s systems. The installation in fields of heavy-duty application, demanding environments and 24/7 operation ensure efficient and economical processing. Ultrasonic process intensification reduces processing time and achieves better results, i.e. higher quality, higher yields, innovative products.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
0.5-1,5 mL b.d. VialTweeter
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000

Skontaktuj się z nami!? Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Skorzystaj z poniższego formularza, aby uzyskać dodatkowe informacje na temat syntezy ultradźwiękowej i odzyskiwania katalizatorów. Z przyjemnością omówimy z Państwem proces i zaoferujemy system ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania!









Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.




Literatura/Referencje

  • 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.



Fakty, które warto znać

Zastosowania katalizatorów Fischera-Tropscha

Synteza Fischera-Tropscha to kategoria procesów katalitycznych, które są stosowane w produkcji paliw i chemikaliów z gazu syntezowego (mieszaniny CO i H).2), który może być
W procesie Fischera-Tropscha katalizator zawierający metale przejściowe jest wykorzystywany do produkcji węglowodorów z bardzo podstawowych materiałów wyjściowych: wodoru i tlenku węgla, które mogą pochodzić z różnych źródeł zawierających węgiel, takich jak węgiel, gaz ziemny, biomasa, a nawet odpady.

Z przyjemnością omówimy Twój proces.

Let's get in contact.