Catalizatori Fischer-Tropsch îmbunătățite cu sonicare

Sinteza îmbunătățită a catalizatorilor Fischer-Tropsch cu ultrasunete: Tratamentul cu ultrasunete al particulelor de catalizator este utilizat în mai multe scopuri. Sinteza cu ultrasunete ajută la crearea de nano-particule modificate sau funcționalizate, care au o activitate catalitică ridicată. Catalizatorii uzați și otrăviți pot fi recuperați ușor și rapid printr-un tratament de suprafață cu ultrasunete, care elimină inactivarea murdăririi din catalizator. În cele din urmă, dezaglomerarea și dispersia cu ultrasunete are ca rezultat o distribuție uniformă, mono-dispersă a particulelor de catalizator pentru a asigura o suprafață ridicată a particulelor active și transferul de masă pentru conversia catalitică optimă.

Efecte ultrasonice asupra catalizatorului

Ultrasunetele de mare putere sunt bine cunoscute pentru influența sa pozitivă asupra reacțiilor chimice. Atunci când undele ultrasonice intense sunt introduse într-o cavitație acustică medie lichidă, se generează. Cavitația cu ultrasunete produce condiții extreme la nivel local, cu temperaturi foarte ridicate de până la 5.000K, presiuni de aproximativ 2.000atm și jeturi lichide de până la 280m / s viteză. Fenomenul cavitației acustice și efectele sale asupra proceselor chimice este cunoscut sub termenul sonochimie.
O aplicație comună a ultrasunetelor este prepararea catalizatorilor eterogeni: forțele de cavitație cu ultrasunete activează suprafața catalizatorului, deoarece eroziunea cavitațională generează suprafețe nepasivate, foarte reactive. În plus, transferul de masă este îmbunătățit semnificativ prin fluxul de lichid turbulent. Coliziunea înaltă a particulelor cauzată de cavitația acustică îndepărtează acoperirile de oxid de suprafață ale particulelor de pulbere, rezultând reactivarea suprafeței catalizatorului.

Pregătirea cu ultrasunete a catalizatorilor Fischer-Tropsch

Procesul Fischer-Tropsch conține mai multe reacții chimice care transformă un amestec de monoxid de carbon și hidrogen în hidrocarburi lichide. Pentru sinteza Fischer-Tropsch, pot fi utilizați o varietate de catalizatori, dar cele mai frecvent utilizate sunt metalele de tranziție cobalt, fier și ruteniu. Sinteza Fischer-Tropsch la temperaturi ridicate este operată cu catalizator de fier.
Deoarece catalizatorii Fischer-Tropsch sunt susceptibili la otrăvirea catalizatorului cu compuși care conțin sulf, reactivarea cu ultrasunete este de mare importanță pentru a menține activitatea catalitică completă și selectivitatea.

Sinteza cu ultrasunete de catalizatori miez-coajă

Nanostructurile miez-înveliș sunt nanoparticule încapsulate și protejate de un înveliș exterior care izolează nanoparticulele și previne migrarea și coalescența lor în timpul reacțiilor catalitice

Pirola et al. (2010) au pregătit catalizatori Fischer-Tropsch pe bază de fier pe bază de siliciu cu încărcătură mare de metal activ. În studiul lor se arată că impregnarea asistată ultrasonically a suportului de silice îmbunătățește depunerea metalică și crește activitatea catalizatorului. Rezultatele sintezei Fischer-Tropsch au indicat catalizatorii pregătiți prin ultrasonication ca fiind cei mai eficienți, în special atunci când impregnarea cu ultrasunete se efectuează în atmosferă de argon.

Reactivarea catalizatorului cu ultrasunete

Tratamentul cu ultrasunete suprafața particulelor este o metodă rapidă și facilă de regenerare și reactivare catalizatori uzate și otrăvite. Regenerarea catalizatorului permite reactivarea și reutilizarea acestuia și, prin urmare, este o etapă a procesului economic și ecologic.
Tratamentul cu ultrasunete al particulelor elimină inactivarea murdăririi și impurităților din particula catalizatorului, care blochează locurile pentru reacția catalitică. Tratamentul cu ultrasunete oferă particulei catalizatorului o spălare cu jet de suprafață, îndepărtând astfel depunerile din locul activ catalitic. După ultrasonication, activitatea catalizatorului este restabilită la aceeași eficacitate ca și catalizatorul proaspăt. În plus, sonicare rupe aglomerate și oferă o distribuție omogenă, uniformă a particulelor mono-dispersate, care crește suprafața particulelor și, prin urmare, site-ul catalitic activ. Prin urmare, recuperarea catalizatorului cu ultrasunete produce în catalizatori regenerați cu o suprafață activă ridicată pentru un transfer de masă îmbunătățit.
Regenerarea catalizatorului cu ultrasunete funcționează pentru particule minerale și metalice, particule (mezo-)poroase și nanocompozite.

Sisteme cu ultrasunete de înaltă performanță pentru sonochimia

Hielscher Ultrasonics’ Procesoarele industriale cu ultrasunete pot furniza amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor rulate continuu în funcționare 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la grele și în medii solicitante.
Clienții noștri sunt mulțumiți de robustețea remarcabilă și fiabilitatea sistemelor Hielscher cu ultrasunete. Instalarea în domenii cu aplicații grele, medii solicitante și funcționare 24/7 asigură o prelucrare eficientă și economică. Intensificarea procesului cu ultrasunete reduce timpul de procesare și obține rezultate mai bune, adică o calitate superioară, randamente mai mari, produse inovatoare.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: