Hielscher ultrasunete tehnologie

Reacția sonochimice și sinteza

Sonochemistry este aplicarea de ultrasunete pentru a reacțiilor și proceselor chimice. Mecanismul care provoacă efecte sonochimice în lichide este fenomenul de cavitație acustice.

Hielscher cu ultrasunete de laborator și dispozitive industriale sunt utilizate într-o gamă largă de procese sonochimice. Cavitatie cu ultrasunete intensifică și accelerează reacțiile chimice, ar fi sinteza și catalysis.

Reacții sonochimice

Următoarele efecte sonochimice pot fi observate în reacții și procese chimice:

  • creșterea vitezei de reacție
  • creșterea producției de reacție
  • utilizarea mai eficientă a energiei
  • Metode sonochimice de comutare a căii de reacție
  • îmbunătățirea performanțelor catalizatorilor de transfer de fază
  • evitarea catalizatorilor de transfer de fază
  • utilizarea reactivilor brut sau tehnice
  • activare a metalelor și a solidelor
  • crește în reactivitatea reactivilor sau a catalizatorilor (click aici pentru a citi mai multe despre cataliza ultrasonically asistată)
  • îmbunătățirea sintezei particulelor
  • strat de nanoparticule

Cu ultrasunete Cavitația în lichide

Cavitația, adică formarea, creșterea și colapsul implosiv al bulelor într-un lichid. Cedarea cavitațională produce o încălzire locală intensă (~ 5000 K), presiuni ridicate (~ 1000 atm) și rate enorme de încălzire și răcire (>109 K / sec) și fluxuri de jet de lichid (~ 400 km / h). (Suslick 1998)

bule de cavitație sunt bule de vid. Vidul este creat de o suprafață în mișcare rapidă pe o parte și un lichid inert pe de altă parte. Diferențele de presiune care rezultă servesc pentru a depăși coeziune și adeziune forțelor în lichid.

Cavitaţie pot fi produse în diferite moduri, cum ar fi duzele Venturi, duze de înaltă presiune, viteză mare de rotaţie sau traductoare ultrasonice. În toate aceste sisteme, energia de intrare este transformat în frecare, turbulenţele, valuri şi cavitaţie. Doar o parte din energia de intrare care este transformată în cavitaţie depinde de mai mulţi factori descrie mişcarea de cavitaţie generatoare de echipamente în lichid.

Intensitatea de accelerare este unul dintre cei mai importanți factori care influențează transformarea eficientă a energiei în cavitație. accelerație mai mare creează diferențe de presiune mai mare. Aceasta, la rândul său, crește probabilitatea creării vidului de bule în locul creării undelor de înmulțire prin lichid. Astfel, mai mare accelerația mai mare este fracțiunea de energie, care este transformata in cavitație. In cazul unui traductor ultrasonic, intensitatea accelerației este descrisă de amplitudinea de oscilație.

Amplitudinile mai mari au ca rezultat crearea mai eficientă a cavitației. Dispozitivele industriale ale Hielscher Ultrasonics pot crea amplitudini de până la 115 μm. Aceste amplitudini ridicate permit un raport de transmisie de mare putere care, la rândul său, permite crearea de densități de putere ridicate de până la 100 W / cm³.

În plus față de intensitatea, lichidul trebuie să fie accelerat într-un mod de a crea pierderi minime în termeni de turbulențe, frecare și generarea de undă. Pentru aceasta, calea optimă este o direcție unilaterală de mișcare.

Ultrasunete este utilizat din cauza efectelor sale în procese, cum ar fi:

  • prepararea metalelor activate prin reducerea sărurilor metalice
  • generarea de metale activate de sonicare
  • Sinteza sonochimice particulelor prin precipitarea metalelor (Fe, Cr, Mn, Co) oxizi, de exemplu pentru utilizare drept catalizatori
  • impregnarea din metale sau halogenuri metalice pe suporturi
  • Prepararea soluțiilor de metal activate
  • reacții care implică metale prin generate in situ specii organo
  • reacții care implică substanțe solide nemetalice
  • cristalizarea și precipitarea metalelor, aliaje, zeolithes și alte solide
  • modificarea morfologiei suprafeței și a dimensiunii particulelor prin ciocniri interparticule viteză mare
    • formarea de materiale nanostructurate amorfe, inclusiv de înaltă suprafață de tranziție suprafață metale, aliaje, carburi, oxizi și coloizi
    • aglomerare de cristale
    • netezirea și îndepărtarea straturilor de oxid de pasivare
    • micromanipulare (fracționare) de particule mici
  • dispersia solidelor
  • prepararea coloizi (Ag, Au, CdS Q gabarite)
  • intercalarea molecule oaspete în solide anorganice stratificat gazdă
  • Sonochemistry polimerilor
    • degradarea și modificarea polimerilor
    • sinteza polimerilor
  • sonolysis poluanților organici în apă

Echipament sonochimice

Cele mai multe dintre procesele sonochimice menționate pot fi adaptate pentru a lucra in linie. Vom fi bucuroși să vă ajute în alegerea echipamentului sonochimice pentru nevoile de procesare. Pentru cercetarea și testarea proceselor recomandăm dispozitivele noastre de laborator sau de UIP1000hdT set.

Dacă este necesar, FM și certificate ATEX dispozitive cu ultrasunete și reactor (de exemplu UIP1000-exd) Sunt disponibile pentru sonicare de produse chimice inflamabile și formulări de produse în medii periculoase.

Solicitați mai multe informații!

Va rugam sa folositi formularul de mai jos, dacă doriți să primiți mai multe informații despre metodele și echipamentele sonochimice.









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Reacții cu ultrasunete Cavitația Modificări de deschidere a inelului

Ultrasonication este un mecanism alternativ la căldură, presiune, lumina sau energie electrică pentru a iniția reacții chimice. Florin serban, Charles R. Hickenboth, și echipa lor, la Facultatea de Chimie de la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign folosit de putere cu ultrasunete pentru a declanșa și manipula reacții de deschidere inel. Sub sonicare, reacțiile chimice generate de produse diferite de cele prezise de reguli de simetrie orbitale (Nature 2007, 446, 423). Grupul legat de izomeri benzociclobuten 1,2-disubstituiți sensibile mecanic la două lanțuri polietilenglicol, aplicat energie ultrasonică și analizate soluțiile în vrac, prin utilizarea C13 spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară. Spectrele au arătat că atât izomerii cis și trans furnizează același produs cu inel deschis, cel așteptat din izomerul trans. In timp ce energia termică determină mișcarea browniană aleatorie a reactanților, energia mecanică a ultrasonication oferă o direcție mișcări atomice. Prin urmare, efectele directe cavitaționale eficient energia prin incordare molecula, remodelarea potențială suprafață de energie.

Literatură


Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4-a ediție. J. Wiley & Sons: New York, 1998, voi. 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): Acustică a cavităților și a consecințelor sale chimice, în: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.