Katalizatorë të përmirësuar Fischer-Tropsch me sonication
Sinteza e përmirësuar e katalizatorëve Fischer-Tropsch me ultratinguj: Trajtimi me ultratinguj i grimcave të katalizatorit përdoret për disa qëllime. Sinteza tejzanor ndihmon në krijimin e nano-grimcave të modifikuara ose të funksionalizuara, të cilat kanë një aktivitet të lartë katalitik. Katalizatorët e harxhuar dhe të helmuar mund të rikuperohen lehtësisht dhe shpejt nga një trajtim sipërfaqësor me ultratinguj, i cili heq ndotjet inaktivizuese nga katalizatori. Së fundi, deagglomerimi dhe shpërndarja tejzanor rezulton në një shpërndarje uniforme, mono-disperse të grimcave të katalizatorit për të siguruar një sipërfaqe të lartë aktive të grimcave dhe transferim të masës për konvertim katalitik optimal.
Efektet tejzanor në katalizator
Ekografia me fuqi të lartë është e njohur për ndikimin e saj pozitiv në reaksionet kimike. Kur valët intensive të ultrazërit futen në një mjedis të lëngshëm, krijohet kavitacion akustik. Kavitacioni tejzanor prodhon kushte ekstreme lokale me temperatura shumë të larta deri në 5,000 K, presione prej përafërsisht. 2000 atm dhe avionë të lëngshëm me shpejtësi deri në 280 m/s. Fenomeni i kavitacionit akustik dhe efektet e tij në proceset kimike njihet me termin sonokimi.
Një aplikim i zakonshëm i ultrasonikëve është përgatitja e katalizatorëve heterogjenë: forcat e kavitacionit me ultratinguj aktivizojnë sipërfaqen e katalizatorit pasi erozioni kavitacional gjeneron sipërfaqe të papasivuara dhe shumë reaktive. Për më tepër, transferimi i masës përmirësohet ndjeshëm nga rrjedhja e lëngshme e turbullt. Përplasja e lartë e grimcave e shkaktuar nga kavitacioni akustik heq veshjet okside sipërfaqësore të grimcave pluhur duke rezultuar në riaktivizimin e sipërfaqes së katalizatorit.
Përgatitja me ultratinguj e katalizatorëve Fischer-Tropsch
Procesi Fischer-Tropsch përmban disa reaksione kimike që shndërrojnë një përzierje të monoksidit të karbonit dhe hidrogjenit në hidrokarbure të lëngëta. Për sintezën Fischer-Tropsch, mund të përdoren një shumëllojshmëri katalizatorësh, por më të përdorurit janë metalet kalimtare kobalti, hekuri dhe ruteniumi. Sinteza Fischer-Tropsch me temperaturë të lartë operohet me katalizator hekuri.
Meqenëse katalizatorët Fischer-Tropsch janë të ndjeshëm ndaj helmimit nga katalizatorët nga komponimet që përmbajnë squfur, riaktivizimi me ultratinguj është i një rëndësie të madhe për të ruajtur aktivitetin dhe selektivitetin e plotë katalitik.
- Reshjet ose kristalizimi
- (Nano-) Grimca me madhësi dhe formë të kontrolluar mirë
- Vetitë e modifikuara dhe të funksionalizuara të sipërfaqes
- Sinteza e grimcave të dopuara ose të bërthamës
- Strukturim mezoporoz
Sinteza tejzanor e katalizatorëve Core-Shell
Nanostrukturat bërthamore janë nanogrimca të kapsuluara dhe të mbrojtura nga një shtresë e jashtme që izolon nanogrimcat dhe parandalon migrimin dhe bashkimin e tyre gjatë reaksioneve katalitike
Pirola etj. (2010) kanë përgatitur katalizatorë Fischer-Tropsch me bazë hekuri të mbështetur në silicë me ngarkesë të lartë të metalit aktiv. Në studimin e tyre është treguar se impregnimi i asistuar me ultratinguj i suportit të silicës përmirëson depozitimin e metaleve dhe rrit aktivitetin e katalizatorit. Rezultatet e sintezës Fischer-Tropsch kanë treguar se katalizatorët e përgatitur me ultratinguj janë më efikasët, veçanërisht kur impregnimi tejzanor kryhet në atmosferën e argonit.
UIP2000hdT – Ultrasonikator i fuqishëm 2 kW për trajtimin e nano-grimcave.
Riaktivizimi i katalizatorit tejzanor
Trajtimi i sipërfaqes së grimcave tejzanor është një metodë e shpejtë dhe e lehtë për të rigjeneruar dhe riaktivizuar katalizatorët e konsumuar dhe të helmuar. Rigjenerueshmëria e katalizatorit lejon riaktivizimin dhe ripërdorimin e tij dhe në këtë mënyrë është një hap procesi ekonomik dhe miqësor ndaj mjedisit.
Trajtimi i grimcave me ultratinguj heq ndotjet dhe papastërtitë inaktivizuese nga grimca e katalizatorit, të cilat bllokojnë vendet për reaksion katalitik. Trajtimi me ultratinguj i jep grimcës së katalizatorit një larje sipërfaqësore, duke hequr kështu depozitimet nga vendi aktiv katalitik. Pas ultrazërit, aktiviteti i katalizatorit rikthehet në të njëjtin efektivitet si katalizatori i freskët. Për më tepër, sonikimi thyen aglomeratet dhe siguron një shpërndarje homogjene, uniforme të grimcave mono-të shpërndara, e cila rrit sipërfaqen e grimcave dhe në këtë mënyrë vendin aktiv katalitik. Prandaj, rikuperimi i katalizatorit tejzanor jep në katalizatorët e rigjeneruar me një sipërfaqe të lartë aktive për transferim të përmirësuar të masës.
Rigjenerimi i katalizatorit tejzanor punon për grimcat minerale dhe metalike, grimcat (meso-)poroze dhe nanokompozitet.
Sisteme tejzanor me Performancë të Lartë për Sonokimi
Hielscher Ultrasonics’ Përpunuesit industrialë tejzanor mund të japin amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohen lehtësisht vazhdimisht në funksionim 24/7. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotrode tejzanor të personalizuara. Fortësia e pajisjeve ultrasonike të Hielscher lejon funksionimin 24/7 në punë të rënda dhe në mjedise kërkuese.
Klientët tanë janë të kënaqur nga qëndrueshmëria dhe besueshmëria e jashtëzakonshme e sistemeve të Hielscher Ultrasonic. Instalimi në fushat e aplikimit për punë të rënda, mjediset kërkuese dhe funksionimi 24/7 sigurojnë përpunim efikas dhe ekonomik. Intensifikimi i procesit tejzanor redukton kohën e përpunimit dhe arrin rezultate më të mira, pra cilësi më të lartë, rendiment më të lartë, produkte inovative.
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:
| Vëllimi i grupit | Shkalla e rrjedhjes | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 0.5 deri në 1.5mL | na | VialTweeter |
| 1 deri në 500 ml | 10 deri në 200 ml/min | UP100H |
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri në 400 ml/min | UP200Ht, UP400 St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100 litra | 2 deri në 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 deri në 100 l/min | UIP16000 |
| na | më të mëdha | grumbull i UIP16000 |
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Literatura/Referencat
- 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.
Fakte që ia vlen të dihen
Aplikimet e katalizatorëve Fischer-Tropsch
Sinteza Fischer-Tropsch është një kategori e proceseve katalitike që aplikohen në prodhimin e lëndëve djegëse dhe kimikateve nga gazi sintetik (përzierje e CO dhe H2), që mund të jetë
që rrjedh nga gazi natyror, qymyri ose biomasa, procesi Fischer-Tropsch, një katalizator që përmban metal në tranzicion përdoret për të prodhuar hidrokarbure nga materialet fillestare shumë bazë hidrogjeni dhe monoksidi i karbonit, të cilat mund të rrjedhin nga burime të ndryshme që përmbajnë karbon si qymyri. , gazi natyror, biomasa, madje edhe mbetjet.