Sonochemistry është aplikimi i ultrazërit ndaj reaksioneve dhe proceseve kimike. Mekanizmi që shkakton efektet sonokhemike në lëngje është dukuria e cavitation akustike.

Laboratorët tejzanor Hielscher dhe pajisjet industriale përdoren në një gamë të gjerë të proceseve sonokimike. Kavitacioni tejzanor intensifikohet dhe shpejton reaksionet kimike siç janë sinteza dhe kataliza.

Reaksione Sonochemical

Efektet e mëposhtme sonochemike mund të vërehen në reaksionet dhe proceset kimike:

• rritja e shpejtësisë së reagimit
• rritja e prodhimit të reagimit
• përdorim më efikas të energjisë
• metodat sonochemike për kalimin e rrugës së reagimit
• përmirësimin e performancës së katalizatorëve të transferimit të fazës
• shmangia e katalizatorëve të transferimit të fazës
• përdorimi i reagentëve të papërpunuar ose teknikë
• aktivizimi i metaleve dhe lëndëve të ngurta
• rritja e reaktivitetit të reagentëve ose katalizatorëve (kliko këtu për të lexuar më shumë rreth catalysis ndihmuar ultrasonically)
• përmirësimi i sintezës së grimcave
• veshja e nanopartikulave

Përparësitë e reaksioneve kimike të intensifikuara me ultratinguj

Reaksionet kimike të promovuara me ultratinguj janë një teknikë e vendosur e intensifikimit të procesit në fushën e sintezës dhe përpunimit kimik. Duke shfrytëzuar fuqinë e valëve ultratinguj, këto reaksione ofrojnë përparësi të shumta mbi metodat konvencionale, duke përmirësuar katalizën dhe sintezën kimike. Normat e konvertimit të shpejtë turbo, rendimentet e shkëlqyera, selektiviteti i përmirësuar, efikasiteti i përmirësuar i energjisë dhe ndikimi i reduktuar në mjedis janë avantazhet kryesore të reaksioneve sonokimike.

Goditja e tabelës tregon disa avantazhe të spikatura të reagimit të nxitur në mënyrë ultrasonike kundrejt reaksioneve kimike konvencionale:

Cavitation tejzanor në lëngjeve

Kavitacioni, që është formimi, rritja dhe kolapsi imploziv i flluskave në një lëng. Rënia cavitational prodhon ngrohje lokale intensive (~ 5000 K), presione të larta (~ 1000 atm), dhe nivele të larta të ngrohjes dhe ftohjes (>109 K / sec) dhe rrjedha të lëngshme të avionit (~ 400 km / h). (Suslick 1998)

Cavitation duke përdorur UIP1000hd:

Bubbles cavitation janë flluska vakum. Boshllëku krijohet nga një sipërfaqe në lëvizje të shpejtë në njërën anë dhe një lëng inerte nga ana tjetër. Diferencat e presionit rezulton për të kapërcyer forcat e kohezionit dhe ngjitjes brenda lëngut.

Cavitation mund të prodhohen në mënyra të ndryshme, të tilla si hundë Venturi, nozzles presion të lartë, rotacionin e shpejtësisë së lartë, ose transducers tejzanor. Në të gjitha ato sisteme, energjia e hyrjes shndërrohet në fërkime, turbulence, valë dhe cavitation. Pjesa e energjisë hyrëse që transformohet në cavitation varet nga disa faktorë që përshkruajnë lëvizjen e pajisjeve gjeneruese të kavitacionit në lëng.

Intensiteti i përshpejtimit është një nga faktorët më të rëndësishëm që ndikojnë në transformimin efikas të energjisë në kavitje. Përshpejtimi më i lartë krijon dallime më të larta presioni. Kjo nga ana e vet rrit mundësinë e krijimit të flluskave vakum në vend të krijimit të valëve që përhapen përmes lëngut. Kështu, aq më e lartë është nxitja më e lartë është pjesa e energjisë që transformohet në cavitation. Në rastin e një dhënës tejzanor, intensiteti i përshpejtimit përshkruhet nga amplituda e lëkundjes.

Amplitudat më të larta rezultojnë në krijimin më efektiv të kavitacionit. Pajisjet industriale të Hielscher Ultrasonics mund të krijojnë amplitudë deri në 115 μm. Këto amplitudë të lartë lejojnë një raport të lartë të transmetimit të energjisë, gjë që mundëson krijimin e densitetit të fuqisë deri në 100 W / cm³.

Përveç intensitetit, lëngu duhet të përshpejtohet në një mënyrë që të krijojë humbje minimale sa i përket turbulencave, fërkimit dhe gjenerimit të valëve. Për këtë, mënyra optimale është një drejtim i njëanshëm i lëvizjes.

Ultratinguj përdoren për shkak të efekteve të saj në procese, si:

• përgatitja e metaleve të aktivizuara me reduktimin e kripërave metalike
• gjenerimi i metaleve të aktivizuara me sonication
• sinteza sonochemike e grimcave nga reshjet e metaleve (Fe, Cr, Mn, Co) okside, p.sh. për përdorim si katalizatorë
• ngopja e metaleve ose halideve metalike në mbështetëse
• përgatitja e zgjidhjeve metalike të aktivizuara
• reagimet që përfshijnë metale nëpërmjet specieve të organoelementit të gjeneruar në vend
• reaksione që përfshijnë solide jo-metalike
• kristalizimi dhe reshjet e metaleve, lidhjeve, zeoliteve dhe lëndëve të tjera të ngurta
• modifikimi i morfologjisë së sipërfaqes dhe madhësisë së grimcave me përplasje interpartike me shpejtësi të lartë
  • formimi i materialeve nanorstrukturore amorf, duke përfshirë metale të tranzicionit të lartë të sipërfaqes, lidhjeve, karbideve, oksideve dhe koloideve
  • aglomerimi i kristaleve
  • zbutjen dhe heqjen e veshjes oksiduese pasivuese
  • mikromanipulimi (fraksionimi) i grimcave të vogla
• shpërndarja e solids
• përgatitja e koloideve (Ag, Au, Qd-sized CdS)
• ndërthurja e molekulave mysafire në solucione shtresë inorganike shtresëzuese
• sonokimi i polimereve
  • degradimi dhe modifikimi i polimereve
  • sinteza e polimereve
• sonoliza e ndotësve organikë në ujë

Pajisjet Sonochemical

Shumica e proceseve sonokhemike të përmendura mund të plotësohen për të punuar në linjë. Ne do të jemi të lumtur t'ju ndihmojmë në zgjedhjen e pajisjeve sonokimike për nevojat tuaja të përpunimit. Për hulumtimin dhe për testimin e proceseve ne rekomandojmë pajisjet tona laboratorike ose UIP1000hdT vendosur.

Nëse kërkohet, pajisjet FM dhe ATEX të certifikuara me ultratinguj dhe reaktorë (p.sh. UIP1000-Exd) janë në dispozicion për sonication e kimikateve të ndezshme dhe formulimet e produktit në mjedise të rrezikshme.

Ndryshimet tejzanor të kullimit Reagimet e hapjes së unazës

Ultrasonication është një mekanizëm alternativ për të ngrohur, presion, dritë ose energji elektrike për të inicuar reagime kimike. Jeffrey S. Moore, Charles R. Hickenboth, dhe ekipi i tyre në Fakulteti i Kimisë në Universitetin e Illinois në Urbana-Champaign përdorën fuqinë tejzanor për të shkaktuar dhe manipuluar reagimet e hapjes së unazës. Sipas sonication, reagimet kimike gjeneruar produkte të ndryshme nga ato të parashikuara nga rregulla simetri orbitale (Nature 2007, 446, 423). Grupi lidhi izomere me benzociklobuten të pavarur mekanikisht të ndjeshëm 1,2 në dy zinxhirë polietilen glikoli, aplikoi energjinë tejzanore dhe analizoi zgjidhjet pjesa më e madhe duke përdorur C¹³ spektroskopia e rezonancës magnetike bërthamore. Spektrat treguan se të dy izomertat cis dhe trans ofrojnë të njëjtin produkt të hapur të unazës, që pritet nga izomer trans. Ndërsa energjia termike shkakton lëvizjen e rastësishme Brownian të reagentëve, energjia mekanike e ultrasonication siguron një drejtim për mocionet atomike. Prandaj, efektet cavitational drejtpërdrejtë të energjisë energji nga lodhje molekulë, riorganizimin e sipërfaqes potencial të energjisë.

Ultratinguj me Performancë të Lartë për Sonokimi

Hielscher Ultrasonics furnizon procesorë tejzanor për laborator dhe industri. Të gjithë ultrasonikët Hielscher janë makineri ultratinguj shumë të fuqishme dhe të fuqishme dhe të ndërtuara për funksionim të vazhdueshëm 24/7 nën ngarkesë të plotë. Kontrolli dixhital, cilësimet e programueshme, monitorimi i temperaturës, protokollimi automatik i të dhënave dhe kontrolli në distancë i shfletuesit janë vetëm disa veçori të ultrasonikëve Hielscher. Projektuar për performancë të lartë dhe funksionim të rehatshëm, përdoruesit vlerësojnë trajtimin e sigurt dhe të lehtë të pajisjeve Hielscher Ultrasonics. Procesorët tejzanor industrial Hielscher ofrojnë amplituda deri në 200µm dhe janë idealë për aplikime të rënda. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotrode tejzanor të personalizuara.
Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë: