Ultrasoniranost utiče na ponovnu aktivnost katalizator tokom kataliktivnosti unapređene masovne transfera i ulaza u struju. U heterogenijoj kataluri, gde je katalizator u drugačijoj fazi za retente, ultrasonični Disperzija povećava površinsku oblast koja je dostupna retantima.

Pozadina Sonocatalysis

Katalzis je proces u kome je stopa hemijska reakcija je povećana (ili smanjen) putem katalizator. Proizvodnja mnogih hemikalija uključuje i katalozu. Uticaj na brzinu reagovanja zavisi od učestalosti kontaktnosti reakanata u koraku-određivanju. Generalno gledano, katalosti povećavaju stopu reagovanja i smanjiti energiju aktivacije tako što obezbeđuje alternativnu reakciju na putu do proizvoda reakcije. Za ovo, katalovičari reaguju kod jednog ili više restanara da formiraju posrednike koji naknadno daju finalni proizvod. Ovaj korak regeneriše katalizator. Po Smanjivanje energetske aktivacije, više molekularnih sudara ima energiju potrebnu za dostiznju tranzicionu državu. U nekim slučajevima, katalosti koriste promene u neeksnosti hemijske reakcije.

Тхе Dijagram sa desne strane ilustruje efekat katalizator u hemijskoj reakciji X + Y da proizvede Z. Katalizator omogućuje alternativni patway (zelena) sa manjom aktivacijom Enerdži EA.

Efekti Ultrasoniranosti

Akustična talasna dužina u tečnosti kreće se od oko 110 do 0,15mm za frekvencije između 18kHz i 10MHz. Ovo je znatno iznad molekularnih dimenzija. Iz tog razloga, ne postoji direktno spajanje akustičnog polja sa molekulima hemijske vrste. Efekti ultrazvučne sonične mere su u velikoj meri rezultat ултразвучна кавитација u tečnosti. Prema tome, ultrazvučna reagent je potrebno najmanje jedno da bude u tečnoj fazi. Ultrasoniranost doprinosi heterogenim i homogenijem katalikzi na mnogo načina. Pojedinačni efekti mogu biti promovisan ili umanjeni prilagođavanjem ultrasonične pojačnje i tečnog pritiska.

Ultrasonični raspršivanje i Emulsiranje

Hemijske reakcije koje uključuju reagente i katalizator više od jedne faze (heterogene katalizatora) ograničene su na faznu granicu jer je to jedino mesto gde su prisutni reagens, kao i katalizator. Izloženost reagensima i katalizatoru jedni drugima je ključni faktor za brojne hemijske reakcije u više faza. Iz tog razloga, specifična površina granične granice postaje uticajna u pogledu hemijske stope reakcije.

Ultrasoniranost je veoma delotvoran način za дисперзија чврстих материја i na emulsacija tečnosti. Smanjenjem veličine čestica/kapljica, ukupna površina fazne granice se istovremeno povećava. Grafika sa leve strane prikazuje korelaciju između veličine čestica i površinske površine u slučaju sfernih čestica ili kapljica (Kliknite za veći prikaz!). Kako se faza po granične površine povećava, tako raste i stopa hemijske reakcije. Za mnoge materijale ultrazvučna kavitacija može da napravi čestice i kapljice jako lepa veličina – često je znatno ispod 100 nanometers. Ako se Disperzija ili emulzija postanu najmanje privremeno stabilne, primena ultrasonici su možda potrebni samo u početnoj fazi hemijske reakcije. Umetnuti ultrasonični reaktor za početno mešanje reagencija i katalizator može stvoriti fine čestice/kapljice u veoma kratkom vremenu i po visokim stopama protoka. Može se primeniti čak i na visoko vizni medij.

Masovno transfer

Kada reagenti reaguju na faznu granicu, proizvodi hemijske reakcije se akumuliraju na površini kontakta. Ovo blokira druge molekule reagensa da komuniciraju na ovoj fazni granici. Mehaničke sile sekača izazvane kavitacionim mlaznim tokovima i akustičkim protokom rezultiraju turbulentnim protokom i transportom materijala sa i do površine čestica ili kapljica. U slučaju kapljica, visoke reše mogu da dovedu do ukošljivosti i formiranja novih kapljica. Kako hemijska reakcija napreduje vremenom, može se zahtevati ponovljena sonično, npr. Uvećavanje ekspozicije reagencija.

Ulaz energije

Ultrasonični Kavitacija je jedinstven način Stavi energiju u hemijske reakcije. Kombinacija brzih tečnih aviona, visokog pritiska (>1000bankomata) i visoke temperature (>5000K), ogromne stope grejanja i hlađenja (>10⁹KS^-1) javljaju se lokalno koncentrisane tokom implozivnog kompresovanja kavitacionih mehurića. Kenneth Suslick Kaћe: “Kavitacija je izuzetan metod koncentrisanja difuzne energije zvuka u hemijski upotrebu.”

Povećanje reaktivnosti

Kavitaciona erozna površina sa čestica generiše nepasivene, visoko reaktivne površine. Kratkotrajna visoka temperatura i pritisci na Molekularna raspadna i povećava reaktivnost brojnih hemijskih vrsta. Ultrasonični radijacija se može koristiti u pripremi kataletičara, npr. da se proizvedu agregati čestica lepih veličine. Ovo stvara amfone katalokože čestice visoko specifične površine Oblast. Zbog ove agregatne strukture, takve kataloine mogu se odvojiti od proizvoda za reagovanje (odnosno filtriranja).

Ultrasoničan čišćenje

Često katalizacija uključuje neželjene nuspro proizvode, kontaminacije ili nečistoće kod reagensa. To može dovesti do degradacije i faula na površini čvrstih katalizatora. Fauliranje smanjuje izloženu površinu katalizatora i samim tim smanjuje njenu efikasnost. Ne treba ga ukloniti tokom procesa ili u intervalima recikliranja koristeći druge hemikalije procesa. Ultrasonična je efikasno sredstvo za čista katalistina ili pomoć procesu reciklaže katalizator. Ultrasonični čišćenje je verovatno najčešći i poznat program ultrasonike. Tečni rad kavitacionih tečnih mlaznih aviona i šok talasa do 10⁴ATM može stvoriti lokalizovane jedinice za makaze, erozije i površinsku pitanje. Za fine čestice veličine, visokopropusni i međukvalitetni dodaci vode do površinske erozije, pa čak i brušenje i glodalice. Ovi kolektivi mogu da dovedu do toga da lokalna prolazna temperatura utiče na oko 3000K. Bio je to efektno pokazao Uklanja površinske oksidne premazi. Uklanjanjem takvih pasivnih premaza drastično se poboljšava stopa reagovanja za mnoštvo reakcija (Suslick 2008). Primena ultrasonika pomaže da se smanji problem raspršenosti u sistemu za čišćenje, tokom katalitije i doprinosi čišćenju tokom procesa reciklaže.

Primeri Ultrasonove Kataloze

Postoje brojni primeri za ULTRAZVUČNU katalikozu i za ultrasonično pripremanje heterogenih kataluona. Preporučujemo da Sonocatalysis članak by Kenneth Suslik za sveobuhvatan uvod. Hielscher snabdeva ultrazvučne reaktore za pripremu katalijera ili katalorze, kao što su katalitička transesterifikacija za proizvodnju metyleza (tj. masne metylester = biodizela).

Ultrazvučna oprema za Sonocatalysis

Hielscher proizvodi ultrasonični uređaj za upotrebu na bilo koja skala i na raznovrsnost procesa. To uključuje Laboratorijska sonacija u malim bočicama kao i industrijski reaktori i ćelije toka. Za početni test procesa u lab Skali, УП400С (400 вати) je veoma pogodan. Ona se može koristiti za grupne procese, kao i za umetnute postupke. Za testiranje i optimizaciju procesa pre podešavanja, preporučujemo korišćenje UIP1000hd (1000 Vots), s obzirom da su ove jedinice veoma prilagodljivi i da se na taj način može podesiti da se na bilo koji veći kapacitet bude proporcionalno Za proizvodnju svih razmera nudimo ultrasonični uređaj za 10кВ и 16кВ ultrasoničan stepen. U klasterima nekoliko takvih jedinica nalaze se veoma visoke kapacitete za preradu.

Biće nam drago da vam podržimo testiranje procesa, optimizaciju i razmeru. Pričaj sa nama o adekvatnim opremljenosti ili posetite našu laboratoriju.

Književnost na Sonocatalysis i ultrazvučnom Kataliksovoj pomoći

Суслик, КС; Диденко, И .; Фанг, ММ; Хиеон, Т .; Колбецк, КЈ; МцНамара, ВБ ИИИ; Мдлелени, ММ; Вонг, М. (1999): Акустична кавитација и његове хемијске последице, у: Пхил. Транс. Рој. Соц. А, 1999, 357, 335-353.

Suslick, K. S.; Skrabalak, S. E. (2008): “Sonocatalysis” U priručniku za Heterogene Katalenoze, Vol. 4; Ertl, G.; Knzinger, H.; Schth, F.; Weitkamp, J., rasa.; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, str. 2006-2017.