Hielscher ultrazvučna tehnologija

Сонохемијска реакција и синтеза

Сонохемија је примена ултразвука на хемијске реакције и процесе. Механизам који узрокује сонохемијске ефекте у течностима је феномен акустичне кавитације.

Hielscher ultrazvučna laboratorija i industrijski uređaji koriste se u širokom rasponu sonohemijskih procesa. Ultrasonični Kavitacija pojačava i ubrzava hemijske reakcije poput sinteze i katalitacije.

Сонохемијске реакције

У хемијским реакцијама и процесима могу се посматрати следећи сонохемијски ефекти:

  • повећати брзину реакције
  • повећање реакције
  • ефикасније коришћење енергије
  • сонохемијске методе за пребацивање реакционог пута
  • побољшање перформанси катализатора преноса фаза
  • избегавање катализатора преноса фаза
  • коришћење сирових или техничких реагенса
  • активирање метала и чврстих материја
  • повећање реактивности реагенса или катализатора (кликните овде да прочитате више о ултразвучној катализи)
  • побољшање синтезе честица
  • наношење наноделаца

Ултразвучна кавитација у течностима

Кавитација, то је формација, раст и имплозивни колапс мехурића у течности. Кавитацијски колапс производи интензивно локално грејање (~ 5000 К), високи притисци (~ 1000 атм) и огромне стопе грејања и хлађења (>109 К / сец) и течним млазним токовима (~ 400 км / х). (Суслицк 1998)

Кавитацијски мехурићи су вакуумски мехурићи. Вакум се ствара брзо покретном површином са једне стране и инертном течном материјом са друге стране. Резултирајуће разлике притиска служе за превазилажење силе кохезије и адхезије унутар течности.

Кавитација се може производити на различите начине, као што су млазнице Вентури, млазнице високог притиска, ротација велике брзине или ултразвучни претварачи. У свим тим системима улазна енергија се претвара у трење, турбуленције, таласе и кавитацију. Фракција улазне енергије која се претвара у кавитацију зависи од неколико фактора који описују кретање опреме за стварање кавитације у течности.

Интензитет убрзања је један од најважнијих фактора који утичу на ефикасну трансформацију енергије у кавитацију. Веће убрзање ствара веће притиске. Ово заузврат повећава вероватноћу стварања вакуумских мехурића умјесто стварања таласа који се размножавају кроз течност. Дакле, што је веће убрзање, већа је фракција енергије која се претвара у кавитацију. У случају ултразвучног претварача интензитет убрзања описује амплитуда осцилације.

Веће амплитуде резултирају ефикаснијим стварањем кавитације. Индустријски уређаји Хиелсцхер Ултрасоницс могу створити амплитуду до 115 μм. Ове високе амплитуде омогућавају пренос снаге велике снаге што заузврат омогућава стварање густине велике снаге до 100 В / цм³.

Осим интензитета, течност треба убрзати на начин да створи минималне губитке у смислу турбуленција, трења и стварања таласа. За то је оптималан начин унилатерални правац кретања.

Ултразвук се користи због својих ефеката у процесима, као што су:

  • припрема активираних метала смањењем соли метала
  • генерисање активираних метала помоћу сонификације
  • сонохемијска синтеза честица преципитацијом метала (Фе, Цр, Мн, Цо) оксиди, нпр. за употребу као катализатори
  • импрегнација метала или метал халида на носачима
  • припрема активираних металних решења
  • реакције које укључују метале преко ин ситу органоелементних врста
  • реакције које укључују неметалне чврсте материје
  • кристализација и преципитација метала, легура, зеолита и других чврстих материја
  • модификација површинске морфологије и величине честица великим бродчелијским сударима
    • формирање аморфних наноструктурних материјала, укључујући прелазне метале високих површина, легуре, карбиде, оксиде и колоиде
    • агломерација кристала
    • глачање и уклањање пасивног оксидног премаза
    • микроманипулација (фракција) малих честица
  • дисперзија чврстих материја
  • припремање колоида (Аг, Ау, К величине ЦдС)
  • интеркалација молекула госта у неорганске слојевите чврсте супстанце
  • сонохемија полимера
    • деградација и модификација полимера
    • синтеза полимера
  • сонолиза органских загађујућих материја у води

Сонохемијска опрема

Већина наведених сонохемијских процеса може се накнадно уградити у рад. Биће нам драго да вам помогнемо у одабиру сонохемијске опреме за ваше потребе за прерадом. За истраживање и за тестирање процеса препоручујемо наше лабораторијске уређаје или УИП1000хдТ сет.

По потреби, ФМ и АТЕКС сертификоване ултразвучне уређаје и реакторе (нпр УИП1000-Екд) доступни су за ултразвучавање запаљивих хемикалија и формулација производа у опасним срединама.

Затражите више информација!

Молимо користите образац испод, ако желите добити више информација о сонохемијским методама и опреми.









Molimo vas da zabeležite naše Правила о приватности.


Ултразвучна кавитација мења реакције отварања прстена

Ултрасоникација је алтернативни механизам за грејање, притисак, светлост или електричну енергију ради иницирања хемијских реакција. Јеффреи С. Мооре, Цхарлес Р. Хицкенботх, и њихов тим на Хемијски факултет Универзитета у Илиноису у Урбани-Шампањ користи ултразвучну снагу за покретање и манипулацију реакцијама отварања прстена. Под ултразвуком, хемијске реакције генеришу производе различите од оних које су предвиђене правилима орбиталне симетрије (Натуре 2007, 446, 423). Група је повезала механички осетљиве 1,2-дисупституисане изомере бензоциклобутена са два ланца полиетиленгликола, примењену ултразвучну енергију и анализирала главна раствора помоћу Ц13 нуклеарна магнетна резонантна спектроскопија. Спектра је показала да и цис и транс изомери пружају исти производ отворен у прстену, онај који се очекује од транс-изомера. Док топлотна енергија узрокује насумично Бровније кретање реактаната, механичка енергија ултразвучног напона даје правац атомским покретима. Стога, кавитацијски ефекти ефикасно усмеравају енергију напрезањем молекула, преобликовањем потенцијалне енергетске површине.

Литература


Суслицк, КС (1998): Кирк-Отхмер Енцицлопедиа оф Цхемицал Тецхнологи; 4. Ед. Ј. Вилеи & Сонс: Нев Иорк, 1998, вол. 26, 517-541.

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.