ตัวเร่งปฏิกิริยา Fischer-Tropsch ที่ได้รับการปรับปรุงด้วย Sonication

ปรับปรุงการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยา Fischer-Tropsch ด้วยอัลตราซาวนด์: การบําบัดด้วยอัลตราโซนิกของอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาถูกนํามาใช้เพื่อวัตถุประสงค์หลายประการ การสังเคราะห์อัลตราโซนิกช่วยในการสร้างอนุภาคนาโนที่ดัดแปลงหรือใช้งานได้ซึ่งมีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาสูง ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้วและเป็นพิษสามารถกู้คืนได้ง่ายและรวดเร็วโดยการบําบัดพื้นผิวอัลตราโซนิกซึ่งจะขจัดคราบสกปรกออกจากตัวเร่งปฏิกิริยา ในที่สุดการแยกตัวและการกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกส่งผลให้อนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยากระจายตัวสม่ําเสมอและกระจายตัวเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวอนุภาคที่ใช้งานสูงและการถ่ายเทมวลเพื่อการแปลงตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมที่สุด

ผลกระทบอัลตราโซนิกต่อตัวเร่งปฏิกิริยา

อัลตราซาวนด์กําลังสูงเป็นที่รู้จักกันดีว่ามีอิทธิพลเชิงบวกต่อปฏิกิริยาเคมี เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์ที่รุนแรงถูกนําเข้าสู่ของเหลวปานกลางจะมีการสร้างโพรงอากาศอะคูสติก โพรงอากาศอัลตราโซนิกทําให้เกิดสภาวะที่รุนแรงในท้องถิ่นด้วยอุณหภูมิสูงมากถึง 5,000K ความดันประมาณ 2,000 atm และไอพ่นของเหลวที่มีความเร็วสูงถึง 280 ม./วินาที ปรากฏการณ์ของโพรงอากาศอะคูสติกและผลกระทบต่อกระบวนการทางเคมีเป็นที่รู้จักกันภายใต้คําว่า sonochemistry
การประยุกต์ใช้อัลตราโซนิกทั่วไปคือการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน: แรงโพรงอากาศอัลตราซาวนด์จะเปิดใช้งานพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาเนื่องจากการกัดเซาะโพรงอากาศทําให้เกิดพื้นผิวที่ไม่มีปฏิกิริยาสูง นอกจากนี้ การถ่ายเทมวลยังดีขึ้นอย่างมากจากการสตรีมของเหลวที่ปั่นป่วน การชนกันของอนุภาคสูงที่เกิดจากโพรงอากาศอะคูสติกจะขจัดการเคลือบออกไซด์บนพื้นผิวของอนุภาคผงส่งผลให้พื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาทํางานอีกครั้ง

การเตรียมอัลตราโซนิกของตัวเร่งปฏิกิริยา Fischer-Tropsch

กระบวนการ Fischer-Tropsch ประกอบด้วยปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างที่เปลี่ยนส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนเป็นไฮโดรคาร์บอนเหลว สําหรับการสังเคราะห์ Fischer-Tropsch สามารถใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาได้หลายชนิด แต่ที่ใช้บ่อยที่สุดคือโลหะทรานซิชันโคบอลต์ เหล็ก และรูทีเนียม การสังเคราะห์ Fischer-Tropsch ที่อุณหภูมิสูงทํางานด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก
เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยา Fischer-Tropsch มีความอ่อนไหวต่อพิษของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยสารประกอบที่มีกํามะถันการกระตุ้นอัลตราโซนิกจึงมีความสําคัญอย่างยิ่งในการรักษากิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาและการคัดเลือกอย่างเต็มที่

การสังเคราะห์อัลตราโซนิกของตัวเร่งปฏิกิริยาแกนเปลือก

โครงสร้างนาโนแกน-เปลือกเป็นอนุภาคนาโนที่ห่อหุ้มและป้องกันโดยเปลือกนอกที่แยกอนุภาคนาโนและป้องกันการย้ายถิ่นฐานและการรวมกันระหว่างปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา

Pirola et al. (2010) ได้เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา Fischer-Tropsch ที่ใช้เหล็กที่รองรับซิลิกาที่มีการโหลดโลหะที่ใช้งานอยู่สูง ในการศึกษาของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าการชุบด้วยอัลตราโซนิกช่วยในการสะสมของซิลิกาช่วยเพิ่มการสะสมของโลหะและเพิ่มกิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยา ผลการสังเคราะห์ Fischer-Tropsch ได้บ่งชี้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมโดยอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพมากที่สุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทําการทําให้ชุ่มด้วยอัลตราโซนิกในบรรยากาศอาร์กอน

การเปิดใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยาอัลตราโซนิกอีกครั้ง

การรักษาพื้นผิวอนุภาคอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่รวดเร็วและง่ายในการสร้างใหม่และเปิดใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้วและเป็นพิษ ความสามารถในการฟื้นฟูตัวเร่งปฏิกิริยาช่วยให้สามารถเปิดใช้งานและนํากลับมาใช้ใหม่ได้ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นขั้นตอนกระบวนการที่ประหยัดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
การบําบัดด้วยอนุภาคอัลตราโซนิกช่วยขจัดคราบสกปรกและสิ่งสกปรกออกจากอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งปิดกั้นไซต์สําหรับปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา การรักษาด้วยอัลตราโซนิกทําให้อนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาล้างพื้นผิวจึงขจัดการสะสมออกจากไซต์ที่ออกฤทธิ์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา หลังจากอัลตราโซนิกกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาจะกลับคืนสู่ประสิทธิภาพเช่นเดียวกับตัวเร่งปฏิกิริยาสด นอกจากนี้การ sonication จะทําลายการรวมตัวกันและให้การกระจายอนุภาคแบบโมโนกระจายตัวเป็นเนื้อเดียวกันและสม่ําเสมอซึ่งจะเพิ่มพื้นที่ผิวของอนุภาคและด้วยเหตุนี้ไซต์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานอยู่ ดังนั้นการกู้คืนตัวเร่งปฏิกิริยาอัลตราโซนิกจึงให้ผลตอบแทนในตัวเร่งปฏิกิริยาที่สร้างใหม่โดยมีพื้นที่ผิวที่ใช้งานสูงเพื่อการถ่ายเทมวลที่ดีขึ้น
การฟื้นฟูตัวเร่งปฏิกิริยาอัลตราโซนิกใช้ได้กับอนุภาคแร่ธาตุและโลหะอนุภาคที่มีรูพรุน (meso) และนาโนคอมโพสิต

ระบบอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับ Sonochemistry

Hielscher Ultrasonics’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ
ลูกค้าของเราพึงพอใจกับความทนทานและความน่าเชื่อถือที่โดดเด่นของระบบของ Hielscher Ultrasonic การติดตั้งในด้านการใช้งานหนักสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการและการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันช่วยให้มั่นใจได้ถึงการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพและประหยัด การเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการอัลตราโซนิกช่วยลดเวลาในการประมวลผลและได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเช่นคุณภาพที่สูงขึ้นผลผลิตที่สูงขึ้นผลิตภัณฑ์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: