Sonochemical ปฏิกิริยาและสังเคราะห์

sonochemistry เป็นโปรแกรมของอัลตราซาวนด์ที่จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีและกระบวนการ กลไกที่ก่อให้เกิดผลกระทบ sonochemical ในของเหลวเป็นปรากฏการณ์ของการเกิดโพรงอากาศอะคูสติก

Hielscher ห้องปฏิบัติการอัลตราโซนิกและอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ใช้ในหลากหลายของกระบวนการ sonochemical อัลตราโซนิกการเกิดโพรงอากาศเพิ่มขึ้นและเพิ่มความเร็วปฏิกิริยาทางเคมีเช่นการสังเคราะห์และการเร่งความรู้สึก

ปฏิกิริยา Sonochemical

ผลกระทบ sonochemical ต่อไปนี้สามารถสังเกตได้ในปฏิกิริยาเคมีและกระบวนการ:

เพิ่มความเร็วในการเกิดปฏิกิริยา
เพิ่มขึ้นในการส่งออกปฏิกิริยา
การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
วิธี sonochemical สำหรับการเปลี่ยนของการเกิดปฏิกิริยาทางเดิน
ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส
หลีกเลี่ยงการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส
การใช้น้ำมันดิบหรือเทคนิคน้ำยา
การเปิดใช้งานของโลหะและของแข็ง
เพิ่มขึ้นในการเกิดปฏิกิริยาของสารเคมีหรือตัวเร่งปฏิกิริยา (คลิกที่นี่เพื่ออ่านข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเร่งปฏิกิริยาช่วย ultrasonically)
การปรับปรุงการสังเคราะห์อนุภาค
เคลือบอนุภาคนาโน

Ultrasonic Cavitation ในของเหลว

Cavitation คือการก่อตัวการเจริญเติบโตและการยุบตัวของฟองสบู่ในของเหลว การยุบตัวของ cavitational ทำให้เกิดความร้อนในท้องถิ่นที่รุนแรง (~ 5000 K) ความกดดันสูง (~ 1000 atm) และความร้อนและอัตราการระบายความร้อนขนาดใหญ่ (>109 K / sec) และลำธารลำเลียงของเหลว (~ 400 กม. / ชม.) (คุณ suslick ๑๙๙๘)

ฟอง Cavitation ฟองอากาศสูญญากาศ สูญญากาศจะถูกสร้างขึ้นโดยพื้นผิวที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วในด้านหนึ่งและของเหลวเฉื่อยในที่อื่น ๆ ความแตกต่างความดันที่เกิดบริการที่จะเอาชนะการทำงานร่วมกันและการยึดเกาะกองกำลังที่อยู่ในของเหลว

Cavitation สามารถผลิตได้ในวิธีที่แตกต่างกัน เช่น Venturi หัวฉีด หัวฉีดแรงดันสูง หมุนความเร็วสูง หรือหัววัดอัลตราโซนิก ในระบบเหล่านั้น พลังงานที่ป้อนเข้าจะกลายเป็นแรงเสียดทาน ปัจจัย คลื่น และ cavitation สัดส่วนของพลังงานที่ป้อนเข้าที่แก่น cavitation ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการที่อธิบายการเคลื่อนไหวของ cavitation อุปกรณ์สร้างในของเหลว

ความเข้มของการเร่งความเร็วเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงที่มีประสิทธิภาพของพลังงานในการเกิดโพรงอากาศ อัตราเร่งที่สูงขึ้นจะสร้างความแตกต่างของความดันที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นการเพิ่มความน่าจะเป็นของการสร้างสูญญากาศฟองแทนการสร้างคลื่นแพร่กระจายผ่านของเหลว ดังนั้นที่สูงกว่าอัตราเร่งที่สูงกว่าเป็นส่วนหนึ่งของพลังงานที่จะกลายเป็นโพรงอากาศ ในกรณีที่มีการแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกความเข้มของการเร่งความเร็วอธิบายโดยความกว้างของการสั่น

amplitudes ที่สูงขึ้นส่งผลให้มีการสร้าง cavitation ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น อุปกรณ์อุตสาหกรรมของ Hielscher Ultrasonics สามารถสร้างแอมพลิจูดได้ถึง 115 ไมครอน amplitudes สูงเหล่านี้ช่วยให้อัตราส่วนการส่งผ่านกำลังสูงที่ช่วยให้สามารถสร้างความหนาแน่นของพลังงานได้สูงถึง 100 W / cm³

นอกเหนือไปจากความเข้มของเหลวที่ควรจะเร่งตัวขึ้นในทางที่จะสร้างความสูญเสียน้อยที่สุดในแง่ของความปั่นป่วนแรงเสียดทานและการสร้างคลื่น สำหรับเรื่องนี้วิธีที่ดีที่สุดเป็นทิศทางของการเคลื่อนไหวของฝ่ายเดียว

อัลตราซาวนด์ถูกนำมาใช้เนื่องจากผลกระทบของมันในกระบวนการเช่น:

การเตรียมความพร้อมของโลหะเปิดใช้งานโดยการลดลงของเกลือโลหะ
รุ่นของโลหะเปิดใช้งานโดย sonication
การสังเคราะห์ sonochemical ของอนุภาคโดยการตกตะกอนของโลหะ (Fe, Cr, Mn, Co) ออกไซด์เช่น เพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
เคลือบโลหะหรือไลด์โลหะสนับสนุน
การเตรียมความพร้อมของการแก้ปัญหาการเปิดใช้งานโลหะ
ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับโลหะผ่านในแหล่งกำเนิดสปีชีส์ที่สร้าง organoelement
ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับของแข็งที่ไม่ใช่โลหะ
การตกผลึกและการตกตะกอนของโลหะผสม zeolithes และของแข็งอื่น ๆ
การเปลี่ยนแปลงของลักษณะพื้นผิวและขนาดอนุภาคความเร็วสูงชนกัน interparticle
- การก่อตัวของวัสดุอิเล็กทรอนิคส์สัณฐานรวมทั้งพื้นผิวสูงเขตปรับเปลี่ยนโลหะ, โลหะผสม, คาร์ไบด์, ออกไซด์และคอลลอยด์
- การรวมตัวกันของผลึก
- เรียบและการกำจัดของการเคลือบออกไซด์ passivating
- micromanipulation (แยก) ของอนุภาคขนาดเล็ก
การกระจายตัวของของแข็ง
การเตรียมการของคอลลอยด์ (Ag, Au, ซีดี Q-ขนาด)
เสพของโมเลกุลของผู้เข้าพักลงในโฮสต์นินทรีย์ชั้นของแข็ง
sonochemistry ของโพลิเมอร์
- การย่อยสลายและการปรับเปลี่ยนของโพลิเมอร์
- การสังเคราะห์โพลิเมอร์
sonolysis ของสารมลพิษอินทรีย์ในน้ำ

อุปกรณ์ Sonochemical

ส่วนใหญ่ของกระบวนการ sonochemical กล่าวถึงสามารถดัดแปลงการทำงานแบบอินไลน์ เรายินดีที่จะช่วยคุณในการเลือกอุปกรณ์ sonochemical สำหรับความต้องการประมวลผลของคุณ สำหรับการวิจัยและสำหรับการทดสอบของกระบวนการที่เราขอแนะนำอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการของเราหรือ ชุด UIP1000hdT.

หากต้องการ FM และ ATEX ได้รับการรับรองอุปกรณ์อัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์ (เช่น UIP1000-Exd) ที่มีอยู่สำหรับ sonication ของสารเคมีไวไฟและสูตรผลิตภัณฑ์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย

Ultrasonic Cavitation เปลี่ยนแปลงแหวนเปิดปฏิกิริยา

Ultrasonication เป็นกลไกทางเลือกที่จะให้ความร้อน, ความดัน, แสงหรือไฟฟ้าเพื่อเริ่มต้นการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี เจฟฟรีย์เอสมัวร์ชาร์ลส์อาร์ Hickenboth และทีมงานของพวกเขาที่ เคมีคณะที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign พลังงานล้ำเสียงใช้ในการเรียกและจัดการกับปฏิกิริยาแหวนเปิด ภายใต้ sonication, ปฏิกิริยาเคมีที่สร้างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างจากคนที่คาดการณ์ไว้ตามกฎสมมาตรโคจร (เนเจอร์ 2007 446, 423) กลุ่มที่มีความสำคัญที่เชื่อมโยงกลไก isomers benzocyclobutene 1,2-disubstituted สองโซ่ polyethylene glycol, ใช้พลังงานอัลตราโซนิกและการวิเคราะห์การแก้ปัญหาจำนวนมากโดยใช้ C¹³ นิวเคลียร์สเปกโทรสโกด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก สเปกตรัมแสดงให้เห็นว่าทั้ง CIS และ isomers ทรานส์ให้แหวนเปิดผลิตภัณฑ์เดียวกันหนึ่งที่คาดว่าจะมาจาก isomer ทรานส์ ในขณะที่พลังงานความร้อนทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบสุ่มของสารตั้งต้น, พลังงานกลของ ultrasonication ให้ทิศทางการเคลื่อนไหวของอะตอม ดังนั้นผลกระทบโดยตรง cavitational ได้อย่างมีประสิทธิภาพพลังงานโดยการรัดโมเลกุล, การปรับพื้นผิวพลังงานที่มีศักยภาพ

วรรณกรรม

Suslick, K.S. (๑๙๙๘): เคิร์ก-Othmer สารานุกรมของเทคโนโลยีทางเคมี; 4 เอ็ด เจไวลีย์ & Sons: นิวยอร์ก, ปี 1998 ฉบับ 26, 517-541

Suslick พ S .; Didenko, Y .; ฝางเอ็มเอ็ม .; Hyeon, T .; Kolbeck พ J .; นาราดับบลิวบี III; Mdleleni เอ็มเอ็ม .; วงศ์, M. (1999): อะคูสติก Cavitation และผลกระทบของสารเคมีใน: ฟิล ทรานส์ รอย Soc A, 1999 357, 335-353