Hielscher Ultrasonics
เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ
โทรหาเรา: +49 3328 437-420
ส่งอีเมลถึงเรา: info@hielscher.com

ปฏิกิริยาโซโนเคมีและการสังเคราะห์

โซโนเคมีคือการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์กับปฏิกิริยาและกระบวนการทางเคมี กลไกที่ก่อให้เกิดผลกระทบทางโซโนเคมีในของเหลวคือปรากฏการณ์ของโพรงอากาศอะคูสติก

ห้องปฏิบัติการอัลตราโซนิก Hielscher และอุปกรณ์อุตสาหกรรมถูกนํามาใช้ในกระบวนการโซโนเคมีที่หลากหลาย โพรงอากาศอัลตราโซนิกจะทวีความรุนแรงขึ้นและเร่งปฏิกิริยาทางเคมีเช่นการสังเคราะห์และการเร่งปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาโซโนเคมี

ผลกระทบทางโซโนเคมีต่อไปนี้สามารถสังเกตได้ในปฏิกิริยาและกระบวนการทางเคมี:

  • เพิ่มความเร็วในการตอบสนอง
  • เพิ่มผลผลิตปฏิกิริยา
  • การใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
  • วิธีการโซโนเคมีสําหรับการสลับเส้นทางปฏิกิริยา
  • การปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส
  • หลีกเลี่ยงตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส
  • การใช้น้ํายาดิบหรือทางเทคนิค
  • การกระตุ้นโลหะและของแข็ง
  • การเพิ่มปฏิกิริยาของรีเอเจนต์หรือตัวเร่งปฏิกิริยา (คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเร่งปฏิกิริยาด้วยอัลตราโซนิก)
  • การปรับปรุงการสังเคราะห์อนุภาค
  • การเคลือบอนุภาคนาโน

การขอข้อมูล







Ultrasonic homogeizers ติดตั้งเป็นกลุ่ม 7x UIP1000hdT (7x 1kW)

7 homogenizers อัลตราโซนิกของ รุ่น UIP1000hdT (พลังงานอัลตราโซนิก 7x 1kW) ติดตั้งเป็นคลัสเตอร์สําหรับปฏิกิริยาโซโนเคมีในระดับอุตสาหกรรม

ข้อดีของปฏิกิริยาเคมีที่เข้มข้นด้วยอัลตราโซนิก

ปฏิกิริยาเคมีที่ส่งเสริมด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่จัดตั้งขึ้นในการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการในด้านการสังเคราะห์และการประมวลผลทางเคมี ด้วยการควบคุมพลังของคลื่นอัลตราซาวนด์ปฏิกิริยาเหล่านี้มีข้อได้เปรียบมากมายเหนือวิธีการทั่วไปปรับปรุงการเร่งปฏิกิริยาทางเคมีและการสังเคราะห์ อัตราการแปลงที่รวดเร็วของเทอร์โบผลผลิตที่ยอดเยี่ยมการคัดเลือกที่เพิ่มขึ้นประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้นและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ลดลงเป็นข้อได้เปรียบหลักของปฏิกิริยาโซโนเคมี

การเป่าตารางแสดงให้เห็นถึงข้อดีที่โดดเด่นบางประการของปฏิกิริยาที่ส่งเสริมด้วยอัลตราโซนิกเทียบกับปฏิกิริยาเคมีทั่วไป:

 

ปฏิกิริยา เวลาตอบสนอง
ทั่ว ไป
เวลาตอบสนอง
อัลตราโซนิกส์
ยอม
ธรรมดา (%)
ยอม
อัลตราโซนิก (%)
Diels-Alder cyclization 35 ชม. 3.5 ชม 77.9 97.3
การเกิดออกซิเดชันของอินแดนเป็น indane-1-one 3 ชม. 3 ชม. น้อยกว่า 27% 73%
การลดเมทอกซีอะมิโนไซเลน ไม่มีปฏิกิริยา 3 ชม. 0% 100%
อีพอกซิเดชันของเอสเทอร์ไขมันไม่อิ่มตัวสายยาว 2 ชม. 15 นาที 48% 92%
ออกซิเดชันของอะริลอัลเคน 4 ชม 4 ชม 12% 80%
ไมเคิลเพิ่มไนโตรอัลเคนลงในเอสเทอร์ไม่อิ่มตัว α,β แบบทดแทนเดียว 2 วัน 2 ชม. 85% 90%
การเกิดออกซิเดชันของเปอร์แมงกาเนตของ 2-octanol 5 ชม. 5 ชม. 3% 93%
การสังเคราะห์ chalcones โดยการควบแน่นของ CLaisen-Schmidt 60 นาที 10 นาที 5% 76%
ข้อต่อ UIllmann ของ 2-iodonitrobenzene 2 ชม. 2 ชม. ผิวสีแทนน้อยลง 1.5% 70.4%
ปฏิกิริยา Reformatsky 12 ชม. 30 นาที 50% 98%

Ultrasonic Cavitation ในของเหลว

โพรงอากาศ นั่นคือการก่อตัว การเจริญเติบโต และการยุบตัวของฟองอากาศในของเหลว การยุบตัวของโพรงอากาศทําให้เกิดความร้อนในท้องถิ่นที่รุนแรง (~5000 K) แรงดันสูง (~1000 atm) และอัตราการให้ความร้อนและความเย็นมหาศาล (>109 K/วินาที) และกระแสเจ็ทเหลว (~400 กม./ชม.) (Suslick 1998)

การเกิดโพรงอากาศโดยใช้ UIP1000hd:

วิดีโอนี้แสดงโพรงอากาศอัลตราโซนิก / อะคูสติกในน้ํา - สร้างโดย Hielscher UIP1000 โพรงอากาศอัลตราโซนิกใช้สําหรับการใช้งานของเหลวจํานวนมาก

โพรงอากาศอัลตราโซนิกในของเหลวโดยใช้ UIP1000

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

ฟองอากาศเป็นฟองอากาศสูญญากาศ สุญญากาศถูกสร้างขึ้นโดยพื้นผิวที่เคลื่อนที่เร็วในด้านหนึ่งและของเหลวเฉื่อยอีกด้านหนึ่ง ความแตกต่างของแรงดันที่เกิดขึ้นทําหน้าที่เอาชนะแรงยึดเกาะและการยึดเกาะภายในของเหลว

Cavitation สามารถผลิตได้หลายวิธีเช่นหัวฉีด Venturi หัวฉีดแรงดันสูงการหมุนด้วยความเร็วสูงหรือทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก ในระบบทั้งหมดเหล่านั้นพลังงานอินพุตจะถูกเปลี่ยนเป็นแรงเสียดทานความปั่นป่วนคลื่นและโพรงอากาศ เศษส่วนของพลังงานอินพุตที่เปลี่ยนเป็นโพรงอากาศขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการที่อธิบายการเคลื่อนที่ของอุปกรณ์สร้างโพรงอากาศในของเหลว

ความเข้มของการเร่งความเร็วเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สําคัญที่สุดที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงพลังงานให้เป็นโพรงอากาศอย่างมีประสิทธิภาพ ความเร่งที่สูงขึ้นทําให้เกิดความแตกต่างของแรงดันที่สูงขึ้น สิ่งนี้จะเพิ่มความน่าจะเป็นของการสร้างฟองอากาศสูญญากาศแทนการสร้างคลื่นที่แพร่กระจายผ่านของเหลว ดังนั้น ยิ่งความเร่งสูงเท่าใด เศษส่วนของพลังงานที่เปลี่ยนเป็นโพรงอากาศก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในกรณีของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกความเข้มของการเร่งความเร็วจะอธิบายโดยแอมพลิจูดของการสั่น

แอมพลิจูดที่สูงขึ้นส่งผลให้เกิดโพรงอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อุปกรณ์อุตสาหกรรมของ Hielscher Ultrasonics สามารถสร้างแอมพลิจูดได้ถึง 115 μm แอมพลิจูดสูงเหล่านี้ช่วยให้มีอัตราส่วนการส่งกําลังสูง ซึ่งจะช่วยให้สร้างความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 100 วัตต์/ซม.³

นอกจากความเข้มแล้วของเหลวควรเร่งความเร็วเพื่อสร้างการสูญเสียน้อยที่สุดในแง่ของความปั่นป่วนแรงเสียดทานและการสร้างคลื่น สําหรับสิ่งนี้วิธีที่เหมาะสมที่สุดคือทิศทางการเคลื่อนไหวฝ่ายเดียว

อัลตราโซนิกเป็นที่ทราบกันดีว่าช่วยปรับปรุงปฏิกิริยา transesterification จึงให้เช่นเมทิลเอสเทอร์และโพลิออลที่สูงขึ้น Hielscher Ultrasonics ผลิตโพรบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมและเครื่องปฏิกรณ์สําหรับปริมาณงานสูง

เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกที่มี 16,000 วัตต์สําหรับการถ่ายโอนเอสเทอริฟิเคชันแบบอินไลน์ที่ได้รับการปรับปรุงด้วยโซโนเคมี

อัลตราซาวนด์ถูกนํามาใช้เนื่องจากผลกระทบในกระบวนการเช่น:

  • การเตรียมโลหะที่เปิดใช้งานโดยการลดเกลือโลหะ
  • การสร้างโลหะที่เปิดใช้งานโดยการ sonication
  • การสังเคราะห์อนุภาคแบบโซโนเคมีโดยการตกตะกอนของโลหะ (Fe, Cr, Mn, Co) ออกไซด์เช่นสําหรับใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
  • การทําให้ชุ่มของโลหะหรือเมทัลฮาไลด์บนส่วนรองรับ
  • การเตรียมสารละลายโลหะที่เปิดใช้งาน
  • ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับโลหะผ่านสายพันธุ์ออร์แกโนเอนเจอร์ไรด์ที่สร้างขึ้นในแหล่งกําเนิด
  • ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับของแข็งที่ไม่ใช่โลหะ
  • การตกผลึกและการตกตะกอนของโลหะโลหะผสมซีโอลิธและของแข็งอื่น ๆ
  • การปรับเปลี่ยนสัณฐานวิทยาของพื้นผิวและขนาดอนุภาคโดยการชนกันระหว่างอนุภาคด้วยความเร็วสูง
    • การก่อตัวของวัสดุโครงสร้างนาโนอสัณฐาน รวมถึงโลหะทรานซิชันพื้นที่ผิวสูง โลหะผสม คาร์ไบด์ ออกไซด์ และคอลลอยด์
    • การรวมตัวกันของผลึก
    • การเรียบและการกําจัดการเคลือบออกไซด์แบบทู่
    • ไมโครแมคเคิล (การแยกส่วน) ของอนุภาคขนาดเล็ก
  • การกระจายตัวของของแข็ง
  • การเตรียมคอลลอยด์ (Ag, Au, CdS ขนาด Q)
  • การแทรกของโมเลกุลของแขกเป็นของแข็งชั้นอนินทรีย์โฮสต์
  • โซโนเคมีของโพลีเมอร์
    • การย่อยสลายและการดัดแปลงของโพลีเมอร์
    • การสังเคราะห์โพลีเมอร์
  • การสลายตัวของสารมลพิษอินทรีย์ในน้ํา

อุปกรณ์ sonochemical

กระบวนการโซโนเคมีที่กล่าวถึงส่วนใหญ่สามารถติดตั้งเพิ่มเติมเพื่อทํางานแบบอินไลน์ได้ เรายินดีที่จะช่วยเหลือคุณในการเลือกอุปกรณ์ sonochemical สําหรับความต้องการในการประมวลผลของคุณ สําหรับการวิจัยและการทดสอบกระบวนการ เราขอแนะนําอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการของเราหรือ ชุด UIP1000hdT.

หากจําเป็น อุปกรณ์และเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกที่ผ่านการรับรอง FM และ ATEX (เช่น UIP1000-Exd) มีให้สําหรับการ sonication ของสารเคมีไวไฟและสูตรผลิตภัณฑ์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย

โพรงอากาศอัลตราโซนิกเปลี่ยนปฏิกิริยาการเปิดวงแหวน

อัลตราโซนิกเป็นกลไกทางเลือกสําหรับความร้อนความดันแสงหรือไฟฟ้าเพื่อเริ่มปฏิกิริยาเคมี เจฟฟรีย์ เอส. มัวร์, Charles R. Hickenboth และทีมงานของพวกเขาที่ คณะเคมีที่ University of Illinois at Urbana-Champaign ใช้พลังงานอัลตราโซนิกเพื่อกระตุ้นและจัดการปฏิกิริยาการเปิดวงแหวน ภายใต้การ sonication ปฏิกิริยาเคมีสร้างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างจากที่คาดการณ์โดยกฎสมมาตรวงโคจร (Nature 2007, 446, 423) กลุ่มเชื่อมโยงไอโซเมอร์เบนโซไซโคลบิวทีน 1,2-disubstituted ที่ไวต่อกลไกกับโซ่โพลีเอทิลีนไกลคอลสองสายใช้พลังงานอัลตราโซนิกและวิเคราะห์สารละลายจํานวนมากโดยใช้ C13 นิวเคลียร์เรโซแนนซ์แม่เหล็กสเปกโทรสโกปี สเปกตรัมแสดงให้เห็นว่าทั้งไอโซเมอร์ cis และทรานส์ให้ผลิตภัณฑ์ที่เปิดวงแหวนเดียวกัน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่คาดหวังจากไอโซเมอร์ทรานส์ ในขณะที่พลังงานความร้อนทําให้เกิดการเคลื่อนที่แบบสุ่มของสารตั้งต้นพลังงานกลของอัลตราโซนิกจะให้ทิศทางสู่การเคลื่อนที่ของอะตอม ดังนั้นผลกระทบของโพรงอากาศจึงควบคุมพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการกรองโมเลกุลปรับรูปร่างพื้นผิวพลังงานศักย์

อัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการสังเคราะห์อนุภาคนาโนจากล่างขึ้นบน

เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบเป็น UP400ST เพิ่มการสังเคราะห์อนุภาคนาโน เส้นทางโซโนเคมีนั้นง่ายมีประสิทธิภาพรวดเร็วและทํางานร่วมกับสารเคมีปลอดสารพิษภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับ Sonochemistry

Hielscher Ultrasonics จัดหาโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกสําหรับห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดเป็นเครื่องอัลตราซาวนด์ที่ทรงพลังและแข็งแกร่งและสร้างขึ้นสําหรับการทํางานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้ภาระเต็มที่ การควบคุมแบบดิจิตอลการตั้งค่าที่ตั้งโปรแกรมได้การตรวจสอบอุณหภูมิโปรโตคอลข้อมูลอัตโนมัติและการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลเป็นเพียงคุณสมบัติบางประการของเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพสูงและการใช้งานที่สะดวกสบายผู้ใช้ให้ความสําคัญกับการจัดการที่ปลอดภัยและง่ายดายของอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher ให้แอมพลิจูดสูงถึง 200μm และเหมาะสําหรับการใช้งานหนัก สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:

ปริมาณแบทช์ อัตราการไหล อุปกรณ์ที่แนะนํา
1 ถึง 500 มล. 10 ถึง 200 มล. / นาที UP100H
10 ถึง 2000 มล. 20 ถึง 400 มล. / นาที UP200 ฮิต, UP400ST
0.1 ถึง 20L 0.2 ถึง 4L / นาที UIP2000hdt
10 ถึง 100L 2 ถึง 10L / นาที UIP4000hdT
ไม่ 10 ถึง 100L / นาที UIP16000
ไม่ ขนาด ใหญ่ คลัสเตอร์ของ UIP16000

ติดต่อเรา! / ถามเรา!

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม

โปรดใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกแอพพลิเคชั่นและราคา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณกับคุณและเสนอระบบอัลตราโซนิกที่ตรงกับความต้องการของคุณ!












โฮโมจีไนเซอร์แรงเฉือนสูงอัลตราโซนิกใช้ในห้องปฏิบัติการแบบตั้งโต๊ะนําร่องและการแปรรูปทางอุตสาหกรรม

Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม



วรรณกรรม / อ้างอิง


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม

เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ

Let's get in contact.