การสังเคราะห์และการปรับหมู่ฟังก์ชันของซีโอไลต์ด้วยการใช้คลื่นอัลตราโซนิก
ซีโอไลต์ รวมถึงนาโนซีโอไลต์และอนุพันธ์ของซีโอไลต์ สามารถสังเคราะห์ ปรับหมู่ฟังก์ชัน และสลายการเกาะกลุ่มได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ด้วยการใช้คลื่นอัลตราโซนิกสมรรถนะสูง การสังเคราะห์และการแปรรูปซีโอไลต์ด้วยอัลตราโซนิกเหนือกว่าการสังเคราะห์แบบไฮโดรเทอร์มอลทั่วไปในด้านประสิทธิภาพ ความเรียบง่าย และความสามารถในการขยายขนาดแบบเชิงเส้นไปสู่การผลิตขนาดใหญ่ได้อย่างง่ายดาย ซีโอไลต์ที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกมีความเป็นผลึกและความบริสุทธิ์ที่ดี รวมถึงมีสมรรถนะการทำหน้าที่สูงเนื่องจากความพรุนและการสลายการเกาะกลุ่ม
การเตรียมซีโอไลต์โดยใช้คลื่นอัลตราโซนิกช่วย
ซีโอไลต์เป็นอะลูมิโนซิลิเกตไฮเดรตที่มีโครงสร้างผลึกและรูพรุนระดับไมโคร พร้อมสมบัติในการดูดซึมและการเร่งปฏิกิริยา
การใช้คลื่นอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงส่งผลต่อขนาดและสัณฐานวิทยาของผลึกซีโอไลต์ที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิก และช่วยปรับปรุงความเป็นผลึก นอกจากนี้ เส้นทางการสังเคราะห์ทางโซโนเคมียังช่วยลดเวลาในการตกผลึกลงอย่างมาก เส้นทางการสังเคราะห์ซีโอไลต์โดยใช้อัลตราโซนิกช่วยได้รับการทดสอบและพัฒนาสำหรับซีโอไลต์หลายชนิด กลไกการสังเคราะห์ซีโอไลต์ด้วยอัลตราโซนิกอาศัยการถ่ายเทมวลที่ดีขึ้น ซึ่งส่งผลให้อัตราการเติบโตของผลึกเพิ่มขึ้น การเพิ่มขึ้นของอัตราการเติบโตของผลึกนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดนิวเคลียสในเวลาต่อมา นอกจากนี้ การใช้คลื่นอัลตราโซนิกยังส่งผลต่อสมดุลระหว่างการสลายพอลิเมอร์กับการเกิดพอลิเมอร์ โดยเพิ่มความเข้มข้นของชนิดสารที่ละลายได้ ซึ่งจำเป็นต่อการก่อตัวของซีโอไลต์
โดยรวมแล้ว งานวิจัยต่าง ๆ และระบบการผลิตระดับนำร่องได้พิสูจน์ว่าการสังเคราะห์ซีโอไลต์ด้วยอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูง ช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย
เครื่องอัลตราโซนิก UIP2000hdT พร้อมเครื่องปฏิกรณ์โซโนเคมีแบบอินไลน์สำหรับการสังเคราะห์ซีโอไลต์ที่มีประสิทธิภาพสูง
การสังเคราะห์ซีโอไลต์แบบทั่วไปเทียบกับการสังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิก
การสังเคราะห์ซีโอไลต์แบบทั่วไปทำอย่างไร?
การสังเคราะห์ซีโอไลต์แบบทั่วไปเป็นกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลที่ใช้เวลานานมาก โดยอาจต้องใช้เวลาทำปฏิกิริยาตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายวัน โดยปกติ เส้นทางไฮโดรเทอร์มอลเป็นกระบวนการแบบแบตช์ ซึ่งสังเคราะห์ซีโอไลต์จากแหล่ง Si และ Al ที่มีสภาพอสัณฐานหรือละลายได้ ในขั้นตอนการบ่มเริ่มต้น เจลสำหรับทำปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยสารกำหนดทิศทางโครงสร้าง (SDA) และแหล่งอะลูมิเนียมกับซิลิกาจะถูกบ่มที่อุณหภูมิต่ำ ในขั้นตอนแรกของการบ่มนี้จะเกิดสิ่งที่เรียกว่านิวเคลียส นิวเคลียสเหล่านี้เป็นวัสดุตั้งต้นที่ผลึกซีโอไลต์จะเติบโตขึ้นในกระบวนการตกผลึกถัดไป เมื่อเริ่มการตกผลึก อุณหภูมิของเจลจะถูกเพิ่มขึ้น โดยทั่วไป การสังเคราะห์แบบไฮโดรเทอร์มอลนี้ดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตช์ อย่างไรก็ตาม กระบวนการแบบแบตช์มีข้อเสียคือการดำเนินงานที่ต้องใช้แรงงานมาก
การสังเคราะห์ซีโอไลต์ภายใต้การใช้คลื่นอัลตราโซนิกทำอย่างไร?
การสังเคราะห์ซีโอไลต์ด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่รวดเร็วในการสังเคราะห์ซีโอไลต์ที่เป็นเนื้อเดียวกันภายใต้สภาวะไม่รุนแรง ตัวอย่างเช่น ผลึกซีโอไลต์ขนาด 50nm ได้รับการสังเคราะห์ผ่านเส้นทางโซโนเคมีที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ซีโอไลต์แบบทั่วไปอาจใช้เวลานานถึงหลายวัน เส้นทางโซโนเคมีลดระยะเวลาการสังเคราะห์เหลือเพียงไม่กี่ชั่วโมง จึงช่วยลดเวลาทำปฏิกิริยาได้อย่างมีนัยสำคัญ
การตกผลึกซีโอไลต์ด้วยอัลตราโซนิกสามารถดำเนินการได้ทั้งแบบแบตช์และแบบต่อเนื่อง ทำให้ปรับการใช้งานให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและเป้าหมายของกระบวนการได้ง่าย เนื่องจากสามารถขยายขนาดแบบเชิงเส้นได้ การสังเคราะห์ซีโอไลต์ด้วยอัลตราโซนิกจึงสามารถถ่ายโอนจากกระบวนการแบบแบตช์เริ่มต้นไปสู่การแปรรูปแบบอินไลน์ได้อย่างเชื่อถือได้ การแปรรูปด้วยอัลตราโซนิก – ทั้งแบบแบตช์และแบบอินไลน์ – ให้ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ การควบคุมคุณภาพ และความยืดหยุ่นในการดำเนินงานที่เหนือกว่า
- เร่งการตกผลึกได้อย่างมีนัยสำคัญ
- เพิ่มการเกิดนิวเคลียส
- ซีโอไลต์บริสุทธิ์
- สัณฐานวิทยาสม่ำเสมอ
- ซีโอไลต์ที่มีสมรรถนะการทำหน้าที่สูง (ความพรุนระดับไมโคร)
- อุณหภูมิต่ำ (เช่น อุณหภูมิห้อง)
- เพิ่มจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา
- ผลึกที่สลายการเกาะกลุ่มแล้ว
- กระบวนการแบบแบตช์หรือแบบอินไลน์
- ความคุ้มค่าด้านต้นทุนที่เหนือกว่า
ภาพจุลทรรศน์ FESEM ของซีโอไลต์ Bikitaite ที่มีลิเทียม ซึ่งเตรียมโดย (a) การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นเวลา 3h, (b) ผล EDAX ที่สอดคล้องกัน, (c) การใช้คลื่นอัลตราโซนิกตามด้วยการแปรรูปแบบไฮโดรเทอร์มอลที่ 100°C เป็นเวลา 24h, (d) ผล EDAX ที่สอดคล้องกัน
(การศึกษาและภาพโดย Roy and Das, 2017)
ภาพ SEM ของผลึก SAPO-34 (SONO-SAPO-34) ที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิก UP200S ภายใต้สภาวะต่าง ๆ
(คลิกเพื่อขยายภาพ! การศึกษาและภาพ: Askari and Halladj, 2012)
เส้นทางการสังเคราะห์ทางโซโนเคมีของซีโอไลต์ชนิดต่าง ๆ
ในส่วนต่อไปนี้ เราจะแนะนำเส้นทางโซโนเคมีต่าง ๆ ที่ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์ซีโอไลต์ชนิดต่าง ๆ ผลการวิจัยเน้นย้ำอย่างสม่ำเสมอถึงความเหนือกว่าของการสังเคราะห์ซีโอไลต์ด้วยอัลตราโซนิก
การสังเคราะห์ซีโอไลต์ Bikitaite ที่มี Li ด้วยอัลตราโซนิก
Roy and Das (2017) สังเคราะห์ผลึกซีโอไลต์ Bikitaite ที่มีลิเทียมขนาด 50nm ที่อุณหภูมิห้องโดยใช้ UIP1500hdT (20kHz, 1.5kW) ซึ่งเป็นเครื่องอัลตราโซนิกในระบบแบบแบตช์ การก่อตัวของซีโอไลต์ Bikitaite ด้วยโซโนเคมีที่อุณหภูมิห้องได้สำเร็จได้รับการยืนยันจากการวิเคราะห์ XRD และ IR ของซีโอไลต์ Bikitaite ที่มีลิเทียมซึ่งสังเคราะห์ได้สำเร็จ
เมื่อผสานการแปรรูปทางโซโนเคมีกับการแปรรูปแบบไฮโดรเทอร์มอลทั่วไป การก่อตัวของเฟสผลึกซีโอไลต์เกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก (100ºC) เมื่อเทียบกับ 300ºC เป็นเวลา 5 วัน ซึ่งเป็นค่าทั่วไปสำหรับเส้นทางไฮโดรเทอร์มอลแบบทั่วไป การใช้คลื่นอัลตราโซนิกส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อเวลาในการตกผลึกและการก่อตัวของเฟสซีโอไลต์ เพื่อประเมินสมรรถนะการทำหน้าที่ของซีโอไลต์ Bikitaite ที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิก จึงมีการศึกษาความสามารถในการกักเก็บไฮโดรเจน ปริมาตรการกักเก็บเพิ่มขึ้นตามปริมาณ Li ในซีโอไลต์ที่เพิ่มขึ้น
การก่อตัวของซีโอไลต์ด้วยโซโนเคมี: การวิเคราะห์ XRD และ IR แสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของซีโอไลต์ Bikitaite บริสุทธิ์ที่เป็นผลึกระดับนาโนเริ่มขึ้นหลังการใช้คลื่นอัลตราโซนิก 3 h และการบ่ม 72 h ได้ซีโอไลต์ Bikitaite ที่เป็นผลึกขนาดนาโนและมีพีกเด่นชัดหลังการใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นเวลา 6 h ที่ 250 W
ข้อดี: เส้นทางการสังเคราะห์ทางโซโนเคมีของซีโอไลต์ Bikitaite ที่มีลิเทียมไม่ได้มีเพียงข้อดีด้านการผลิตผลึกนาโนบริสุทธิ์อย่างง่ายดายเท่านั้น แต่ยังเป็นเทคนิคที่รวดเร็วและคุ้มค่าด้านต้นทุนอีกด้วย ค่าใช้จ่ายสำหรับอุปกรณ์อัลตราโซนิกและพลังงานที่ต้องใช้ต่ำมากเมื่อเทียบกับกระบวนการอื่น ๆ นอกจากนี้ ระยะเวลาของกระบวนการสังเคราะห์ยังสั้นมาก จึงถือว่ากระบวนการโซโนเคมีเป็นวิธีที่เป็นประโยชน์สำหรับการประยุกต์ใช้ด้านพลังงานสะอาด
(เทียบกับ Roy et al. 2017)
การเตรียมซีโอไลต์ Mordenite ด้วยการใช้คลื่นอัลตราโซนิก
Mordenite ที่ได้จากการใช้การปรับสภาพเบื้องต้นด้วยอัลตราโซนิก (MOR-U) แสดงสัณฐานวิทยาที่สม่ำเสมอกว่าของเม็ดที่เติบโตเชื่อมประสานกันขนาด 10 × 5 µm2 และไม่พบสัญญาณของการก่อตัวลักษณะคล้ายเข็มหรือเส้นใย กระบวนการที่ใช้อัลตราโซนิกช่วยให้ได้วัสดุที่มีลักษณะเนื้อวัสดุดีขึ้น โดยเฉพาะปริมาตรรูพรุนระดับไมโครที่โมเลกุลไนโตรเจนเข้าถึงได้ในสภาพหลังเตรียมเสร็จ ในกรณีของ Mordenite ที่ผ่านการปรับสภาพเบื้องต้นด้วยอัลตราโซนิก พบการเปลี่ยนแปลงรูปร่างผลึกและสัณฐานวิทยาที่สม่ำเสมอมากขึ้น
โดยสรุป การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการปรับสภาพเจลสำหรับการสังเคราะห์เบื้องต้นด้วยอัลตราโซนิกส่งผลต่อสมบัติต่าง ๆ ของ Mordenite ที่ได้ โดยทำให้เกิด
- ขนาดผลึกและสัณฐานวิทยาที่สม่ำเสมอมากขึ้น โดยไม่มีผลึกลักษณะคล้ายเส้นใยและเข็มที่ไม่พึงประสงค์;
- ข้อบกพร่องเชิงโครงสร้างลดลง;
- ความสามารถในการเข้าถึงรูพรุนระดับไมโครอย่างมีนัยสำคัญในตัวอย่าง Mordenite ในสภาพหลังเตรียมเสร็จ (เมื่อเทียบกับรูพรุนระดับไมโครที่ถูกปิดกั้นในวัสดุที่เตรียมด้วยวิธีกวนแบบดั้งเดิม ก่อนการปรับสภาพหลังการสังเคราะห์);
- การจัดเรียง Al ที่แตกต่างกัน ซึ่งสันนิษฐานว่าส่งผลให้แคตไอออน Na+ อยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างกัน (ปัจจัยที่มีอิทธิพลมากที่สุดต่อสมบัติการดูดซับหรือดูดซึมของวัสดุในสภาพหลังเตรียมเสร็จ)
การลดข้อบกพร่องเชิงโครงสร้างด้วยการปรับสภาพเจลสำหรับการสังเคราะห์เบื้องต้นด้วยอัลตราโซนิกอาจเป็นวิธีที่ทำได้จริงในการแก้ปัญหาโครงสร้าง “ไม่เป็นอุดมคติ” ที่พบบ่อยใน Mordenite สังเคราะห์ นอกจากนี้ อาจเพิ่มความสามารถในการดูดซับหรือดูดซึมของโครงสร้างนี้ได้ด้วยวิธีอัลตราโซนิกที่ง่ายและมีประสิทธิภาพซึ่งใช้ก่อนการสังเคราะห์ โดยไม่ต้องใช้การปรับสภาพหลังการสังเคราะห์แบบดั้งเดิมที่สิ้นเปลืองเวลาและทรัพยากร (ซึ่งกลับทำให้เกิดข้อบกพร่องเชิงโครงสร้าง) อีกทั้งจำนวนหมู่ไซลานอลที่ลดลงยังอาจช่วยยืดอายุการใช้งานในการเร่งปฏิกิริยาของ Mordenite ที่เตรียมได้
(เทียบกับ Kornas et al. 2021)
ภาพ SEM ของซีโอไลต์ MCM-22 ที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิก
(การศึกษาและภาพ: Wang et al. 2008)
การสังเคราะห์ผลึกนาโน SAPO-34 ด้วยอัลตราโซนิก
เส้นทางโซโนเคมีสามารถสังเคราะห์ SAPO-34 (ตะแกรงโมเลกุลซิลิโคอะลูมิโนฟอสเฟต ซึ่งเป็นซีโอไลต์ประเภทหนึ่ง) ในรูปผลึกระดับนาโนได้สำเร็จ โดยใช้ TEAOH เป็นสารกำหนดทิศทางโครงสร้าง (SDA) สำหรับการใช้คลื่นอัลตราโซนิก เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ Hielscher UP200S (24kHz, 200 วัตต์) ถูกนำมาใช้ ขนาดผลึกเฉลี่ยของผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่เตรียมด้วยโซโนเคมีคือ 50nm ซึ่งเล็กกว่าขนาดผลึกที่สังเคราะห์ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอลอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเตรียมผลึก SAPO-34 ด้วยโซโนเคมีภายใต้สภาวะไฮโดรเทอร์มอล พื้นที่ผิวจะสูงกว่าพื้นที่ผิวผลึก SAPO-34 ที่สังเคราะห์แบบทั่วไปด้วยเทคนิคไฮโดรเทอร์มอลแบบสถิตอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีความเป็นผลึกเกือบเท่ากัน ในขณะที่วิธีไฮโดรเทอร์มอลทั่วไปต้องใช้เวลาสังเคราะห์อย่างน้อย 24 h เพื่อให้ได้ SAPO-34 ที่เป็นผลึกอย่างสมบูรณ์ การสังเคราะห์แบบไฮโดรเทอร์มอลโดยใช้โซโนเคมีช่วยให้ได้ผลึก SAPO-34 ที่เป็นผลึกอย่างสมบูรณ์หลังใช้เวลาทำปฏิกิริยาเพียง 1.5 h เนื่องจากพลังงานอัลตราโซนิกที่มีความเข้มสูงมาก การตกผลึกของซีโอไลต์ SAPO-34 จึงเกิดได้เข้มข้นขึ้นจากการยุบตัวของฟองคาวิเทชันที่เกิดจากคลื่นอัลตราโซนิก การยุบตัวเข้าด้านในของฟองคาวิเทชันเกิดขึ้นในเวลาน้อยกว่าหนึ่งนาโนวินาที ส่งผลให้อุณหภูมิเฉพาะจุดเพิ่มขึ้นและลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งป้องกันการจัดเรียงและการเกาะกลุ่มของอนุภาค และนำไปสู่ขนาดผลึกที่เล็กลง การที่สามารถเตรียมผลึก SONO-SAPO-34 ขนาดเล็กด้วยวิธีโซโนเคมีบ่งชี้ว่ามีความหนาแน่นของการเกิดนิวเคลียสสูงในระยะแรกของการสังเคราะห์ และมีการเติบโตของผลึกช้าหลังการเกิดนิวเคลียส ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าวิธีที่ต่างจากวิธีทั่วไปนี้เป็นเทคนิคที่มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการสังเคราะห์ผลึกนาโน SAPO-34 โดยให้ผลได้สูงในระดับการผลิตเชิงอุตสาหกรรม
(เทียบกับ Askari and Halladj; 2012)
การสลายการเกาะกลุ่มและการกระจายตัวของซีโอไลต์ด้วยอัลตราโซนิก
เมื่อใช้ซีโอไลต์ในงานอุตสาหกรรม งานวิจัย หรือวัสดุศาสตร์ โดยส่วนใหญ่จะผสมซีโอไลต์แห้งลงในเฟสของเหลว การกระจายตัวของซีโอไลต์ต้องใช้เทคนิคการกระจายตัวที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ ซึ่งให้พลังงานเพียงพอที่จะสลายการเกาะกลุ่มของอนุภาคซีโอไลต์ เครื่องอัลตราโซนิกเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นเครื่องกระจายตัวที่ทรงพลังและเชื่อถือได้ จึงใช้กระจายวัสดุต่าง ๆ เช่น นาโนทิวบ์ กราฟีน แร่ และวัสดุอื่น ๆ อีกมากมาย ให้กระจายอย่างสม่ำเสมอในเฟสของเหลว
ผงซีโอไลต์ที่ไม่ได้ผ่านการใช้คลื่นอัลตราโซนิกมีการเกาะกลุ่มอย่างมากและมีสัณฐานวิทยาคล้ายเปลือก ในทางกลับกัน การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นเวลา 5 min (ตัวอย่าง 200 mL ที่ได้รับคลื่นอัลตราโซนิกที่ 320 W) ดูเหมือนจะทำลายรูปร่างคล้ายเปลือกส่วนใหญ่ ส่งผลให้ผงสุดท้ายกระจายตัวได้มากขึ้น (เทียบกับ Ramirez Medoza et al. 2020)
ตัวอย่างเช่น Ramirez Medoza et al. (2020) ใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ Hielscher UP200S เพื่อตกผลึกซีโอไลต์ NaX (กล่าวคือ ซีโอไลต์ X ที่สังเคราะห์ในรูปโซเดียม (NaX)) ที่อุณหภูมิต่ำ การใช้คลื่นอัลตราโซนิกในชั่วโมงแรกของการตกผลึกช่วยลดเวลาทำปฏิกิริยาลง 20% เมื่อเทียบกับกระบวนการตกผลึกมาตรฐาน นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นว่าการใช้คลื่นอัลตราโซนิกสามารถลดระดับการเกาะกลุ่มของผงสุดท้ายได้ด้วย โดยใช้คลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงเป็นระยะเวลานานขึ้น
เครื่องอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงสำหรับการสังเคราะห์ซีโอไลต์
ฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนและซอฟต์แวร์อัจฉริยะของเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ได้รับการออกแบบเพื่อรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้ และความสะดวกในการใช้งาน เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher มีความทนทานและเชื่อถือได้ จึงสามารถติดตั้งและใช้งานภายใต้สภาวะงานหนักได้ สามารถเข้าถึงและปรับค่าการทำงานได้ง่ายผ่านเมนูที่ใช้งานได้อย่างเป็นธรรมชาติ ซึ่งเข้าถึงได้ผ่านจอสัมผัสสีดิจิทัลและการควบคุมระยะไกลผ่านเบราว์เซอร์ ดังนั้น สภาวะการแปรรูปทั้งหมด เช่น พลังงานสุทธิ พลังงานรวม แอมพลิจูด เวลา ความดัน และอุณหภูมิ จึงถูกบันทึกโดยอัตโนมัติลงในการ์ด SD ในตัว ช่วยให้คุณทบทวนและเปรียบเทียบการใช้คลื่นอัลตราโซนิกครั้งก่อน ๆ และปรับกระบวนการสังเคราะห์และการกระจายตัวของซีโอไลต์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุดได้
ระบบ Hielscher Ultrasonics ถูกใช้ในกระบวนการตกผลึกทั่วโลก และได้รับการพิสูจน์ว่าเชื่อถือได้สำหรับการสังเคราะห์ซีโอไลต์และอนุพันธ์ของซีโอไลต์คุณภาพสูง เครื่องอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมของ Hielscher สามารถทำงานด้วยแอมพลิจูดสูงได้อย่างง่ายดายในการทำงานต่อเนื่อง (24/7/365) สามารถสร้างแอมพลิจูดสูงถึง 200µm ได้อย่างต่อเนื่องและง่ายดายด้วยโซโนโทรดมาตรฐาน (โพรบ / ฮอร์นอัลตราโซนิก) สำหรับแอมพลิจูดที่สูงกว่านี้ มีโซโนโทรดอัลตราโซนิกที่ผลิตตามความต้องการให้เลือกใช้ เนื่องจากความทนทานและความต้องการการบำรุงรักษาต่ำ เครื่องอัลตราโซนิกของเราจึงมักได้รับการติดตั้งสำหรับงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดการใช้งานสูง
เครื่องแปรรูปด้วยอัลตราโซนิก Hielscher สำหรับการสังเคราะห์ทางโซโนเคมี การตกผลึก และการสลายการเกาะกลุ่ม ได้รับการติดตั้งในระดับเชิงพาณิชย์ทั่วโลกแล้ว ติดต่อเราตอนนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับกระบวนการผลิตซีโอไลต์ของคุณ! บุคลากรของเราที่มีประสบการณ์สูงยินดีให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเส้นทางการสังเคราะห์ทางโซโนเคมี ระบบอัลตราโซนิก และราคา!
ด้วยข้อได้เปรียบของวิธีการสังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิก การผลิตซีโอไลต์ของคุณจะโดดเด่นในด้านประสิทธิภาพ ความเรียบง่าย และต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับกระบวนการสังเคราะห์ซีโอไลต์อื่น ๆ!
ตารางด้านล่างแสดงกำลังการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาตรต่อแบตช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL/min | UP100H |
| 10 ถึง 2000mL | 20 ถึง 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 ถึง 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | สูงกว่า | ชุดเครื่อง UIP16000 |
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
วรรณกรรม / เอกสารอ้างอิง
- Roy, Priyanka; Das, Nandini (2017): Ultrasonic assisted synthesis of Bikitaite zeolite: A potential material for hydrogen storage application. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 36, 2017, 466-473.
- Sanaa M. Solyman, Noha A.K. Aboul-Gheit, Fathia M. Tawfik, M. Sadek, Hanan A. Ahmed (2013):
Performance of ultrasonic-treated nano-zeolites employed in the preparation of dimethyl ether. Egyptian Journal of Petroleum, Volume 22, Issue 1, 2013. 91-99. - Heidy Ramirez Mendoza, Jeroen Jordens, Mafalda Valdez Lancinha Pereira, Cécile Lutz, Tom Van Gerven (2020): Effects of ultrasonic irradiation on crystallization kinetics, morphological and structural properties of zeolite FAU. Ultrasonics Sonochemistry Volume 64, 2020.
- Askari, S.; Halladj, R. (2012): Ultrasonic pretreatment for hydrothermal synthesis of SAPO-34 nanocrystals. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 19, Issue 3, 2012. 554-559.
ข้อเท็จจริงที่ควรรู้
ซีโอไลต์
ซีโอไลต์เป็นกลุ่มอะลูมิโนซิลิเกต กล่าวคือ AlO2 และ SiO2 ซึ่งอยู่ในประเภทของแข็งที่มีรูพรุนระดับไมโครที่เรียกว่า “ตะแกรงโมเลกุล” ซีโอไลต์ประกอบด้วยซิลิกา อะลูมิเนียม ออกซิเจน และโลหะ เช่น ไทเทเนียม ดีบุก สังกะสี และโมเลกุลโลหะอื่น ๆ เป็นหลัก คำว่าตะแกรงโมเลกุลมีที่มาจากสมบัติเฉพาะของซีโอไลต์ในการคัดแยกโมเลกุลอย่างเลือกจำเพาะ โดยอาศัยกระบวนการกีดกันตามขนาดเป็นหลัก ความสามารถในการเลือกจำเพาะของตะแกรงโมเลกุลถูกกำหนดโดยขนาดรูพรุน ตะแกรงโมเลกุลแบ่งตามขนาดรูพรุนเป็นชนิดรูพรุนระดับแมโคร ระดับเมโซ และระดับไมโคร ซีโอไลต์จัดอยู่ในกลุ่มวัสดุที่มีรูพรุนระดับไมโคร เนื่องจากมีขนาดรูพรุน <2 nm
ด้วยโครงสร้างที่มีรูพรุน ซีโอไลต์จึงสามารถรองรับแคตไอออนได้หลากหลายชนิด เช่น Na+, K+, Ca2+, Mg2+ และชนิดอื่น ๆ ไอออนบวกเหล่านี้ถูกยึดไว้ค่อนข้างหลวม และสามารถแลกเปลี่ยนกับไอออนอื่นในสารละลายที่สัมผัสอยู่ได้ง่าย แร่ซีโอไลต์ที่พบได้ทั่วไปบางชนิด ได้แก่ analcime, chabazite, clinoptilolite, heulandite, natrolite, phillipsite และ stilbite ตัวอย่างสูตรแร่ของซีโอไลต์คือ: Na2Al2Si3O 10·2H2O ซึ่งเป็นสูตรของ natrolite ซีโอไลต์ที่ผ่านการแลกเปลี่ยนแคตไอออนเหล่านี้มีความเป็นกรดแตกต่างกัน และเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กรดเป็นตัวเร่งได้หลายชนิด
ด้วยความสามารถในการเลือกจำเพาะและสมบัติที่เกิดจากความพรุน ซีโอไลต์จึงมักใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา สารดูดซับหรือดูดซึม ตัวแลกเปลี่ยนไอออน วิธีบำบัดน้ำเสีย หรือสารต้านแบคทีเรีย
ตัวอย่างเช่น ซีโอไลต์ Faujasite (FAU) เป็นซีโอไลต์รูปแบบเฉพาะชนิดหนึ่ง ซึ่งมีลักษณะเป็นโครงร่างที่มีโพรงเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.3nm เชื่อมต่อกันด้วยรูพรุนขนาด 0.8 nm ซีโอไลต์ชนิด Faujasite (FAU) ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรม เช่น การแตกโมเลกุลด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาแบบฟลูอิด (FCC) และใช้เป็นสารดูดซับสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายในกระแสก๊าซ
Hielscher Ultrasonics ผลิตเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกสมรรถนะสูงตั้งแต่ขนาด ห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงขนาด อุตสาหกรรม
