Sonikasyon ile Geliştirilmiş Fischer-Tropsch Katalizörleri

Fischer-Tropsch Katalizörlerinin Ultrason ile Geliştirilmiş Sentezi: Katalizör parçacıklarının ultrasonik tedavisi çeşitli amaçlar için kullanılır. Ultrasonik sentez, yüksek katalitik aktiviteye sahip modifiye edilmiş veya işlevselleştirilmiş nano parçacıklar oluşturmaya yardımcı olur. Kullanılmış ve zehirlenmiş katalizörler, katalizörden inaktive edici kirlenmeyi ortadan kaldıran ultrasonik bir yüzey işlemi ile kolayca ve hızlı bir şekilde geri kazanılabilir. Son olarak, ultrasonik deagglomeration ve dispersiyon, optimum katalitik dönüşüm için yüksek aktif partikül yüzeyi ve kütle transferi sağlamak için katalizör partiküllerinin düzgün, mono-dispers dağılımı ile sonuçlanır.

Katalizör Üzerinde Ultrasonik Etkiler

Yüksek güçlü ultrason, kimyasal reaksiyonlar üzerindeki olumlu etkisi ile bilinir. Yoğun ultrason dalgaları sıvı bir ortama sokulduğunda, akustik kavitasyon oluşur. Ultrasonik kavitasyon, 5.000K'ya kadar çok yüksek sıcaklıklar, yaklaşık 2.000atm basınçlar ve 280m / s hıza kadar sıvı jetleri ile yerel olarak aşırı koşullar üretir. Akustik kavitasyon olgusu ve kimyasal süreçler üzerindeki etkileri sonokimya terimi altında bilinir.
Ultrasoniklerin yaygın bir uygulaması, heterojen katalizörlerin hazırlanmasıdır: ultrason kavitasyon kuvvetleri, kavitasyonel erozyon pasifleştirilmemiş, oldukça reaktif yüzeyler oluşturduğunda katalizörün yüzey alanını aktive eder. Ayrıca, türbülanslı sıvı akışı ile kütle transferi önemli ölçüde iyileştirilir. Akustik kavitasyonun neden olduğu yüksek parçacık çarpışması, katalizör yüzeyinin yeniden aktivasyonuna neden olan toz parçacıklarının yüzey oksit kaplamalarını ortadan kaldırır.

Fischer-Tropsch Katalizörlerinin Ultrasonik Hazırlanması

Fischer-Tropsch işlemi, bir karbon monoksit ve hidrojen karışımını sıvı hidrokarbonlara dönüştüren birkaç kimyasal reaksiyon içerir. Fischer-Tropsch sentezi için çeşitli katalizörler kullanılabilir, ancak en sık kullanılanlar geçiş metalleri kobalt, demir ve rutenyumdur. Yüksek sıcaklıkta Fischer-Tropsch sentezi, demir katalizörü ile çalıştırılır.
Fischer-Tropsch katalizörleri, kükürt içeren bileşikler tarafından katalizör zehirlenmesine duyarlı olduğundan, ultrasonik reaktivasyon, tam katalitik aktiviteyi ve seçiciliği korumak için büyük önem taşır.

Çekirdek-Kabuk Katalizörlerinin Ultrasonik Sentezi

Çekirdek-kabuk nanoyapıları, nanoparçacıkları izole eden ve katalitik reaksiyonlar sırasında göçlerini ve birleşmelerini önleyen bir dış kabuk tarafından kapsüllenen ve korunan nanoparçacıklardır

Pirola ve ark. (2010), yüksek aktif metal yüklemesine sahip silika destekli demir bazlı Fischer-Tropsch katalizörleri hazırlamışlardır. Çalışmalarında, silika desteğinin ultrasonik destekli emprenye edilmesinin metal birikimini iyileştirdiği ve katalizör aktivitesini arttırdığı gösterilmiştir. Fischer-Tropsch sentezinin sonuçları, özellikle argon atmosferinde ultrasonik emprenye işlemi yapıldığında, ultrasonikasyon ile hazırlanan katalizörlerin en verimli olduğunu göstermiştir.

Ultrasonik Katalizör Reaktivasyonu

Ultrasonik parçacık yüzey işlemi, kullanılmış ve zehirlenmiş katalizörleri yeniden oluşturmak ve yeniden etkinleştirmek için hızlı ve kolay bir yöntemdir. Katalizörün yeniden üretilebilirliği, yeniden etkinleştirilmesine ve yeniden kullanılmasına izin verir ve bu nedenle ekonomik ve çevre dostu bir proses adımıdır.
Ultrasonik parçacık arıtması, katalitik reaksiyon alanlarını bloke eden katalizör partikülünden etkisiz hale getiren kirlenmeyi ve safsızlıkları giderir. Ultrasonik işlem, katalizör partikülüne bir yüzey jet yıkaması verir, böylece katalitik olarak aktif bölgeden birikintileri giderir. Ultrasonication'dan sonra, katalizör aktivitesi taze katalizör ile aynı etkinliğe geri yüklenir. Ayrıca, sonikasyon aglomeraları kırar ve parçacık yüzey alanını ve dolayısıyla aktif katalitik bölgeyi artıran mono-dağılmış parçacıkların homojen, düzgün bir dağılımını sağlar. Bu nedenle, ultrasonik katalizör geri kazanımı, gelişmiş kütle transferi için yüksek aktif yüzey alanına sahip rejenere katalizörlerde verim sağlar.
Ultrasonik katalizör rejenerasyonu, mineral ve metal parçacıkları, (mezo-) gözenekli parçacıklar ve nanokompozitler için çalışır.

Sonokimya için Yüksek Performanslı Ultrasonik Sistemler

Hielscher Ultrasonics’ Endüstriyel ultrasonik işlemciler çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler, 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir. Daha da yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar mevcuttur. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.
Müşterilerimiz, Hielscher Ultrasonic'in sistemlerinin olağanüstü sağlamlığı ve güvenilirliğinden memnunlar. Ağır hizmet tipi uygulama, zorlu ortamlar ve 7/24 çalışma alanlarında kurulum, verimli ve ekonomik işleme sağlar. Ultrasonik işlem yoğunlaştırma, işlem süresini azaltır ve daha iyi sonuçlar, yani daha yüksek kalite, daha yüksek verim, yenilikçi ürünler elde eder.
Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: