Hielscher ultratovush texnologiyasi

Sonokataliz – Ultrasonik yordamidagi Kataliz

Ultrasonication rivojlangan ommaviy uzatish va energiya kiritish paytida kataliz katalizatorlar reaktivite ta'sir qiladi. katalizator reaktivlar bir xil bosqichida bo'lgan heterojen kataliz, In, ultratovush dispersiyasi reaktivlar mavjud sirt maydoni ortadi.

Kataliz fon

Kataliz jarayoni bir darajasi kimyoviy reaktsiya ortadi bir katalizatorlar orqali (yoki kamayib). Ko'p kimyoviy ishlab chiqarish kataliz o'z ichiga oladi. Reaktsiya tezligi ustiga ta'siri darajasi-aniqlash qadam reaktivlar aloqa chastota bog'liqdir. Umuman, katalizatorlar reaktsiya tezligi va reaktsiya mahsuloti uchun muqobil reaktsiya yo'li orqali aktivizatsiya energiyasi ortadi. Buning uchun katalizatorlar keyinchalik yakuniy mahsulotni berish aramaddelerinin shakllantirish bir yoki bir necha reaktivlar bilan reaksiyaga. Ikkinchi qadam katalizatorlar qaytadan. tomonidan faollashtirish energiya pasaytirish, Molekulyar to'qnashuv o'tish holatini erishish uchun zarur bo'lgan energiya bor. Ba'zi hollarda katalizatorlar o'zgarishi kimyoviy reaksiya seçicilik ishlatiladi.

Diagramma Z ishlab chiqarish uchun kimyoviy reaktsiya X + Y katalizatorlar ta'sirini ko'rsatadi Ushbu diagrammasi o'ng katalizator bir kam aktivizatsiya energiyasi Ea bilan muqobil yo'lni (yashil) beradi Z. ishlab chiqarish uchun kimyoviy reaktsiya X + Y katalizatorlar ta'sirini ko'rsatadi.

Ultrasonication ta'siri

Suyuqlikdagi akustik to'lqin uzunligi taxminan. 18 kHz dan 10 MGts gacha chastotalar uchun 110 dan 0,15 mm gacha. Bu molekulyar darajada ancha yuqori. Shu sababli, akustik maydonni kimyoviy turdagi molekulalar bilan to'g'ridan-to'g'ri bog'lash yo'q. Ultrasonikatsiya ta'siri katta darajada natijalardir ultratovush kavitasyon Suyuqlikda. Shuning uchun, Ultrasonik quvvat kataliz suyuq o'zgarishlar bo'lishi uchun kamida bir reaktif talab qiladi. Ultrasonication heterojen va bir hil katalizatorlar hissa qo'shadi ko'p jihatdan. Ayrim ta'sir lavozimga yoki ultrasonik genlik va suyuqlik bosimi odatiga xalos bo'lishi mumkin.

Ultratovush tarqatish va Emülsifiye

Reaktivlarni o'z ichiga olgan kimyoviy reaktsiyalar va bir fazadan (heterojen kataliz) bir katalizator fazaning chegarasi bilan chegaralangan, chunki bu reaktiv va katalizator mavjud bo'lgan yagona joy. Reaktivlar va katalizatorlarning bir-biriga ta'siri a ko'p ko'p fazali kimyoviy reaktsiyalar uchun asosiy omil. Shuning uchun, o'zgarishlar chegara solishtirma yuzasi maydoni kimyoviy reaksiya tezligi samarali bo'ladi.

Grafik zaharli modda hajmi va sirt maydoni orasidagi korelasyon ko'rsatadiUltrasonication uchun juda samarali vosita hisoblanadi Qattiq jismlarning dispersiyasi va suyuqlik emülsifikasyonu. Zarrachalar / tomchi hajmini kamaytirish orqali, o'zgarishlar chegarasining umumiy sirt maydoni bir vaqtning o'zida oshiriladi. Chapdagi grafika zararli zarrachalar yoki tomchilar (agar zarrachalar hajmi va sirt maydoni o'rtasidagi korrelyatsiyani ko'rsatadi)Buyuk ko'rish uchun bosing!). Faza chegara yuzasi ko'tarilganda kimyoviy reaktsiya tezligi oshadi. Ko'p materiallar uchun ultratovush kavitasyonu zarralar va damlacıklar mumkin juda yaxshi hajmi – tez-tez sezilarli quyida 100 nanometr. tarqalishi, yoki emülsiyon hech bo'lmasa vaqtincha barqaror bo'lsa, qo'llash ultratovush boshlang'ich bosqichida faqat talab qilinishi mumkin kimyoviy reaktsiya. reagentlar dastlabki aralashtirish va katalizator uchun inline ultratovush reaktori juda qisqa vaqt ichida va yuqori oqim stavkalari hajmi yupqa zarralar / tomchilari mumkin. Hatto juda yopishqoq ommaviy axborot vositalari uchun qo'llanilishi mumkin.

Mass-Transfer

Reaktivlar o'zgarishlar chegarasida reaksiyaga kirganda kimyoviy reaksiya mahsulotlari kontakt yuzasida to'planadi. Bu boshqa reaktiv molekulalarini bu fazadagi chegara ta'siridan xalos qiladi. Kavitatsion jet oqimlari va akustik oqimlarning kelib chiqadigan mexanik kesish kuchlari shovqinli oqim va materiallarni transportdan zarracha yoki tomchi yuzalarga olib keladi. Damlalar taqdirda yuqori kesish yangi tomchilarni birlashishiga va keyinchalik shakllanishiga olib kelishi mumkin. Kimyoviy reaksiya vaqt o'tishi bilan takrorlangan sonikatsiya, masalan, ikki bosqichli yoki qayta aylantirilishi talab qilinishi mumkin reagentlar ta'sir maksimize.

energiya Kirish

Ultratovush kavitasyon uchun yagona yo'ldir kimyoviy reaktsiyalar energiya qo'yish. Oliy tez suyuqlik jetler, yuqori bosim kombinatsiyasi (>1000atm) va yuqori haroratlar (>5000), katta isitish va sovutish stavkalari (>109KS-1) Mahalliy cavitational baloncuklar implosive siqishni paytida joyga jamlanganda iborat. Kennet Suslick says: "Cavitation is an extraordinary method of concentrating the diffuse energy of sound into a chemically usable form."

reaktiflik ortishi

zarracha sirt ustida cavitational eroziyasi unpassivated, juda reaktiv yuzalarga chiqaradi. -Qisqa umr yuqori haroratlar va bosim hissa molekulyar ajratish va reaktivligini oshirish ko'pgina kimyoviy turlarining. Ultratovush nurlanish masalan, katalizatorlar tayyorlashda foydalanish mumkin mayda-hajmi zarralar agregatlar ishlab chiqarish. Bu amorf katalizatorlar ishlab chiqaradi yuqori o'ziga xos sirt zarralar maydoni. Shu tufayli jami tuzilishi, bunday katalizatorlar (ya'ni, musaffo orqali) reaktsiya mahsulotlari ajratilgan bo'lishi mumkin.

Ultrasonik poklashga

Tez-tez kataliz reaktivlarda kiruvchi yon mahsulotlar, ifloslantiruvchi moddalar yoki kirlarni o'z ichiga oladi. Bu qattiq katalizatorlar yuzasida degradatsiyaga va ifloslanishlarga olib kelishi mumkin. Fouling ta'sirlangan katalizatorning sirtini pasaytiradi va shuning uchun uning samaradorligini pasaytiradi. Jarayon davomida yoki boshqa protsessual kimyoviy vositalar yordamida qayta ishlash intervallarida yo'qolmasligi kerak. Ultrasonikatsiya - bu samarali vosita toza katalizatorlar yoki katalizatorlar qayta jarayonini yordam. Ultratovush tozalash mumkin ultrasonik eng keng tarqalgan va ma'lum bo'lgan dastur. 10 Cavitational suyuqlik jetler va zarba to'lqinlar siqilish4atm mahalliylashtirilgan chiqib ketish kuchlari, to'planishi va sirt teshik yaratishingiz mumkin. yaxshi hajmi zarralar uchun, yuqori tezlikdagi Inter-zarracha to'qnashuvning ham to'planishi va sirt olib kelishi silliqlash va yanchilgan. Ushbu to'qnashuvning taxminan mahalliy vaqtinchalik ta'sir harorat olib kelishi mumkin. 3000K. Suslick samarali, deb ultrasonikleştirme namoyish yuzasi oksidi qoplamalar olib tashlanadi. Bunday passivating qoplamalar ko'tarilishi dramatik reaktsiyalar turli uchun reaktsiya stavkalari (yaxshilaydi2008 Suslick). Ultrasonik va dastur mustahkam kataliz paytida katalizatorlar tarqoq ifloslanishini muammoni pastki yordam beradi va katalizatorlar qayta ishlash jarayonida tozalash uchun o'z hissasini qo'shadi.

Ultrasonic kataliz misollar

Ultrasonik quvvat kataliz uchun va turfa xil katalizatorlar ultratovush tayyorlash uchun ko'p misollar bor. Biz tavsiya Sonokataliz Kennet Suslick-modda keng qamrovli joriy etish uchun. Hielscher, katalizatorlar va kataliz tayyorlash uchun, ultrasonik reaktor ta'minlash kabi methylesters ishlab chiqarish uchun katalitik transesterifikasyon (ya'ni, yog 'methylester = biodiesel).

Sonocatalysis uchun ultratovush uskunalar

7 x 1 kVt soat uchun ultratovush protsessorlari Ultrasonik Reaktor UIP1000hdHielscher foydalanish uchun ultratovush qurilmalar ishlab chiqarish har qanday ko'lamli va bir jarayonlarning turli. Bu o'z ichiga oladi laboratoriya sonication kichik idishlarni shuningdek sanoat reaktor va oqim xujayralari. Laboratoriya fermer sifatida dastlabki sinov jarayoni uchun UP400S (400 vatt) juda mos keladi. Ushbu ommaviy ish uchun, shuningdek satr ichidagi sonication uchun foydalanish mumkin. ko'lamli yuqoriga oldin jarayoni sinov va optimallashtirish uchun, biz foydalanish tavsiya UIP1000hd (1000 vatt)Bu birlik juda mos va natijalari kabi, con har qanday katta qilish imkoniyatiga doğrusal ölçeklenebilir. to'liq ko'lamli ishlab chiqarish uchun biz uchun ultratovush qurilmalar taklif 10kVt va 16kVt ultratovush elektr. bir necha kabi idoralarining guruhlar juda yuqori qayta ishlash imkoniyatlarini beradi.

Biz jarayoni sinov, optimallash qo'llab-quvvatlash va kattalashtirish uchun xursand bo'ladi. biz bilan suhbat haqida mos uskunalar yoki Bizning jarayon laboratoriya tashrif.

haqida qo'shimcha ma'lumot talab!

Sonokataliz va ultratovush bilan ta'minlangan kataliz haqida ko'proq ma'lumot olish uchun ushbu shaklni to'ldiring.









Iltimos, bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


Sonocatalysis va Ultrasonik quvvat kataliz haqida adabiyoti

Suslick, K. S .; Didenko, Y .; Fang, M. M .; Hyeon, T .; Kolbeck, K. J .; McNamara, W. B. III; Mdleleni, M. M .; Vong, M. (1999): Filip: Akustik Kavitasyon va kimyoviy oqibatlari. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.

Suslick, K. S. Skrabalak, S. E. (2008): "Sonocatalysis" Heterojen kataliz, vol Dict. 4; Ertl, G .; Knzinger, H .; Schth, F .; Weitkamp, ​​J., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, pp 2006-2017..