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.

Sonokataliz asoslari

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.

Sonocatalysis: Diagram illustrates the effect of a catalyst in a chemical reaction X+Y to produce Z 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

Suyuqliklardagi akustik to'lqin uzunligi taxminan o'zgarib turadi. 18 kGts dan 10 MHz gacha bo'lgan chastotalar uchun 110 dan 0.15 mm gacha. Bu molekulyar o'lchamlardan ancha yuqori. Shuning uchun, akustik maydonning kimyoviy tur molekulalari bilan to'g'ridan-to'g'ri bog'lanishi yo'q. Ultrasonikatsiyaning ta'siri katta darajada natijadir 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

Reagentlar va bir nechta fazali katalizator ishtirokidagi kimyoviy reaktsiyalar (geterogen kataliz) fazalar chegaralari bilan chegaralanadi, chunki bu erda reagent ham, katalizator ham bor. Reaktivlar va katalizatorlarning bir-biriga ta'sir qilishi 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 / tomchilar hajmini kamaytirish bilan bir vaqtning o'zida fazalar chegarasining umumiy maydoni oshadi. Chapdagi grafikda sharsimon zarralar yoki tomchilar paydo bo'lganda zarrachalar hajmi va sirt maydoni o'rtasidagi o'zaro bog'liqlik ko'rsatilgan (Buyuk ko'rish uchun bosing!). Fazolar chegarasi oshgan sari kimyoviy reaktsiya tezligi ham oshadi. Ko'pgina materiallar uchun ultratovush kavitatsiyasi zarrachalar va tomchilar hosil qilishi 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

emulsiyaReagentlar fazalar chegarasida reaksiyaga kirishganda, kimyoviy reaktsiya mahsulotlari kontakt yuzasida to'planadi. Bu boshqa reagent molekulalarini ushbu faza chegarasida o'zaro ta'sirlanishiga to'sqinlik qiladi. Kavitatsion reaktiv oqimlari va akustik oqim natijasida hosil bo'lgan mexanik kesishish kuchi turbulent oqim va moddalarni zarrachalar yoki tomchilar yuzalariga va ularga etkazish natijasida yuzaga keladi. Tomchilar holatida yuqori chig'anoq birlashishiga va keyinchalik yangi tomchilar paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin. Vaqt o'tishi bilan kimyoviy reaktsiya natijasida takroriy sonikatsiya, masalan, ikki bosqichli yoki qayta sirkulyatsiya 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 deydi: “Kovitatsiya - bu tovushning tarqaladigan energiyasini kimyoviy jihatdan foydali shaklga jamlashning g'ayrioddiy usuli.”

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

Ko'pincha kataliz istalmagan qo'shimcha mahsulotlar, reagentlar va ifloslanishlarni o'z ichiga oladi. Bu qattiq katalizatorlar yuzasida buzilish va nosog'lomlikka olib kelishi mumkin. Fouling ta'sirlangan katalizator sirtini pasaytiradi va shuning uchun uning samaradorligini pasaytiradi. Jarayon davomida yoki boshqa kimyoviy kimyoviy moddalardan foydalangan holda qayta ishlash davrlarida uni olib tashlash kerak emas. Ultrasonikatsiya samarali vositadir 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 Biyodizel nasosikabi 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!

Iltimos, sonokataliz va ultratovush yordami bilan kataliz haqida qo'shimcha 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): “Sonokataliz” Heterojen kataliz, vol Dict. 4; Ertl, G .; Knzinger, H .; Schth, F .; Weitkamp, ​​J., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, pp 2006-2017..