Le sonicación mejora le reacciones Fenton

Le reacciones Fenton basan ti' le generación ku radicales libres bey le radical hidroxilo-Jay yéetel le peróxido hidrógeno (H₂O₂). Le reacción Fenton u intensificar u significativamente le ku combina yéetel le ultrasonicación. U ts'o'ok demostrado ti' le combinación simple Ba'ale' ma'alob xoknáalo'obo' ti' le reacción ti' Fenton yéetel ultrasonidos potencia mejora drásticamente u formación u radicales deseada yéetel, tune', le táanil intensificadores ti' le tuukula'.

Wáaj bix mejora u ultrasonido u potencia le reacciones Fenton.

Le ken u ultrasonicación u ka'anal potencia yéetel ka'anal rendimiento ku acopla u ts'a'abal bey ja', ku u yilo'ob le Uláak ba'al le cavitación acústica. Ti' le ch'aaj chokoj u cavitación, surgen diminutas burbujas u vacío u nuuktalo'ob a lo largo de ya'ab ciclos alta leti' baja presión ku causados tumen le ondas ultrasonido potencia. Ti' le súutuko' ku burbuja u vacío ma' u páajtal u múuch'ik asab energía, le vacío colapsa violentamente ichil jump'éel ciclo ka'anal presión (compresión). Táan implosión le burbuja genera condiciones extraordinariamente extremas ti' le ku u ku ts'áiko'ob temperaturas tak 5000 k'uj, presiones tak 100 MPa yéetel diferenciales temperatura yéetel presión jach ka'anatako'ob. Le estallido le burbujas cavitación xan genera microjets líquidos u ka'anal velocidad yéetel muuk' u cizallamiento jach intensas (táanil sonomecánicos), bey ba'alche'ob u radicales libres bey radicales Jay debido a u hidrólisis le ja' (efecto sonoquímico). Le efecto sonoquímico ti' le formación ku radicales libres jach le noj bejo' contribuyente ti' le reacciones ku Fenton intensificadas tumen ultrasonidos, ka' jo'op' u le táanil sonomecánicos ti' le agitación mejoran le transferencia juuch', ku mejora le tasas tzeltalo'obo' química.
(U wíimbala' le izquierda ye'esik le cavitación acústica generada ti' le sonotrodo ti' le ultrasonicador UIP1000hd. Le sáasilo' chak u le nu'ukulil inferior ku meyajtiko'ob yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u visibilidad).

Xook ku ejemplares utia'al u reacciones Fenton mejoradas sonquímicamente

Le táanil positivos ti' le ultrasonidos potencia ti' le reacciones Fenton ku séen estudiado ampliamente ti' entornos u investigación, piloto yéetel industriales ti' kúuchilo'ob aplicaciones, bey le degradación química, le descontaminación yéetel le descomposición. Le reacción Fenton yéetel sono-Fenton ku basa ti' le descomposición peróxido hidrógeno utilizando jump'éel catalizador hierro, ku ts'aik u kúuchil ti' le formación radicales hidroxilo ma'alob reactivos.
Le radicales libres, bey le radicales hidroxilo (• Jay), tu menudo u generan deliberadamente ti' procesos utia'al u intensificar le reacciones oxidación, je'ebix, utia'al degradar contaminantes bey le compuestos orgánicos ti' le ja'ilo'ob residuales. Dado ti' le ultrasonidos potencia le jump'éel fuente auxiliar u formación u radicales libres ti' le reacciones bin yano'ob Fenton, le sonicación ti' combinación yéetel le reacciones Fenton yutstal le tasas degradación ti' contaminantes con el fin de degradar contaminantes, compuestos peligrosos yéetel materiales celulosa. Lela' u k'áat u ya'al ti' jump'éel reacción Fenton intensificada tumen ultrasonidos ti', le t'aan reacción sono-Fenton, u ma'alo'obkíinsiko'ob u producción radicales hidroxilo beetik u reacción Fenton bixake' significativamente asab eficiente.

Reacción sonocatalítica-Fenton yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u generación radicales Jay

Ninomiya et ti' le. (2013) demuestran belal u jump'éel reacción Fenton mejorada sonocatalíticamente – utilizando le ultrasonicación ti' combinación yéetel dióxido titanio (TiO2) bey catalizador – exhibe jump'éel generación radicales hidroxilo (• Jay) significativamente mejorada. U kaambalil yo'osal ultrasonidos ka'anal resolución permitió u máaxo'ob jump'éel tuukula' u oxidación avanzada (AOP). Ka' jo'op' u le reacción sonocatalítica yéetel partículas TiO2 u ts'o'ok aplicado ti' le degradación jejeláas yik'áalil químicos, Le nu'ukulil investigación Ninomiya utilizó le radicales • Jay generados u kin tuukul eficiente utia'al u degradar le lignina (jump'éel polímero orgánico complejo ti' le pak' celulares ti' le páak'alo'obo') bey pretratamiento le xooko'obo' lignocelulósico ti' jump'éel hidrólisis enzimática posterior facilitada.
Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob muestran ti' jump'éel reacción sonocatalítica u Fenton utilizando TiO2 bey sonocatalizador, mejora ma' chéen u degradación le lignina, sino u xan le jump'éel pretratamiento eficiente ti' le biomasa lignocelulósica con el fin de ma'alo'obkíinsiko'ob u sacarificación enzimática posterior.
Procedimiento: Utia'al u reacción sonocatalítica-Fenton, u añadieron partículas TiO2 (2 g leti' L) yéetel reactivo Fenton (es decir H2O2 (100 mM) yéetel FeSO4·7H2O (1 mM)) ti' le solución wa suspensión le muestra. Utia'al u reacción sonocatalítica-Fenton, u suspensión le muestra ti' le un'un reacción sonicó ti' 180 min yéetel le procesador ultrasónico u bin yano'ob sonda UP200S (200 W, 24 kHz). yéetel sonotrodo S14 ti' jump'éel potencia ultrasónica u 35 W. Le un'unil reacción ku colocó jump'éel wichkíil ja' manteniendo jump'éel temperatura 25 ° C utilizando jump'éel circulador enfriamiento. Le ultrasonicación ku beetajo' ti' le ak'abo' utia'al Jech je'el efecto inducido tumen le sáasilo'.
Efecto: Le aumento sinérgico ti' le generación ku radicales Jay ti' le reacción sonocatalítica ti' Fenton u atribuye a u le Fe3 + formado tumen le reacción Fenton u regenera u Fe2 + inducido tumen le acoplamiento reacción yéetel le reacción sonocatalítica.
Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob: Utia'al u reacción sonocatalítica ti' Fenton, le concentración DHBA ku incrementó sinérgicamente ti' 378 μM, ka' jo'op' u u reacción u Fenton xma' ultrasonidos ka TiO2 chéen ts'o'ok u chukik jump'éel concentración DHBA 115 μM. Le degradación lignina biomasa kenaf yáanal le reacción Fenton logró chéen jump'éel relación degradación lignina, u aumentó linealmente tak 120 min yéetel kD = 0.26 min-1, alcanzando 49.9 ti chúumuk u 180 min.; ka' jo'op' u yéetel le reacción sonocatalítica-Fenton, relación degradación lignina aumentó linealmente tak 60 min yéetel kD = 0,57 min−1, alcanzando le 60,0 ti chúumuk u 180 min.

Micrografías electrónicas u barrido (SEM) tu biomasa kenaf (U) kanik xma' k'aax, pretratadas yéetel (B) reacciones sonocatalíticas (US leti' TiO2), (C) Fenton (H2O2 leti' Fe2 +) yéetel (Mulix) sonocatalíticas-Fenton (US leti' TiO2 + H2O2 leti' Fe2 +). Le k'iin pretratamiento bin u 360 min. Le barras representan 10 μm.
(Wíimbala' ka xook: ©Ninomiya et ti' le., 2013).

Degradación naftaleno yéetel Fenton sonoquímico

le porcentaje asab ka'anal u degradación naftaleno logró ti' le intersección le niveles asab ka'anatako'ob (600 mg concentración peróxido hidrógeno L-1) yéetel asab bajos (concentración 200 mg kg1 naftaleno) u je'el ba'ax utia'al tuláakal le intensidades u irradiación ultrasónica aplicadas. Le resultado bin jump'éel 78 ti chúumuk, 94 ti chúumuk yéetel 97 ti chúumuk eficiencia ti' le degradación le naftaleno ka u aplicó u sonicación u 100, 200 yéetel 400 W, respectivamente. Ti' u comparativo xook, le investigadores utilizaron le ultrasonidos Hielscher UP100H, UP200Sty UP400St. Le aumento significativo u eficiencia le degradación ku atribuyó ti' le sinergismo ambas fuentes oxidantes (ultrasonidos yéetel peróxido hidrógeno), ba'ax ku tradujo ti' jump'éel aumento u superficie le óxidos u Fe yo'osal ultrasonidos aplicados yéetel juntúul producción asab eficiente u radicales. Le uts' k'ajóolilo'obo' óptimos (600 mg L-1 u peróxido hidrógeno yéetel 200 mg kg1 concentraciones naftaleno 200 yéetel 400 W) indicaron jump'éel wóolis le 97 ti Chúumuk ti' le concentración naftaleno ti' le lu'umo' ka' 2 h Ts'a'akal reducción.
(cf. Virkutyte et ti' le., 2009).

Microgramo SEM-EDS u) mapeo elemental yéetel b) suelo ka'ache' yéetel c) ka' u Ts'a'akal irradiación ultrasónica
(Wíimbala' ka xook: ©Virkutyte et ti' le., 2009).

Degradación sonoquímica ti' le disulfuro carbono

Adewuyi ka Appaw demostraron le oxidación exitosa ti' le disulfuro carbono (CS2) ti' jump'éel reactor sonoquímico discontinuo yáanal sonicación ti' jump'éel frecuencia 20 kHz yéetel 20 ° kuxtal Le eliminación CS2 solución acuosa aumentó significativamente yéetel u aumento u intensidad le ecografía. Jump'éel asab intensidad tu kúuchil ti' jump'éel aumento le amplitud acústica, ba'ax u tsolik ichil ti' jump'éel cavitación asab intensa. Le oxidación sonoquímica ti' CS2 u sulfato u yaantal chuunil laat'a'an ti' le oxidación tumen le radical • Jay yéetel H2O2 producido ichil u reacciones recombinación. Ku ts'o'okole', le bajos uts' k'ajóolilo'obo' u EA (inferiores u 42 kJ leti' mol) ti' le rango u jo'osa'al yéetel ka'anal temperatura ti' le xooko' sugieren ti' le procesos ku transporte controlados tumen meyajo'ob dictan tuláakal le reacción. Ichil le cavitación ultrasónica, ts'o'ok u ts'o'ok estudiado ma'alo'ob u descomposición le vapor ja' presente ti' le cavidades utia'al u producir radicales H - ka • Jay ichil le fase compresión. Le radical Jay jach jump'éel oxidante químico potente yéetel eficiente tuukulo'oba' ti' le fase gaseosa bey ti' le líquida, ka u reacciones yéetel sustratos inorgánicos yéetel orgánicos suelen yaantal naats' le tasa meyajo'ob controlada. Sonólisis le ja'o' utia'al u producir H2O2 yéetel hidrógeno gaseoso yéetel radicales hidroxilo yéetel átomos hidrógeno Jach ma'alob conocida yéetel u yaantal ti' meyajo'ob ti' je'el gas, O2 wa gases puros (je'ebix, Ar). Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob sugieren ti' le disponibilidad yéetel le tasas relativas u meyajo'ob ti' radicales libres (je'ebix, • Jay) ti' le kúuchila' reacción interfacial beetik le paso limitante ti' le velocidad yéetel le orden tuláakal u le reacción. Tu general le degradación oxidativa mejorada tumen sonoquímica jach jump'éel método xoknáalo'obo' utia'al u eliminación disulfuro carbono.
(Adewuyi yéetel Appaw, 2002).

Degradación ultrasónica u tintes bin yano'ob Fenton

Efluentes le industrias ku utilizan tintes ti' u producción le jump'éel talamil ambiental, ba'ax k'a'abet u jump'éel tuukula' eficiente utia'al u remediar le ja'ilo'ob residuales. Le reacciones oxidativas ti' Fenton u utilizan ampliamente utia'al u Ts'a'akal efluentes tintes, ka' jo'op' u le procesos mejorados ti' Sono-Fenton táan u recibiendo Amal ka'atéen asab óolal debido a u asab eficiencia yéetel u respeto u tumen ka'a jeets'.

Reacción u Sono-Fenton utia'al u degradación le chak colorante reactivo 120

Ku estudió u degradación le colorante Rojo Reactivo 120 (RR-120) tu ja'ilo'ob sintéticas. Tu consideraron ka'atúul procesos: Sono-Fenton homogéneo yéetel sulfato hierro (II) yéetel Sono-Fenton heterogéneo yéetel goethita sintética yéetel goethita depositada yóok'ol arena sílice yéetel calcita (catalizadores modificados GS (goethita depositada yóok'ol arena sílice) yéetel GC (goethita depositada yóok'ol arena calcita), respectivamente). Tu 60 min ti' reacción, le tuukula' homogéneo Sono-Fenton permitió jump'éel degradación le 98,10 ti chúumuk, ti' contraste yéetel le 96,07 ti chúumuk le tuukula' heterogéneo Sono-Fenton yéetel goethita pH 3,0. Le eliminación RR-120 aumentó ken u utilizaron le catalizadores modificados kúuchil goethita way. Le mediciones u yaantal química oxígeno (DQO) yéetel u carbono orgánico total (COT) mostraron ti' le mayores eliminaciones ti' COT yéetel DQO ku lograron yéetel le tuukula' homogéneo Sono-Fenton. Le mediciones ti' u yaantal Bioquímica u Oxígeno (DBO) permitieron u kaxtik u tojol le je'o' asab ka'anal DBO leti' DQO u ts'o'ok u chukik yéetel jump'éel tuukula' Sono-Fenton heterogéneo (0,88±0,04 yéetel le catalizador GC juubulo'ob), demostrando u biodegradabilidad le compuestos orgánicos residuales yutstal notablemente.
(cf. Garófalo-Villalta et ti' le. 2020).
Wíimbala' le izquierda ye'esik le ultrasonido UP100H utilizado ti' le experimentos utia'al u degradación le chak tinte yéetel le reacción Sono-Fenton. (Xook yéetel wíimbala': ©Garófalo-Villalta et ti' le., 2020).

Degradación heterogénea u Sono-Fenton le colorante azoico RO107

Jaafarzadeh et ti' le. (2018) demostraron le eliminación exitosa ti' le colorante azoico Reactive Orange 107 (RO107) yo'osal jump'éel tuukula' degradación similar ti' le sono-Fenton utilizando nanopartículas magnetita (Fe3O4) (MNP) bey catalizador. Ti' u xook, utilizaron le método Ultrasonido Hielscher UP400S Equipado yéetel sonotrodo 7 mm ti' le 50 ti chúumuk le ciclo meyajo' (1 s encendido leti' 1 s apagado) utia'al generar cavitación acústica con el fin de kéen p'áatak u formación u radicales deseada. Le nanopartículas magnetita funcionan bey catalizadores similares ti' le peroxidasa, tune', jump'éel aumento ti' le dosis catalizador proporciona asab lu'umo'. lelo'oba' u hierro activos, ku bin u ka'atéen acelera u descomposición le H2O2 conduce producción Jay reactivo.
Ya'ala'al máaxo' Le eliminación completa ti' le colorante azoico obtuvo 0,8 g leti' L u NMP ti', pH = 5 ti', concentración 10 mM H2O2 ti', potencia ultrasónica 300 W leti' L yéetel k'iinil reacción 25 min. Le t.u.m reacción ultrasónico similar ti' le Sono-Fenton xan u evaluó utia'al ja'ilo'ob residuales u textiles reales. Ya'ala'al máaxo'ob máano'ob mostraron u u yaantal química u oxígeno (DQO) ku redujo u 2360 mg leti' L u 489,5 mg leti' L ichil jump'éel k'iin reacción 180 min. Ku ts'o'okole', bey xan ku beetajo' jump'éel análisis Baajux ti' le US leti' Fe3O4 leti' H2O2. Ba'axten último le ultrasonidos leti' Fe3O4 leti' H2O2 mostraron jump'éel ka'anal eficacia ti' le decoloración yéetel u Ts'a'akal le ja'ilo'ob residuales coloreadas.
Jump'éel aumento ti' le potencia ultrasónica condujo jump'éel mejora ti' le reactividad yéetel yo'osal superficial u le nanopartículas magnetita, ku facilitó le tasa transformación u. Fe3 + u. Fe2 +. Le nojoch Fe2 + generado catalizó jump'éel reacción H2O2 utia'al u producir radicales hidroxilo. Bey resultado, u demostró u aumento le potencia ultrasónica mejora u rendimiento le tuukula' US leti' MNPs leti' H2O2 yaan u acelerar le tasa decoloración ti' jump'éel corto período k'iin Máax ku.
Le autores le xooko' señalan ti' le potencia ultrasónica le juntúul le asab láakal ba'ax ku influyen ti' le tasa degradación le colorante RO107 ti' le yaan heterogéneo bin yano'ob Fenton.
A wojeltik yóok'ol le síntesis magnetita ma'alob eficiente yo'osal sonicación.
(cf. Jaafarzadeh et ti' le., 2018).

Degradación u RO107 ti' jejeláas combinaciones u pH 5 ti', dosis MNPs 0,8 g leti' L, concentración H2O2 10 mM, concentración RO107 50 mg leti' L, potencia ultrasónica u 300 W yéetel k'iinil reacción 30 min.
Xook yéetel wíimbala': ©Jaafarzadeh et ti' le., 2018.

ULTRASONIDOS KA'ANAL RESISTENCIA

Hielscher Ultrasonics diseña, fabrica yéetel distribuye procesadores yéetel reactores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u aplicaciones pesadas bey procesos oxidativos Trauma (AOP), reacción Fenton, bey uláak' reacciones sonoquímicas, sonofotoquímicas yéetel sonoelectroquímicas. Le ultrasonidos, le sondas ultrasónicas (sonotrodos), le celdas flujo yéetel le reactores táan disponibles ti' je'el Buka'aj – Tak ti' u prueba laboratorio compactos tak reactores sonoquímicos tu gran escala. Le ultrasonidos Hielscher u disponibles ti' numerosas xook potencia, tak dispositivos laboratorio ti' sobremesa tak sistemas industriales u capaces u procesar ya'abkach toneladas tumen p'isib.

Kaambalil yo'osal preciso ti' le amplitud

Le amplitud jach juntúul le parámetros u tuukula' asab importantes ku influyen tu ya'ala'al máaxo'ob máano'ob je'el tuukula' ultrasónico. Le ajuste preciso ti' le amplitud ultrasónica ku cha'antik utilizar le ultrasonidos u Hielscher u amplitudes bajas wa jach altas ka ajustar le amplitud exactamente ti' le condiciones u tuukula' ultrasónico requeridas utia'al aplicaciones bey le dispersión, le extracción yéetel le sonoquímica.
Elección le Buka'aj sonotrodo yáax yéetel u búukinta'al opcional jump'éel bocina refuerzo ti' jump'éel aumento wa disminución adicional ti' le amplitud ku cha'antik configurar juntúul t.u.m ultrasónico beetike' uts utia'al jump'éel ka'anatako'ob específica. U búukinta'al jump'éel sonda leti' sonotrodo yéetel juntúul superficie frontal nojochil disipará le energía ultrasónica ti' jump'éel kúuchil nojoch yéetel juntúul amplitud asab baja, ka' jo'op' u jump'éel sonotrodo yéetel juntúul superficie frontal asab chichanen je'el crear amplitudes asab altas creando jump'éel ch'aaj chokoj cavitacional asab enfocado.

Hielscher Ultrasonics fabrica sistemas ultrasónicos u ka'anal rendimiento jach ka'anal robustez ka capaces u emitir intensas ondas ultrasónicas ti' aplicaciones ti' pesado ti' condiciones exigentes. Tuláakal le procesadores ultrasónicos beta'aniko'ob utia'al u ofrecer tuláakal le potencia ti' funcionamiento 24 leti' 7. Le sonotrodos especiales permiten procesos sonicación ti' entornos ka'anal temperatura.

Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos: