Ma'alo'obtal u ultrasonido Hielscher

Sonocatalysis – Asistida tumen ultrasonidos catálisis

Ultrasonidos afectan le reactividad catalizador ti' le catálisis tumen asab transferencia sakan yéetel energía yaan. Tu catálisis heterogénea, tu'ux le catalizador yaan jump'éel fase jela'an u le reactivos, dispersión ultrasónica aumenta superficie disponible ti' le reactivos.

Yiit le catálisis

Catálisis le le tuukula' ti' le u tasa ti' jump'éel reacción química u incrementa (wa disminuida) por medio de jump'éel catalizador. Le producción ya'ab yik'áalil químicos implica catálisis. Le influencia ti' le velocidad reacción yaantal yo'osal u frecuencia Máax ku ti' le reactivos ti' le p'isibij determinación tasa. Tu general catalizadores aumentan velocidad reacción yéetel disminuir energía activación proporcionando jump'éel bej u reacción alternativo ti' le producto le reacción. Utia'al u beyo' le catalizadores reaccionan yéetel juntúul wa asab reactivos intermedios bix u posteriormente le producto final. U ts'ook paso regenera le catalizador. Tuméen Éens le energía activación, asab moleculares colisiones yaan ti' le energía k'a'abeto'ob utia'al chukpachtik le noj transición. Ichil yaan u utilizan catalizadores k'ex le selectividad jump'éel reacción química.

Diagrama ilustra le efecto jump'éel catalizador ti' jump'éel reacción química X + yéetel utia'al producir Z Le diagrama u ti' le derecha ilustra le efecto jump'éel catalizador ti' jump'éel reacción química X + yéetel utia'al producir Z. Le catalizador proporciona jump'éel bej alternativo (verde) yéetel juntúul menor activación energía Ea.

Táanil le ultrasonidos

Le longitud onda acústica te' ts'a'abal oscila ichil aprox. 110 yéetel 0,15 mm utia'al frecuencias ichil 18 kHz yéetel 10 MHz. Lela' significativamente por encima de le dimensiones moleculares. Le o'olale' meyaj, ma' yaan jump'éel acoplamiento beetaj ich ti' le jach yáax acústico yéetel moléculas jump'éel especie química. Le táanil le ultrasonicación ku tu gran medida jump'éel resultado ti' le Cavitación ultrasónica ti' le ts'a'abal. Tune', asistida tumen ultrasonidos catálisis k'a'abet bey jump'éel reactivo u tu fase líquida. Ultrasonidos contribuyen le catálisis heterogénea yéetel homogénea u ya'ab maneras. Táanil individuales táan u béeytal u promovidos wa reducción u adaptar le amplitud ultrasónica yéetel u presión le líquido.

Ultrasónico dispersión yéetel emulsión ti'

Le químicas reacciones u implican reactivos yéetel juntúul catalizador asab ti' jump'éel fase (catálisis heterogénea) ku limitan ti' le límite fase, ts'o'ok u lela' le k'áate' kúuchil, tu'ux le reactivo yéetel le catalizador yaan presentes. Le exposición ti' le reactivos yéetel le catalizador ichil bey jach juntúul factor clave utia'al ya'ab reacciones químicas ya'ab k'oja'ano'ob fases. Le o'olale' meyaj, le superficie específica ti' le frontera fase ku u influyente utia'al u química velocidad reacción.

Gráfico ye'esik le correlación ichil Buka'aj partícula yo'osal u le superficieUltrasonidos le ka'a jach xoknáalo'obo' utia'al u dispersión sólidos yéetel utia'al u emulsificación u ts'a'abal. Yaan u xu'ulsiko'ob le Buka'aj partícula leti' gota, yo'osal u superficie u total le límite fase aumenta ti' le k'iino' je'el xano' k'iin. Le gráfico u izquierda u ye'esik le correlación ichil le Buka'aj partícula yo'osal u superficie kano'ob partículas esféricas wa gotas ()Beetik click utia'al waaj a kóochkinsike'ex le!). A medida u le superficie límite fase aumenta, bey xan betik le tasa reacción química. Utia'al u ya'ab materiales cavitación ultrasónica je'el u meentik partículas yéetel gotas ti' Buka'aj jach fino – u menudo significativamente ti' a yáanal 100 nanómetros. Wa u dispersión wa emulsión ku p'áatal ti' ten lo bey temporalmente estable, le ka'anatako'ob u ultrasonidos páajtal Wíinikil k'a'abéet chéen jump'éel fase inicial ti' le reacción química. Juntúul reactor ultrasónico ti' internet yo'osal le mezcla inicial ti' le reactivos yéetel le catalizador ichil u generar partículas leti' gotitas Buka'aj fino ti' jach jump'íit k'iin yéetel le tasas flujo ka'anal. Je'el aplicar páajtal in medios ma'alob viscosos.

Transferencia juuch'

Ka le reactivos reaccionan ti' jump'éel límite fase, le yik'áalil le reacción química ku acumulan way Máax ku. Impide le je'ela' ti' uláak' moléculas u reactivos interactúen ti' le límite fase. Le muuk' cizallamiento mecánicocausadas tumen chooj ta'an cavitacionales ka yaantal acústica ts'aik bey resultado jump'éel flujo turbulento yéetel transporte xooko'obo' tak ka tak meyajo'ob ti' partículas wa gotas. En el caso de le gotas, le ka'anal cizalladura u conducir le carbonescencia yéetel posterior formación túumben gotas. A medida ti' le reacción química avanza yéetel le, u páajtal u k'a'abeto'ob jump'éel sonicación repetida, je'ebix, tu ka'atúul jejelas súutukil jump'éel wa maximizar le exposición ti' le reactivos.

Energía yaan

Le cavitación ultrasónica le jump'éel kin tuukul chen u Búukint energía ti' le reacciones químicas. Juntúul combinación chooj ta'an ku líquido ka'anal velocidad, ka'anal presión).>1000atm) yéetel altas temperaturas ()>(5000 k'uj), nuxi' calefacción yéetel refrigeración tojol).>109KS-1) ku ku ts'áiko'ob localmente concentrado ti' le compresión implosive burbujas cavitacionales. Kenneth Suslick says: "Cavitation is an extraordinary method of concentrating the diffuse energy of sound into a chemically usable form."

Aumento ti' le reactividad

Cavitacional erosión ti' le meyajo'ob le partícula genera meyajo'ob jo'osal reactivas, unpassivated. Presiones ka temperaturas breve ku bisik contribuyen ti' le descomposición molecular yéetel aumento le reactividad u ya'ab ba'alche'ob químicas. Irradiación ultrasónica je'el u páajtal u utilizada ti' wa u catalizadores, yilik je'ebix, utia'al producir agregados partículas Buka'aj fino. Lela' u yaantal catalizadores amorfos partículas ka'anal superficie específica yo'osal. Debido a le ba'ax agregada, tales catalizadores táan u béeytal u separados ti' le yik'áalil reacción (es decir tumen filtración).

Limpieza tumen ultrasonidos

Tu menudo le catálisis implica subproductos, contaminaciones wa impurezas ma' deseadas ti' le reactivos. Lela' u conducir le degradación yéetel le suciedad way le catalizadores sólidos. Le suciedad reduce le superficie ti' le catalizador expuesta yéetel, tune', reduce u eficiencia. Ma' k'a'abéet u tselik le mix ichil le tuukula' mix tu intervalos reciclaje utilizando uláak' yik'áalil químicos le tuukula'. Ultrasonidos le xoknáalo'obo' ka'a utia'al catalizadores u cho'oik wa wáantik le catalizador ti' le tuukula' reciclaje. Limpieza tumen ultrasonidos jach úuchak u ka'anatako'ob asab común ka conocida u ultrasonidos. Le choque ku chooj ta'an líquidos cavitacionales yéetel ondas choque tak 104ATM je'el u páajtal u crear muuk' cizalladura localizada, erosión yéetel picaduras superficiales. Utia'al partículas Buka'aj fino, colisiones ichil partículas ka'anal velocidad bisiko'ob jump'éelili' u erosión le superficie yéetel incluso rectificado ka fresado. Táan a colisiones táan u béeytal u causar temperaturas locales impacto transitorio u yan 3000 k'uj. Suslick demostró ultrasonidos yéetel eficacia elimina capas u óxido le superficie. Le eliminación tales capas pasivación mejora dramáticamente tasas reacción utia'al nuxi' variedad reacciones ()Suslick 2008). U kaambalil yo'osal ultrasonido ku yáantik xu'ulsiko'ob le talamilo' ensuciamiento jump'éel catalizador sólido disperso ti' catálisis yéetel contribuye ti' le limpieza ichil le tuukula' reciclado le catalizador.

Ejemplos catálisis ultrasónico

Yaan numerosos ejemplos catálisis ultrasonidos asistida yéetel utia'al ultrasónica wa u yilik catalizadores heterogéneos. Ku recomienda le Sonocatalysis artículo Kenneth Suslick utia'al u jump'éel introducción integral. Hielscher suministros reactores ultrasónicos utia'al u preparación u catalizadores wa u catálisis, tales bey le transesterificación catalítica utia'al u producción methylesters (es decir graso methylester = biodiesel)..

Nu'ukulilo'ob ti' ultrasonidos utia'al u Sonocatalysis

Reactor ultrasónico yéetel 7 x 1kW procesadores ultrasónicos UIP1000hdHielscher u yaantal dispositivos ultrasonidos uti'al u ti' Je'el escala ka ti' jump'éel variedad procesos. Le ba'ala' analte'obo' yaan sonicación laboratorio ti' mejen frascos, bey reactores industriales yéetel celdas flujo. Utia'al u prueba inicial ti' le tuukula' ti' escala u laboratorio le UP400S (400 vatios). Leti' jach conveniente. Je'el u páajtal u utilizado utia'al u procesos tumen lotes, bey je'el bix tumen sonicación ti' internet ichil. Utia'al pruebas tuukula' yéetel optimización bey ma' escala, u recomienda utilizar le UIP1000hd (1000 vatios)., bey le unidad jach jach adaptable yéetel ya'ala'al máaxo'ob máano'ob beel yéetel escalan lineal u je'el asab Buka'aj u ba'al. Utia'al u producción escala ofrecemos aparatos ultrasonidos u tak 10KW ka 16kW energía ultrasónica. Racimos ya'ab tales kúuchilo'ob ts'abal k'iinil procesamiento jach ka'anal.

Yaan k encantados u yáanta'al u tuukula' pruebas, optimización yéetel escalar. T'aan yéetel to'on yóok'ol le nu'ukulil le yáax wa uláak' ba'alo'obe' xíimbalt k laboratorio tuukula'.

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Literatura tu Sonocatalysis yéetel le catálisis yo'osal ultrasonidos asistida

Suslick, S. k'uj.; Didenko, ka.; Ts'a'ay, M. m..; Hyeon ti', T.; Kolbeck, k'uj. J.; McNamara, W. B. III; Mdleleni ti', M. m..; Wong, M. (1999): Cavitación acústica yéetel u consecuencias químicas, ti': Phil. Trans. Roy. SOC. U, 1999, 357, 335-353.

Suslick, S. k'uj.; Skrabalak, S. E. (2008): "Sonocatalysis" Ti' le manual le catálisis heterogénea, vol. 4; Ertl, G.; Knzinger ti', H.; Schth, f le.; Weitkamp, J., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, págs. 2006-2017.