Reacciones sonoquímicas yéetel síntesis
Le sonoquímica jach ka'anatako'ob ti' le ultrasonidos le reacciones yéetel procesos químicos. Meyaj causante ti' le táanil sonoquímicos ti' le ts'a'abal leti' le Uláak ba'al le cavitación acústica.
Le dispositivos ultrasónicos ti' laboratorio yéetel industriales Hielscher ku utilizan amplia gama procesos sonoquímicos. Le cavitación ultrasónica intensifica yéetel acelera le reacciones químicas, bey le síntesis yéetel le catálisis.
Reacciones sonoquímicas
U páajtal yilo'ob le je'ela' táanil sonoquímicos ti' le reacciones yéetel procesos químicos:
- Aumento le velocidad reacción
- Aumento le producción reacción
- Búukinta'al asab eficiente le energía
- Métodos sonoquímicos utia'al u conmutación u yiik' reacción
- Mejora u rendimiento le catalizadores transferencia fase
- Evitación catalizadores transferencia fase
- Búukinta'al reactivos crudos wa técnicos
- Activación metales yéetel sólidos
- aumento le reactividad ti' reactivos wa catalizadores (Beetik clic waye' utia'al xook asab yóok'ol le catálisis asistida tumen ultrasonidos)
- Mejora le síntesis partículas
- Recubrimiento nanopartículas

7 homogeneizadores ultrasónicos ti' le bix UIP1000hdT (7 x 1kW u potencia ultrasónica) instalado bey cluster utia'al u reacciones sonoquímicas ti' escala industrial.
Ventajas le reacciones químicas intensificadas tumen ultrasonidos
Le reacciones químicas promovidas tumen ultrasonidos le jump'éel láaka establecida intensificación procesos ti' le jach yáax le síntesis yéetel le procesamiento químicos. Yaan u aprovechar u páajtalil le ondas ultrasónicas, le reacciones ku ts'abal numerosas ventajas yóok'ol le métodos convencionales, ma'alobkiinsik le catálisis química yéetel le síntesis. Le k'ajle' ventajas le reacciones sonoquímicas ku tasas u tzeltalo'obo' turborrápidas, excelentes rendimientos, asab selectividad, asab eficiencia energética yéetel menor impacto ambiental.
Toop mayak ye'esik Jayp'éel ventajas destacadas ti' le reacción promovida tumen ultrasonidos kíinsa'ab tu táan le reacciones químicas convencionales:
reacción | K'iinil reacción Convencional |
K'iinil reacción Ultrasonidos |
rendimiento Convencional (ti chúumuk) |
rendimiento Ultrasonidos () |
---|---|---|---|---|
Ciclación u Diels-Alder | 35 h | 3.5 h | 77.9 | 97.3 |
Oxidación indana indane-1-ona | 3 h | 3 h | Bey u le 27 ti chúumuk | 73% |
Reducción metoxiaminosilano | Ma' reacción | 3 h | 0% | 100% |
Epoxidación u ésteres grasos insaturados ti' tsolokbal chowak | 2 h | 15 minutos | 48% | 92% |
Oxidación arilalcanos | 4 h | 4 h | 12% | 80% |
Michael adición u nitroalcanos u ésteres monosustituidos α,β-insaturados | 2 k'iino'ob | 2 h | 85% | 90% |
Oxidación permanganato 2-octanol | 5 h | 5 h | 3% | 93% |
Síntesis chalconas tumen condensación CLaisen-Schmidt | 60 minutos | 10 minutos | 5% | 76% |
Acoplamiento UIllmann u 2-yodonitrobenceno | 2 h | 2 H | bey ti' le 1,5 ti chúumuk | 70.4% |
Reacción u Reformatsky | 12 h | 30 minutos | 50% | 98% |
Cavitación ultrasónica te' ts'a'abal
Le cavitación, es decir le formación, tuméen yéetel le colapso implosivo ti' le burbujas ti' jump'éel líquido. Le colapso cavitacional u yaantal jump'éel ku ts'tantik calentamiento ku (~5000 k'uj), altas presiones (~1000 atm) yéetel nukuch tasas calentamiento yéetel enfriamiento ().>109 kilómetro leti' seg) yéetel corrientes chorro líquido (~400 kilómetro leti' h). (Suslick 1998)
Cavitación usando le UIP1000hd:
Le burbujas cavitación ku burbujas u vacío. Le vacío jach tu yo'olal juntúul superficie ku péeksik jáan Ba'axten jump'íit lado yéetel juntúul líquido inerte tumen le uláak'. Le diferencias ku presión resultantes biilal utia'al superar le muuk' ti' cohesión yéetel adhesión ichil le líquido.
Le cavitación ku páajtal producir ti' jejeláas maneras, bey boquillas Venturi, boquillas ka'anal presión, rotación ti' ka'anal velocidad wa transductores ultrasónicos. Ti' tuláakal le kaambalilo'ob le energía yaan u transforma ti' fricción, turbulencias, ondas yéetel cavitación. Fracción le energía yaan u transforma ti' cavitación yaantal yo'osal u ya'ab ba'ax ku describen u kaajil tu'ux le nu'ukulil generador u cavitación ti' le líquido.
Intensidad le aceleración jach juntúul le asab importantes ba'ax ku influyen ti' le transformación eficiente ti' le energía ti' cavitación. Jump'éel asab aceleración crea mayores diferencias presión. Lela', yaan u ka'atéen, aumenta u probabilidad u u creen burbujas ti' vacío kúuchil crear ondas ku propaguen ti' le líquido. Beyo', Buka'aj mayor leti' le aceleración, asab jach u fracción le energía ku transforma tu cavitación. En el caso de jump'éel transductor ultrasónico, u intensidad le aceleración ku describe yo'osal u amplitud le oscilación.
Le amplitudes asab altas ts'aik bey resultado jump'éel sukbenilo'ob asab efectiva u cavitación. Le dispositivos industriales ti' Hielscher Ultrasonics táan u béeytal u crear amplitudes tak 115 μm. Táan a altas amplitudes permiten ka'anal relación yaantal potencia, ku bin u ka'atéen Cha' crear altas densidades potencia tak 100 W leti' cm³.
Beyxan ti' kaambalilo'ob le intensidad, le líquido k'a'ana'an acelerar u ti' manera u generen pérdidas mínimas ti' términos turbulencias, fricción yéetel generación ondas. Utia'al u beyo', u páajtalil óptima jach jump'éel dirección unilateral u kaajil tu'ux.
- Wa u metales activados tumen reducción sales metálicas yilik
- Generación metales activados tumen sonicación
- Síntesis sonoquímica u partículas tumen precipitación óxidos metálicos (Fe, Cr, Mn, Co), je'ebix, uti'al u bey catalizadores
- Impregnación ti' metales wa halogenuros metálicos ti' soportes
- Wa u soluciones metal activado meyajile'
- Reacciones u involucran metales yéetel ba'alche'ob organoelementos generadas in situ
- Reacciones u involucran sólidos ma' metálicos
- Cristalización ka precipitación metales, aleaciones, zeolitas yéetel uláak' sólidos
- Uchik u péeksa'al u le morfología ti' le superficie yéetel le Buka'aj partícula tumen colisiones ichil partículas ka'anal velocidad
- Formación materiales nanoestructurados amorfos, incluidos metales transición u ka'anal superficie, aleaciones, carburos, óxidos yéetel coloides
- Aglomeración cristales
- Alisado ka eliminación le recubrimiento óxido pasivante
- Micromanipulación (ku) u mejen partículas
- Dispersión sólidos
- wa u coloides (Ag, Au, CdS Buka'aj Q) yilik
- Intercalación moléculas huésped ti' sólidos inorgánicos u estratificados
- Sonoquímica polímeros
- Degradación yéetel uchik u péeksa'al u polímeros
- Síntesis polímeros
- Sonólisis u contaminantes orgánicos ichil le ja'o'
Nu'ukulo'ob sonoquímicos
Óol tuláakal le máasewáalo'obo' ti' le procesos sonoquímicos mencionados ku páajtal adaptar utia'al u funcionen ti' internet ichil. K encantados ti' áantaj ti' elegir le nu'ukulil le sonoquímico utia'al u kajtalo'ob ichil u procesamiento. Ti' le investigación yéetel utia'al u prueba procesos, recomendamos k dispositivos laboratorio wa le Nu'ukulo'ob UIP1000hdT.
Wa k'a'abéet, le dispositivos yéetel reactores ultrasónicos yéetel certificación FM yéetel ATEX (p'el. ej. UIP1000-EXD) táan disponibles utia'al u sonicación yik'áalil químicos u inflamables ka formulaciones yik'áalil ti' entornos peligrosos.
Le cavitación ultrasónica jeelpajal le reacciones máaxo'ob u le ts'ipit k'ab k'áato'ob
Le ultrasonicación jach jump'éel meyaj alternativo ti' le u yooxol, le presión, le sáasilo' wa u electricidad yo'osal máaxo'ob reacciones químicas. Jeffrey S. Moore, Charles R. Hickenboth, yéetel u nu'ukulil ti' le Facultad u Química u le Universidad u Illinois ti' Urbana-Champaign Utilizaba le potencia ultrasónica ti' desencadenar yéetel manipular le reacciones máaxo'ob u le ts'ipit k'ab k'áato'ob. Yáanal le sonicación, le reacciones químicas uchik yik'áalil jejeláas ti' le predichos tumen le reglas simetría orbital (Nature 2007, 446, 423). Le múuch' unió isómeros benzociclobuteno 1,2-disustituidos mecánicamente sensibles u ka'ap'éel cadenas polietilenglicol, aplicó energía ultrasónica yéetel analizó le soluciones granel utilizando C13 Espectroscopía u resonancia magnética u nuclear. Le espectros mostraron u tuukulo'oba' le isómeros cis bey le isómeros trans proporcionan le k'iino' je'el xano' producto pi'ik'a' te' ts'ipit k'ab, le ku pa'ta'al u isómero trans. Ka' jo'op' u térmica le energía ku beetik jump'éel kaajil tu'ux browniano aleatorio ti' le reactivos, le energía kanáanil ti' le ultrasonicación proporciona jump'éel dirección ti' le movimientos atómicos. Tune', le táanil cavitacionales ku meentiko'ob eficientemente u energía le t'iinik le molécula, remodelando superficie energía potencial.

Le ultrasonidos bin yano'ob sonda bey le UP400St intensificar le síntesis nanopartículas. U yiik' sonoquímica jach sencilla, xoknáalo'obo', rápida yéetel ku meyaj yéetel yik'áalil químicos ma' tóxicos ti' condiciones suaves.
Ultrasonidos ka'anal rendimiento utia'al u sonoquímica
Hielscher Ultrasonics suministra procesadores ultrasónicos yo'osal le laboratorio yéetel le industria. Tuláakal le ultrasonidos Hielscher le máquinas ultrasonidos jach potentes yéetel robustas yéetel beta'aniko'ob ti' jump'éel funcionamiento continuo 24 leti' 7 u molayil kuuch. U kaambalil yo'osal digital, le ajustes programables, le maak le temperatura, le protocolización yo'osal u datos yéetel u kanik remoto ti' le navegador ku chéen algunas le yáantajo'ob ti' le ultrasonidos Hielscher. Diseñado yo'osal jump'éel ka'anal rendimiento yéetel juntúul funcionamiento yanen, le usuarios valoran u ch'a'iko'ob seguro yéetel ch'a'abil le nu'ukulo'ob Hielscher Ultrasonics. Le procesadores ultrasónicos industriales ti' Hielscher ku ts'abal amplitudes tak 200 μm yéetel le ideales utia'al u aplicaciones pesadas. Utia'al amplitudes láayli' mayores, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados.
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:
Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
U 1 u 500 ml | U 10 ti' 200 ml leti' min | UP100H |
U 10 ti' 2000 ml | Ti' 20 u 400 ml leti' min | UP200Ht, UP400St |
0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000hdT |
n.d. | U 10 ti' 100 L leti' min | UIP16000 |
n.d. | Mayor | Racimo u UIP16000 |
Xook k! Leti' k'áatiko'ob k!
Bibliografía leti' Referencias
- Suslick, K.S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.
- Suslick, K. S.; Didenko, Y.; Fang, M. M.; Hyeon, T.; Kolbeck, K. J.; McNamara, W. B. III; Mdleleni, M. M.; Wong, M. (1999): Acoustic Cavitation and Its Chemical Consequences, in: Phil. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.
- Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis (2019): Chapter 4 ENERGY – PI Approaches in Thermodynamic Domain. in: The Fundamentals of Process Intensification, First Edition. Published 2019 by Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.(page 136)
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Barrera-Salgado, Karen; Ramírez-Robledo, Gabriela; Alvarez-Gallegos, Alberto; Arellano, Carlos; Sierra, Fernando; Perez, J. A.; Silva Martínez, Susana (2016): Fenton Process Coupled to Ultrasound and UV Light Irradiation for the Oxidation of a Model Pollutant. Journal of Chemistry, 2016. 1-7.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento ichil laboratorio Utia'al Buka'aj industrial.