Sonochemistry ka reactores sonoquímicos

Le sonochemistria jach le jach yáax le química tu'ux le ultrasonido ka'anal intensidad ku meyajtiko'ob utia'al inducir, acelerar yéetel modificar reacciones químicas (síntesis, catálisis, degradación, polimerización, hidrólisis, etc.). Le cavitación generada tumen ultrasonidos u caracteriza tumen condiciones únicas densas energía, ku promueven yéetel intensifican le reacciones químicas. Le tasas ku reacción asab rápidas, le rendimientos asab ka'anatako'ob yéetel u búukinta'al reactivos ya'ax yéetel asab suaves suutikuba'ob ti' le sonochemistria jump'éel nu'ukula' jach ventajosa tia'al ti' reacciones químicas.

Sonochemistry

Sonochemistry jach yáax investigación yéetel procesamiento le le moléculas experimentan jump'éel reacción química debido a le ka'anatako'ob ultrasonidos ka'anal intensidad (je'ebix, 20 kHz). Le Uláak ba'al responsable ti' le reacciones sonoquímicas leti' le cavitación acústica. Le cavitación acústica wa ultrasónica ku yaantal ka le potentes ondas ultrasonido ku acoplan ti' jump'éel líquido wa luuk'. Debido a le ciclos alternos u ka'anal presión leti' baja presión ku causados tumen le ondas ultrasonido potencia ti' le líquido, ku generan burbujas ti' vacío (vacíos cavitacionales), ku nuuktalo'ob ichil ya'ab ciclos presión. Le ken burbuja vacío cavitacional u chukik jump'éel jaaj Buka'aj tu'ux ma' u páajtal u múuch'ik asab energía, le burbuja ku vacío implosiona violentamente yéetel crea jump'éel ch'aaj chokoj ma'alob denso ti' energía. Le ch'aaj chokoj u tuukul a localmente ku caracteriza tumen temperaturas jach altas, presiones yéetel micro-transmisión chooj ta'an ts'a'abal extremadamente rápidos.

Cavitación acústica yéetel táanil ultrasonidos ka'anal intensidad

Le cavitación acústica, tu menudo xan llamada cavitación ultrasónica, ku páajtal distinguir ichil ka'ap'éel formas, cavitación estable yéetel transitoria. Ichil le cavitación estable, burbuja cavitación oscila ya'ab Óoxten mentik kex u radio equilibrio, ka' jo'op' u ichil le cavitación transitoria, le ku jump'éel burbuja kóom ku bisik ku muk'yaj tu cambios dramáticos ti' volumen ti' jump'éel pocos ciclos acústicos yéetel ts'o'oks ti' jump'éel colapso violento (Suslick 1988). Le cavitación estable yéetel transitoria je'el ocurrir simultáneamente ti' le solución yéetel juntúul burbuja sometida cavitación estable je'el ku beetubaj jump'éel cavidad transitoria. Le implosión burbujas, u jach característica le cavitación transitoria yéetel le sonicación ka'anal intensidad, crea ya'abkach condiciones meyajtbilo', incluidas temperaturas jach altas u 5000-25,000 k'uj, presiones tak ya'ab 1000 bar yéetel corrientes líquido yéetel velocidades tak 1000 m leti' s. Dado ti' le colapso leti' implosión ti' le burbujas cavitación ku yaantal ti' bey u juntúul nanosegundo, le tasas calentamiento yéetel enfriamiento jach altas superan le 10¹¹ Táan u béeytal u yilo'ob k'uj leti' s. Táan a altas velocidades calentamiento yéetel diferenciales presión páajtal máaxo'ob ka acelerar le reacciones. En cuanto a le líquidas corrientes ba'ax ku ku ts'áiko'ob, le microjets ka'anal velocidad muestran beneficios especialmente ka ka'anatako'ob ka lela' lodos sólidos-líquidos heterogéneos. Le chooj ta'an ts'a'abal incingen way yéetel le temperatura yéetel le presión totales ti' le burbuja ku colapsa yéetel causan erosión ti' le colisión interpartículas, bey le fusión localizada. Tu consecuencia u ku jump'éel transferencia juuch' significativamente mejorada ti' le solución.

Le cavitación ultrasónica u genera u kin tuukul asab efectiva ti' ts'a'abal yéetel disolventes yéetel bajas presiones vapor. Tune', le medios yéetel bajas presiones vapor le favorables utia'al u aplicaciones sonoquímicas.
Bey resultado ti' le cavitación ultrasónica, le muuk' intensas creadas páajtal k'ex le vías reacción ti' rutas asab eficientes, ti' modo u evitan conversiones asab completas yéetel leti' wa u producción subproductos ma' deseados.
Le kúuchil denso energía tu yo'olal u colapso le burbujas cavitación u k'aaba' ch'aaj chokoj. Le ultrasonido baja frecuencia yéetel ka'anal potencia ti' le rango 20kHz yéetel le Buka'aj u ba'al u crear altas amplitudes u ma'alob establecida utia'al u generación ti'its calientes intensos yéetel le condiciones sonoquímicas favorables.

Le nu'ukulilo'ob ti' laboratorio ultrasónicos, bey le reactores ultrasónicos industriales utia'al u procesos sonoquímicos u comerciales u uchik disponibles yéetel probados bey confiables, eficientes yéetel respetuosos yéetel ka'a jeets' u escala laboratorio, piloto yéetel jaatsatako'ob industrial. Le reacciones sonoquímicas u páajtal u bisa'al ka'ansaj bey jump'éel tuukula' tumen lotes (es decir un'un abierto) wa ti' internet ichil utilizando jump'éel reactor celda flujo cerrado.

Sono-síntesis

Le sonosíntesis wa síntesis sonoquímica jach ka'anatako'ob cavitación generada tumen ultrasonidos yo'osal máaxo'ob yéetel xan reacciones químicas. Ultrasonidos u ka'anal potencia (je'ebix, ti' 20 kHz) ye'esik k'a'ankach táanil yóok'ol le moléculas yéetel K'aanan químicos. Je'ebix, le táanil sonoquímicos resultantes ti' le sonicación intensa páajtal resultar ti' le división moléculas ti', le sukbenilo'ob u radicales libres, ka leti' wa le k'eexpajal vías químicas. Tune', le síntesis sonoquímica ku meyajtiko'ob intensamente utia'al u fabricación wa uchik u péeksa'al u amplia gama materiales nanoestructurados. Ejemplos nanomateriales producidos ti' le sonosíntesis ku le nanopartículas (NPs) (je'ebix, NPs táak'iin, NPs plata), pigmentos, nanopartículas capa tu'ux, nano-hidroxiapatita, marcos orgánicos metálicos (MOF)., ingredientes farmacéuticos activos (API), nanopartículas decoradas yéetel microesfera, nanocompuestos ichil ya'ab uláak' materiales.
Ejemplos: Transesterificación ultrasónica u ésteres u metílicos ácidos grasos (biodiesel). o le transesterificación polioles yo'osal ultrasonido.

Wíimbala' TEM (U) yéetel u distribución Buka'aj partícula (B) tu nanopartículas plata (Ag-NPs), ku séen sido sintetizadas sonoquímicamente ti' condiciones óptimas.

Bey xan u aplica ampliamente le cristalización promovida tumen ultrasonidos (sono-cristalización), tu'ux le ultrasonido potencia ku meyajtiko'ob utia'al producir soluciones sobresaturadas, yo'osal máaxo'ob le cristalización leti' precipitación, ka controlar le Buka'aj yéetel u morfología le cristal yéetel parámetros u tuukula' ultrasónicos. Beetik clic waye' tia'al a wojeltik yóok'ol le sono-cristalización!

Sono-catálisis

Sonicar jump'éel suspensión química wa solución u ma'alo'obkíinsiko'ob significativamente le reacciones catalíticas. Le energía sonoquímica reduce le k'iin reacción, mejora le u yooxol yéetel le transferencia juuch', ku posteriormente resulta ti' jump'éel aumento le constantes velocidad química, rendimientos yéetel selectividades.
Yaan numerosos procesos catalíticos, ba'ax ku benefician drásticamente ti' le ka'anatako'ob le ultrasonido potencia yéetel u sonoquímicos táanil. Je'el reacción catálisis transferencia fase heterogénea (PTC) ku involucre ka'ap'éel wa asab ts'a'abal inmiscibles wa jump'éel composición líquido-sólido, u beneficia le sonicación, le energía sonoquímica yéetel le transferencia juuch' mejorada.
Je'ebix, le análisis comparativo ti' le oxidación peróxido húmedo catalítico silencioso yéetel asistida tumen ultrasonidos fenol ichil ja' tu síilaj ti' le sonicación redujo barrera energía le reacción, ba'ale' ma' yanchaji' Ba'axe' impacto ti' u yiik' reacción. Le energía activación utia'al u oxidación le fenol ruI excesivo₃ catalizador ti' le sonicación tu yilubáa le 13 kJ mol^-1, ba'ax ka'ach Kanp'éel Óoxten asab chan ti' comparación yéetel le tuukula' oxidación silenciosa (57 kJ mol^-1). (Rokhina et ti' le 2010).
Le catálisis sonoquímica ku meyajtiko'ob belal utia'al u fabricación yik'áalil químicos, bey je'el bix ti' le fabricación materiales inorgánicos micrones yéetel nanoestructurados, bey metales, aleaciones, compuestos metálicos, materiales ma' metálicos yéetel compuestos inorgánicos. Ejemplos náats'al ku PTC asistido tumen ultrasonidos le transesterificación ácidos grasos libres ti' éster metílico (biodiesel), hidrólisis, saponificación aceites vegetales, reacción sono-Fenton (procesos similares ti' Fenton), degradación sonocatalítica, etc.
Lea asab yóok'ol le sono-catálisis yéetel aplicaciones específicas!
Le sonicación mejora u química le clic bey le reacciones cicloadición azida-alquino!

Uláak' aplicaciones sonoquímicas

Debido a u búukinta'al versátil, fiabilidad yéetel funcionamiento sencillo, le kaambalilo'ob sonoquímicos je'el bix le UP400St o UIP2000hdT le valorados bey nu'ukulo'ob eficientes utia'al u reacciones químicas. Hielscher ultrasonidos dispositivos sonoquímicos ku páajtal utilizar uchik yo'osal le lote (beaker abierto) yéetel le sonicación ti' internet ichil continua utilizando jump'éel célula flujo sonoquímico. Le sonochemistria, incluida le sonosíntesis, le sono-catálisis, le degradación wa polimerización, u utilizan ampliamente ti' química, nanotecnología, ciencia ti' le materiales, yik'áalil farmacéuticos, microbiología, bey je'el bix ti' uláak' industrias.

Nu'ukulo'ob sonoquímicos u ka'anal rendimiento

Hielscher Ultrasonics jach u noj bejo' proveedor ultrasonidos innovadores yéetel u ts'ook generación, celda flujo sonoquímico, reactores k'a'abetalo'ob utia'al reacciones sonoquímicas u eficientes ka confiables. Tuláakal le ultrasonicadores Hielscher u diseñados, fabricados yéetel probados exclusivamente ti' le sede Hielscher Ultrasonics ti' Teltow (naats' Berlín), Alemania. Beyxan ti' kaambalilo'ob le asab ka'anatako'ob estándares técnicos yéetel le robustez excepcional yéetel operación 24 leti' 7 leti' 365 ti' jump'éel operación ma'alob eficiente, le ultrasonicadores Hielscher le fáciles yéetel confiables u operar. Le ka'anal eficiencia, le software na'at, le menú intuitivo, le protocolo automático ti' datos yéetel le kaambalil yo'osal remoto ti' le navegador ku chéen algunas le ba'alo'ob ku distinguen Hielscher Ultrasonics ti' uláak' fabricantes nu'ukulo'ob sonoquímicos.

Amplitudes ajustables yéetel precisión

Le amplitud jach desplazamiento tu delantera (xnuk) ti' le sonotrodo (xan k'ajóolta'an bix sonda ultrasónica wa cuerno) yéetel le le noj bejo' factor influencia le cavitación ultrasónica. Amplitudes asab altas significan cavitación asab intensa. Le intensidad requerida ti' cavitación yaantal yo'osal tu gran medida ti' le bin yano'ob reacción, le reactivos químicos utilizados yéetel ya'ala'al máaxo'ob máano'ob específicos le reacción sonoquímica específica. Lela' u k'áat u ya'al ti' le amplitud k'a'ana'an u ajustable yéetel precisión utia'al u ajustar u intensidad le cavitación acústica ti' le nivel beetike' uts. Tuláakal le ultrasonicadores Hielscher ku páajtal ajustar bix fiable yéetel precisa ti' jump'éel kaambalil yo'osal digital na'at ti' le beetike' uts amplitud. Wakaxi' refuerzo ku páajtal utilizar ku ts'o'okole' utia'al disminuir wa ya'abtal le amplitud mecánicamente. Ultrasonidos’ le procesadores ultrasónicos industriales táan u béeytal u ofrecer amplitudes jach altas. Le amplitudes tak 200 m ku páajtal ejecutar uchik bix continua ti' funcionamiento 24 leti' 7. Utia'al amplitudes láayli' asab altas, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados.

Kaambalil yo'osal preciso ti' le temperatura ichil le reacciones sonoquímicas

Ti' le ch'aaj chokoj u cavitación, ku páajtal uts' temperaturas extremadamente altas u ya'ab miles grados Celsius. Ba'ale' táan a temperaturas extremas ku limitan localmente ti' yaan tu ts'u' diminuta yéetel le alrededores burbuja cavitación implosionante. Ti' le solución ti' granel, u aumento u temperatura le implosión ti' jump'éel tin juunal wa manik jump'íit burbujas cavitación jach insignificante. Ba'ale' le sonicación continua yéetel intensa ti' períodos asab chowaktako'ob je'el u páajtal u causar jump'éel aumento incremental u temperatura u líquido u granel. Le aumento le temperatura contribuye ya'ab reacciones químicas ka tu menudo u considera beneficioso. Ba'ale' jejeláas reacciones químicas yaan jejeláas temperaturas reacción óptimas. Le ken u xokaj materiales sensibles ti' le u yooxol, u páajtal u k'a'abéet u kaambalil yo'osal temperatura. Con el Fin de permitir condiciones térmicas ideales ti' le procesos sonoquímicos, Hielscher Ultrasonics k'u'ubul ya'abkach soluciones sofisticadas utia'al u kaambalil yo'osal preciso ti' le temperatura ichil le procesos sonoquímicos, bey reactores sonoquímicos yéetel celdas u flujo equipadas yéetel julajo'ob enfriamiento.
K células u flujo sonoquímicas yéetel reactores u disponibles yéetel julajo'ob ku enfriamiento, ku apoyan jump'éel disipación ooxoj efectiva. Utia'al u monitoreo continuo ti' le temperatura, le ultrasonicadores Hielscher u equipados yéetel juntúul sensor temperatura enchufable, ba'ax ku páajtal insertar ti' le líquido utia'al u medición constante ti' le temperatura granel. Juntúul software sofisticado ku cha'antik le ajuste jump'éel rango temperatura. Le ken u excede le límite temperatura, le ultrasonicador ku je'elsik automáticamente tak ka temperatura ti' le líquido ts'o'ok u yéensa'al jump'éel jaaj ch'aaj ajuste ka Káaj u sonicar automáticamente ka'a. Tuláakal le mediciones temperatura, bey la datos importantes ti' le tuukula' ultrasónico ku registran automáticamente ti' jump'éel tarjeta SD incorporada yéetel u páajtal xíixtik, uchik utia'al u kanik le tuukula'.
Le temperatura jach jump'éel parámetro crucial ti' le procesos sonoquímicos. Le elaborada ma'alo'obtal u Hielscher ti' ku yáantik ti' le temperatura u ka'anatako'ob sonoquímica ti' le rango temperatura beetike' uts.

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