Preparación ultrasónica u catalizadores utia'al le tzeltalo'obo' éter dimetílico (DME).

Le éter dimetílico (DME) leti' jump'éel combustible alternativo favorable, ka u sintetizar u ichil metanol ti', CO₂ wa gas síntesis yéetel catálisis. Utia'al le tzeltalo'obo' catalítica u DME, ku requieren catalizadores potentes. Le catalizadores mesoporosos Buka'aj nanométrico, bey le zeolitas ácidas mesoporosas, le zeolitas decoradas wa le catalizadores metálicos Buka'aj nanométrico, bey le aluminio wa le cobre, páajtal ma'alo'obkíinsiko'ob significativamente le tzeltalo'obo' DME. Le ultrasonidos ka'anal intensidad le tu láaka superior utia'al wa u nanocatalizadores ma'alob reactivos wa u nanocatalizadores. Obtenga a wojeltik yóok'ol bix utilizar le ultrasonicación utia'al u producción catalizadores micro yéetel mesoporosos yéetel juntúul excelente reactividad yéetel selectividad.

Catalizadores bifuncionales utia'al le tzeltalo'obo' directa u DME

Le producción éter dimetílico (DME) leti' jump'éel tuukula' industrial ma'alob establecido u jats ta ichil ka'ap'éel jejelas súutukil jump'éel: táanile', le hidrogenación catalítica ti' le gas síntesis ti' metanol (CO leti' CO₂ + 3 H₂ → CH'EL₃Jay + H₂HO) yéetel tu ka' kúuchil, jump'éel posterior deshidratación catalítica ti' le metanol yóok'ol catalizadores ácidos utia'al producir (2CH₃Jay → CH'EL₃OCH₃ + H₂Le noj bejo' limitación le síntesis ku DME ichil ka'ap'éel wook u relacionada yéetel u baja termodinámica ti' le fase síntesis metanol, ku resulta ti' baja tzeltalo'obo' gases tumen pasada (15-25 ti chúumuk). Ti' le modo, ku ku ts'áiko'ob ka'anatako'ob índices recirculación, bey ka'anatako'ob costes operativos yéetel capital.
Utia'al u superar le limitación termodinámica, le síntesis directa u DME le significativamente asab favorable: ti' le tzeltalo'obo' directa ti' DME, le p'isibij síntesis metanol combina yéetel le p'isibij deshidratación ti' jump'éel chéen reactor
(2CO LETI' CO₂ + 6 H₂ → CH'EL₃OCH₃ + 3 H₂O).

Le síntesis directa ti' DME Ku cha'antik ya'abtal le niveles tzeltalo'obo' tumen paso, tak jump'éel 19 ti chúumuk, ba'ax u k'áat u ya'al reducciones significativas u Baajux en cuanto a le inversión yéetel u tojol producción operativa u DME. Bin le tuukulil buka'ajil, u tojol producción u DME ti' síntesis directa ku reduce ti' jump'éel 20-30 ti Chúumuk ti' comparación yéetel le tuukula' tzeltalo'obo' convencional u ka'ap'éel wook. Utia'al u operar u yiik' síntesis directa ti' DME, k'a'abéet juntúul t.u.m catalítico bifuncional híbrido ma'alob eficiente. Le catalizador requerido k'a'ana'an u ofrecer le funcionalidad utia'al u hidrogenación CO leti' CO2 utia'al u síntesis metanol yéetel le funcionalidades ácidas, ba'ax ku yáantiko'ob u deshidratación le metanol. (cf. Millán et le. 2020).

Síntesis catalizadores ma'alob reactivos utia'al le tzeltalo'obo' u DME yo'osal ultrasonidos potencia

Le reactividad yéetel u selectividad le catalizadores utia'al le tzeltalo'obo' dimetil éter páajtal ma'alo'obkíinsiko'ob u significativamente yo'osal jump'éel Ts'a'akal ultrasónico. Zeolitas bey le zeolitas ácidas (p'el. ej., zeolita aluminosilicato HZSM-5) yéetel le zeolitas decoradas (p'el. ej., yéetel CuO leti' ZnO leti' u le₂O₃). le le k'ajle' catalizadores ba'ax ku utilizan belal utia'al u producción DME.

Le cloración yéetel fluoración le zeolitas ku métodos eficaces utia'al u ajustar le acidez catalítica. Le catalizadores zeolita clorada yéetel fluorada ku tu beetajo'ob ya'abkach yo'osal le impregnación zeolitas (H-ZSM-5, H-MOR wa H-Y) utilizando ka'atúul precursores halógenos (cloruro amonio yéetel fluoruro amonio) ti' le xooko' le nu'ukulil investigación Aboul-Fotouh. Ku evaluó u influencia le irradiación ultrasónica ti' optimizar je'el precursores halógenos utia'al u producción u dimetiléter (DME) yo'osal deshidratación tumen metanol ti' jump'éel reactor lecho fijo. Le ensayo comparativo ti' catálisis DME tu síilaj ti' le catalizadores ku zeolita halogenada preparados yáanal irradiación ultrasónica muestran jump'éel asab rendimiento utia'al u formación DME. (Aboul-Fotouh et ti' le., 2016).
Ti' uláak' xook, le nu'ukulil investigación investigó tuláakal le variables importantes ti' ultrasonicación encontradas ti' le deshidratación metanol ti' catalizadores zeolita H-MOR utia'al u producir dimetileéter. Utia'al u experimentos sonicación, le nu'ukulil investigación utilizó le Ultrasonido u bin yano'ob sonda Hielscher UP50H. Le máak microscopio electrónico ti' barrido (SEM) ti' le zeolita H-MOR sonicada (zeolita mordenita) séen aclarado ti' le metanol utilizado yan Chéen bey ka'a ultrasonicación k'u'ubul ti' ya'ala'al máaxo'ob máano'ob en cuanto a u homogeneidad le tamaños partícula ti' comparación yéetel le catalizador ma' tratado, Tu'ux aparecieron nukuch aglomerados yéetel ku ma' homogéneos. Le hallazgos certificaron ti' le ultrasonicación yaan jump'éel taam efecto u resolución le célula unitaria yéetel, Ba'axten seen ti' le comportamiento catalítico ti' le deshidratación metanol ti' dimetil éter (DME). NH3-TPD ye'esik u le irradiación ultrasónica ts'o'ok u mejorado u acidez le catalizador H-MOR, tune', leti', jump'éel rendimiento catalítico utia'al u formación DME. (Aboul-Gheit et ti' le., 2014).

Óol tuláakal le DME comercial ku yaantal tuméen le deshidratación metanol utilizando jejeláas catalizadores sólido-ácidos bey zeolitas, sílica-alúmina, alúmina, u le₂O₃–B₂O₃, etcétera. Yo'osal le uláak' reacción:
2CH₃Jay <—> CH'EL₃OCH₃ + H₂O (- 22.6k jmol^-1)

Koshbin ka Haghighi (2013) tu beetajo'ob ya'abkach CuO-ZnO-ti' le₂O₃/HZSM-5 nanocatalizadores yo'osal jump'éel método combinado ti' co-precipitación-ultrasonidos. Le nu'ukulil investigación chíikbes "ku le empleo energía ultrasónica yaan jump'éel nojoch influencia u dispersión le función hidrogenación CO yéetel, tu consecuencia u rendimiento le síntesis DME. Ku investigó u durabilidad le nanocatalizador sintetizado asistido tumen ultrasonidos ichil le reacción gas síntesis DME. Le nanocatalizador sa'atal jump'éel actividad insignificante ti' le xook je'ela' le reacción debido a le formación coque ti' le ba'alche'obo' cobre". [Khoshbin yéetel Haghighi, 2013.]

Juntúul nanocatalizador alternativo ma' zeolita, ba'ax xan le jach eficiente utia'al xan le tzeltalo'obo' DME, jach jump'éel catalizador γ-alúmina poroso Buka'aj nanométrico. Le γ-alúmina porosa Buka'aj nanométrico ku sintetizó belal tumen precipitación yo'osal mezcla ultrasónica. Le Ts'a'akal sonoquímico favorece síntesis nanopartículas. (cf. Rahmanpour et ti' le., 2012).

Ba'ax ten ku superiores le nanocatalizadores preparados tumen ultrasonidos.

Utia'al u producción catalizadores heterogéneos, tu menudo u requieren materiales ka'anal ku añadido, bey le metales preciosos. Le je'ela' ku beetik le catalizadores k'áati' caros yéetel, tune', u mejora le eficiencia, bey le p'isik le ciclo kuxtal le catalizadores, le ba'ax económicos u importantes. Ichil le métodos wa u nanocatalizadores yilik, tu láaka sonoquímica ku considera jump'éel método ma'alob eficiente. Le Buka'aj u ba'al ti' le ultrasonidos utia'al crear meyajo'ob ma'alob reactivas, ma'alo'obkíinsiko'ob u mezcla yéetel ku ya'abtal le transporte juuch' u p'áatal ti' jump'éel láaka especialmente prometedora utia'al a xíimbaltik yo'osal le preparación yéetel activación catalizadores. Je'el u páajtal u producir nanopartículas homogéneas yéetel dispersas ma' necesidad u nu'ukulo'ob, costosos yéetel condiciones extremas.
Ti' ya'ab xook investigación, le científicos ku talo'ob le conclusión u wa u catalizadores ultrasónicos yilik le le método asab ventajoso utia'al u producción nanocatalizadores homogéneos. Ichil le métodos wa u nanocatalizadores yilik, tu láaka sonoquímica ku considera jump'éel método ma'alob eficiente. Le Buka'aj u ba'al ti' le sonicación intensa ch'a'iko'ob meyajo'ob ma'alob reactivas, ma'alo'obkíinsiko'ob u mezcla yéetel ku ya'abtal le transporte juuch' u p'áatal ti' jump'éel láaka especialmente prometedora yo'osal le preparación yéetel activación catalizadores. Je'el u páajtal u producir nanopartículas homogéneas yéetel dispersas ma' necesidad u nu'ukulo'ob, costosos yéetel condiciones extremas. (cf. Koshbin yéetel Haghighi, 2014).

Ultrasonidos u ka'anal rendimiento utia'al u síntesis catalizadores mesoporosos

Le nu'ukulo'ob sonoquímicos utia'al u síntesis nanocatalizadores ka'anal rendimiento táan disponibles ti' je'el Buka'aj – tak ultrasonidos compactos ti' laboratorio tak reactores ultrasónicos jaatsatako'ob industriales. Hielscher Ultrasonics diseña, fabrica yéetel distribuye ultrasonidos u ka'anal potencia. Tuláakal le kaambalilo'ob ultrasónicos u najil ti' le sede tu'ux u Teltow (Alemania) yéetel ku yaantalo'ob tak ti' tuméen le yóok'ol kaaba'.
Le sofisticado hardware yéetel le software na'at ti' le ultrasonidos Hielscher u diseñados utia'al u garantizar jump'éel funcionamiento fiable, resultados reproducibles yéetel facilidad búukinta'al. Le ultrasonidos Hielscher le robustos yéetel fiables, ba'ax ku cha'ik u instalación yéetel funcionamiento ti' condiciones meyaj aal. U páajtal tsáabaltio'ob áantaj uchik le ajustes operativos yéetel marcar le ti' jump'éel menú intuitivo, le tu u páajtal tsáabaltio'ob áantaj ti' jump'éel pantalla táctil digital te' boonil yéetel jump'éel kanik remoto ti' le navegador. Tune', tuláakal le condiciones procesamiento, bey le energía neta, energía total, le amplitud, le, le presión yéetel le temperatura, ku registran automáticamente ti' jump'éel tarjeta SD incorporada. Le je'ela' ti' Cha' xíixtik, ka comparar le ejecuciones u sonicación máako'ob síinajo'obo' ka optimizar le síntesis yéetel funcionalización le nanocatalizadores yéetel le wóolis eficiencia.
Le kaambalilo'ob ultrasonidos Hielscher ku utilizan way yóok'ol kaabe' utia'al le procesos síntesis sonoquímica yéetel u demostrado u fiables utia'al u síntesis nanocatalizadores zeolita ka'anal calidad, bey je'el bix u derivados le zeolita. Le ultrasonidos industriales ti' Hielscher páajtal meyaj uchik u nukuch amplitudes ti' funcionamiento continuo (24 leti' 7 leti' 365). Amplitudes tak 200 μm ku páajtal generar uchik bix continua yéetel sonotrodos estándar (sondas ultrasónicas leti' bocinas). Utia'al amplitudes láayli' mayores, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados. Debido a u robustez yéetel yáanal mantenimiento, k ultrasonidos ku instalan habitualmente ti' aplicaciones pesadas yéetel entornos exigentes.
Le procesadores ultrasónicos ti' Hielscher utia'al u síntesis sonoquímicas, funcionalización, nanoestructuración yéetel desaglomeración ts'o'ok u instalados way yóok'ol kaabe' u escala comercial. Búukint u ti' máax ku To'one' bejla'e' utia'al u t'aan yo'osal u tuukula' fabricación nanocatalizadores. K experimentado máaxo'ob yéetel encantado u ts'aiko'on a wojeltik yóok'ol u yiik' síntesis sonoquímica, le kaambalilo'ob ultrasónicos yéetel le tojol.
Yéetel u ventaja método síntesis ultrasónica, u producción nanocatalizadores mesoporosos destacará tumen u eficiencia, simplicidad yéetel yáanal chilajen comparación yéetel uláak' procesos síntesis catalizadores.

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