Az Ultrahangos Sonokémia Fő Alkalmazása

Az ultrahangos hangtér energiasűrűsége az energiasűrűséghez képest, amelynél a kavitációs buborék összeomlik, az energiasűrűséget billiószorosára növelik, ami hatalmas energia koncentrációt eredményez; a kavitációs buborékok által kiváltott rendkívül magas hőmérséklet és nagy nyomás által okozott szonokémiai jelenség és szonolumineszcencia az energia és anyagcsere egyedülálló formája a szonokémia területén. Ezért az ultrahangos kémiai extrakció, biodízel gyártás, szerves szintézis, mikroorganizmusok kezelése, mérgező szerves szennyező anyagok bomlása, kémiai reakciósebesség és kitermelés, katalizátor katalitikus hatékonysága, biológiailag lebomló kezelés, ultrahangos leválasztás, biológiai sejtcsiszolás, diszperzió és kohézió, a harmonikus kémiai reakció egyre nagyobb szerepet játszik.

1. Ultrahanggal fokozott kémiai reakciók.

   Az ultrahang javítja a kémiai reakciókat. A fő erő az ultrahang kavitáció szerepéből származik. A kavitációs mag összeomlása helyi magas hőmérsékletet, nagy nyomást, erős lökéshullámokat és mikro-fúvókat hoz létre, amelyek új és nagyon különleges fizikai és kémiai környezetet biztosítanak olyan kémiai reakciókhoz, amelyek normál körülmények között nehéz vagy lehetetlenek.

2. Ultrahangos katalitikus reakció

   Új kutatási területként az ultrahangos katalitikus reakció egyre nagyobb érdeklődést keltett az iparág dolgozóitól. Az ultrahang szerepe a katalitikus reakciókban elsősorban:
   

   (1) A magas hőmérséklet és a nagy nyomás kedvező a reagensek szabad gyökökben és kétértékű szénben történő repedése szempontjából, aktívabb reaktív fajokat alkotva;

   (2) A lökéshullámok és a mikro-fúvókák deszorpciós és tisztító hatásúak szilárd felületeken (például katalizátorok), és eltávolíthatják a felszíni reakciótermékeket vagy intermediereket és passzivációs rétegeket a katalizátor felületén;

   (3) A lökéshullámok károsíthatják a reaktáns szerkezetet

   (4) diszperziós reakciórendszer;

   (5) A fémfelület ultrahangos kavitációs eróziója, a lökéshullám a fémrács deformációjához és a belső törzsterület kialakulásához vezet, növelve a fém kémiai reaktivitását;

   6) az oldószer szilárd belsõ térbe történõ elõsegítése, ami az úgynevezett inklúziós reakciót eredményezi;

   (7) a katalizátor diszperziójának javítása, a katalizátor előállítása során az ultrahangos ultrahangos ultrahangos besugárzás növelheti a katalizátor felületét, hogy az aktív komponens egységesebb diszperziót, fokozott katalitikus aktivitást eredményezzen.

3. Nagy teljesítményű ultrahangos alkalmazás biodízelgyártásban

   A biodízel előállításának kulcsa a zsírsav-gliceridek katalitikus átészterezési reakciója alacsonyabb alkoholokkal, például metanollal, míg az ultrahang meghatározó szerepet játszik az átészterezési reakció fokozásában, különösen a heterogén reakciórendszerben. A hatás jelentősen fokozhatja a keverést (emulgeálás). az intermolekuláris érintkezési reakció elősegítése, hogy a magas hőmérsékleten (nagynyomású) körülmények között eredetileg előírt reakciót szobahőmérsékleten (vagy szobahőmérsékleten) lehessen befejezni és lerövidüljön a reakcióidő. Az ultrahangot nemcsak az átészterezési eljárásra, hanem a reakcióelegy elválasztására is használják. A Mississippi Állami Egyetem kutatói az Egyesült Államokban ultrahangos feldolgozást alkalmaztak biodízel előállítására. A biodízel hozama 5 percen belül meghaladta a 99% -ot, míg a hagyományos batch reaktorrendszerek több mint 1 órát igényeltek.