Einführung in Ultraschall-Flüssighandler

Einführung in das Prinzip des Ultraschall-Flüssigkeitsprozessors:

Wenn sich Ultraschallwellen in einem flüssigen Medium ausbreiten, werden eine Reihe von mechanischen, thermischen, optischen, elektrischen und chemischen Effekten durch mechanische, Kavitation und thermische Effekte erzeugt. Insbesondere Hochleistungs-Ultraschallwellen erzeugen eine starke Kavitation, die lokal eine sofortige Hochtemperatur, einen hohen Druck, ein Vakuum und einen Mikrostrahl bildet.

Als physikalisches Mittel und Werkzeug kann die Ultraschalltechnologie eine Reihe von Bedingungen nahe dem Maximum in dem Medium erzeugen, das üblicherweise in chemischen Reaktionen verwendet wird. Diese Energie kann nicht nur viele chemische Reaktionen stimulieren oder fördern, chemische Reaktionen beschleunigen und sogar einige chemische Reaktionen verändern. Die Richtung der chemischen Reaktion erzeugt einige unerwartete Effekte und Wunder. Es wird allgemein angenommen, dass das Auftreten der oben genannten Phänomene hauptsächlich auf die mechanische Wirkung und Kavitation von Ultraschall zurückzuführen ist, die das Ergebnis einer Änderung der Reaktionsbedingungen und der Umgebung sind.

1. Sonochemie ist ein aufstrebendes interdisziplinäres Fach, das sich hauptsächlich auf die Verwendung von Ultraschallwellen bezieht, um chemische Reaktionen zu beschleunigen oder neue Reaktionskanäle auszulösen, um die chemische Reaktionsausbeute zu verbessern oder neue chemische Reaktionsprodukte zu erhalten. Die Hauptantriebskraft der sonochemischen Reaktion kommt von der akustischen Kavitation, von der hohen Temperatur (größer als 5 000K), dem hohen Druck (größer als 2,03×108Pa), der Schockwelle oder dem Mikrostrahl und anderen physikalischen Bedingungen, die die Implosion der Kavitationsblase begleiten.

2. Anwendung der Sonochemie Die Sonochemie hat ein breites Anwendungsspektrum, das grob in 9 Kategorien eingeteilt werden kann.

Sie sind: Biochemie, analytische Chemie, katalytische Chemie, Elektrochemie, Photochemie, Umweltchemie, chemische Verarbeitung von Mineralien, Extraktion und Trennung, Synthese und Abbau.

Die mechanische Wirkung des Ultraschall-Flüssigkeitsprozessors - die Einführung von Ultraschallwellen in das chemische Reaktionssystem, Ultraschallwellen können Substanzen gewaltsam in Bewegung versetzen und eine unidirektionale Kraft erzeugen, um die Übertragung und Diffusion von Substanzen zu beschleunigen, die das mechanische Rühren in einem geeigneten Bereich ersetzen können. Aus mikroskopischer Sicht ist die Wahrscheinlichkeit des Kontakts und der Kollision zwischen Reaktanden stark erhöht, so dass die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion stark beschleunigt wird.

Ultraschall-Flüssigkeitsprozessorkavitation - In einigen Fällen hängt die Erzeugung von Ultraschalleffekten mit dem Mechanismus der Kavitation zusammen. Akustische Kavitation bezieht sich auf das Auftreten winziger Luftblasen (Hohlräume), die in der Flüssigkeit unter einwirkung von Schallwellen vorhanden sind. Eine Reihe von dynamischen Prozessen: Oszillation, Expansion, Kontraktion und sogar Kollaps. Wo Kavitation auftritt, ändert sich der lokale Zustand der Flüssigkeit stark, was zu extrem hoher Temperatur und hohem Druck führt. Bietet eine neue und sehr spezielle physikalisch-chemische Umgebung für chemische Reaktionen, die unter allgemeinen Bedingungen schwer oder unmöglich zu erreichen sind

Ultraschall-Flüssigkeitshandler katalysiert chemische Reaktionen ——

(1)Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen begünstigen die Zersetzung von Reaktanten in freie Radikale und zweiwertigen Kohlenstoff, wodurch aktivere reaktive Spezies gebildet werden.

(2)Stoßwellen und Mikrostrahlen haben Desorptions- und Reinigungswirkungen auf festen Oberflächen (z. B. Katalysatoren), die Oberflächenreaktionsprodukte oder Zwischenprodukte und Passivierungsschichten auf der Oberfläche von Katalysatoren entfernen können.

(3) Die Stoßwelle kann die Reaktantenstruktur beschädigen;

(4) Dispersionsreaktantensystem;

(5) Ultraschallkavitation erodiert die Metalloberfläche, die Stoßwelle verursacht die Verformung des Metallgitters und die Bildung der inneren Dehnungszone, was die chemische Reaktivität des Metalls verbessert;

(6) Förderung des Eindringens des Lösungsmittels tief in den Feststoff, was zur sogenannten Einschlussreaktion führt;

(7)Verbesserung der Dispergierbarkeit des Katalysators.