Sonochemie

Sonochemie

Beschreibung

Die Sonochemie ist ein Zweig, der sich, wie der Name schon sagt, mit den Wirkungen von Chemikalien und Schallwellen befasst. Bei den Schallwellen handelt es sich um Ultraschallwellen, dh Hochfrequenzwellen (20 kHz können bis zu 10 MHz und mehr reichen), die über den Bereich des menschlichen Ohrs (20–20 kHz) hinausgehen. Die Sonochemie-Technologie wird sowohl in mechanistische als auch in synthetische Studien integriert. Ein wichtiges Ereignis namens akustische Kavitation findet dort statt, wo Mikrobläschen wachsen und unter dem Einfluss von Ultraschallwellen kollabieren. Sonolumineszenz ist eines der Ergebnisse der Kavitation, die zu einer homogenen Sonochemie führt. Die Sonochemie ist auch in eines der wichtigsten Entwicklungsfelder der Biotechnologie eingetreten, von der grundlegenden Aktivierung des Enzyms bis zur Herstellung des Katalysators. Es wird auch zur Herstellung von Nanomaterialien verwendet, die unter die Flüssigphasenmethode fallen. Ein Nachteil der Herstellung von Nanomaterialien ist der Zeitaufwand, um Ergebnisse zu zeigen. Dies kann eliminiert werden, wenn biotechnologische Forschung in Verbindung mit sonochemischer Anwendung betrieben wird. Neueste Forschungsergebnisse haben bewiesen, dass die Ultraschallbestrahlung sowohl zeit- als auch kosteneffektiv für alle Bioprozesse wie die Verbesserung der Emulgierung und Umesterung von Fettsäuren für Biokraftstoffprodukte ist. Auch die Bioprozessüberwachung und die Schlammentwässerung wurden beschleunigt.

Auswirkungen der Sonochemie

Dies sind sowohl chemische als auch physikalische Effekte, bei denen Chemikalien unter die homogene Sonochemie von Flüssigkeiten, die heterogene Sonochemie von Flüssig-Flüssig- oder Flüssig-Fest-Systemen und die Sonokatalyse fallen. Basierend auf früheren Studien werden die Auswirkungen von Ultraschall auf Schlämme anorganischer Feststoffe gezeigt.

Parameter

Anwendung der Sonochemie

1. Ultraschall-Dispersionvon Nanostrukturierten anorganischen Materialien

In den letzten Jahren wurden sonochemische Reaktionen als allgemeiner Ansatz zur Synthese von Nanophasenmaterialien gewählt. Aufgrund des unterschiedlichen Verhaltens von nanoskaligem Material im Vergleich zu den voluminöseren. Diese kleinen Cluster haben elektronische Strukturen mit hoher Dichte. Sowohl Gasphasen- als auch Flüssigphasentechniken werden verwendet, um sie zu synthetisieren. Mit diesen unterschiedlichen Phasentechniken und auch deren Kombination ist der sonochemische Ansatz eingeschlossen.

2. Sonochemiein der Herstellung von Nanomaterialien

In den letzten Jahren haben sich sonochemische Methoden zu einer nützlichen Technik zur Herstellung neuer Materialien mit speziellen Eigenschaften entwickelt. Die besondere physikalische und chemische Umgebung, die durch akustische Kavitation verursacht wird, hat Wissenschaftlern eine wichtige Möglichkeit geboten, Nanomaterialien herzustellen. Verschiedene Formen von nanostrukturierten Materialien mit hoher katalytischer Leistung können erhalten werden, wenn flüchtige metallorganische Vorstufen in hochsiedenden Lösungsmitteln sonochemisch zersetzt werden. Die Herstellungsverfahren umfassen hauptsächlich Ultraschall-Zerstäubungs-Zersetzungsverfahren, Ultraschall-Zersetzungsverfahren für metallorganische Stoffe, chemische Fällungsverfahren und sonoelektrochemische Verfahren. Beispielsweise ist das Fällungsverfahren eines der vielversprechendsten Verfahren der nasschemischen Verfahren zur Herstellung von Nanomaterialien.

Hervorragende körperliche Leistung. Die Größe der durch dieses Verfahren erzeugten ausgefällten Teilchen hängt hauptsächlich von den relativen Raten des Keimwachstums und des Wachstums ab. Wenn einerseits ein Ultraschallfeld eingeführt wird, versorgt die durch Ultraschallkavitation erzeugte Hochtemperatur- und Hochdruckumgebung das System mit Energie, um die Keimbildungsenergiebarriere aus der Grenzflächenenergie während der Bildung winziger Partikel zu überwinden, was die Keimbildungsrate erhöht um mehrere Größenordnungen; , plus eine große Anzahl mikroskopischer Partikel, die durch Ultraschallkavitation auf der Oberfläche fester Partikel erzeugt werden

Kleine Bläschen stören die geordnete Anordnung der Kristallionen, was dem weiteren Wachstum des Kristallkeims nicht förderlich ist. Andererseits können die mechanischen Effekte des Zerkleinerns, Emulgierens, Rührens usw., die durch die durch Ultraschallkavitation erzeugten Hochdruckstoßwellen und Mikrostrahlen erzeugt werden, das Wachstum und die Agglomeration von Kristallkeimen innerhalb eines bestimmten Zeitraums wirksam verhindern. wodurch die Verteilung von winzigen Partikeln gleichmäßiger wird. Die obigen Gründe führen dazu, dass die durch das Ultraschall-Präzipitationsverfahren synthetisierten Nanopartikel eine kleinere Partikelgröße und eine bessere Dispergierbarkeit aufweisen als die ohne Ultraschall synthetisierten.

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