Ultrasonik Sonokimya'nın Ana Uygulaması

Ultrasonik ses alanının enerji yoğunluğu, kavitasyon kabarcığının çöktüğü enerji yoğunluğuna kıyasla, enerji yoğunluğu trilyonlarca kez genişler ve büyük bir enerji yoğunluğuna neden olur; son derece yüksek sıcaklık ve kavitasyon kabarcıkları tarafından üretilen yüksek basıncın neden olduğu sonokimyasal olay ve sonolüminesans, sonokimyada enerji ve malzeme değişiminin benzersiz şeklidir. Bu nedenle, ultrasonik kimyasal ekstraksiyon, biyodizel üretimi, organik sentez, mikroorganizmaların tedavisi, toksik organik kirleticilerin bozunması, kimyasal reaksiyon hızı ve verimi, katalizörün katalitik etkinliği, biyolojik olarak parçalanabilen arıtma, ultrasonik anti-kirlenme, biyolojik hücre öğütme, dispersiyon Ve kohezyon, Harmonik kimyasal reaksiyonun artan bir rolü vardır.

1. Ultrasonla güçlendirilmiş kimyasal reaksiyonlar.

   Ultrason kimyasal reaksiyonları artırır. Ana güç ultrason kavitasyonun rolünden gelir. Kavitasyon çekirdeğinin çökmesi, normal koşullar altında elde edilmesi zor veya imkansız olan kimyasal reaksiyonlar için yeni ve çok özel bir fiziksel ve kimyasal ortam sağlayan yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve güçlü şok dalgaları ve mikro jetler üretir.

2. Ultrasonik Katalitik Reaksiyon

   Yeni bir araştırma alanı olarak, ultrasonik katalitik reaksiyon sektör çalışanlarından daha yoğun ilgi görmüştür. Katalitik reaksiyonlarda ultrasonun rolü:
   

   (1) Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç, reaktiflerin serbest radikallere ve daha aktif reaktif türler oluşturan iki değerlikli karbonlara ayrılması için elverişlidir;

   (2) Şok dalgaları ve mikro jetler katı yüzeyler üzerinde (katalizörler gibi) desorpsiyon ve temizleme etkilerine sahiptir ve katalizör yüzeyindeki yüzey reaksiyon ürünlerini veya ara ürünleri ve pasifleştirme katmanlarını kaldırabilirler;

   (3) Şok dalgaları reaktan yapısına zarar verebilir

   (4) dispersiyon reaksiyon sistemi;

   (5) Metal yüzeyin ultrasonik kavitasyon erozyonu, şok dalgası metal kafesin deformasyonuna ve iç gerilme bölgesinin oluşmasına ve metalin kimyasal reaktivitesinin artmasına neden olur;

   6) çözücünün katı iç kısma doğru ilerletilmesi için, sözde inklüzyon reaksiyonu ile sonuçlanır;

   (7) katalizörün dispersiyonunu iyileştirmek için, katalizörün hazırlanmasında, yaygın olarak kullanılan ultrasonik, ultrasonik ışınlama, aktif bileşenin daha homojen bir dağılımı, geliştirilmiş katalitik aktivitesini oluşturmak için katalizörün yüzey alanını arttırabilir.

3. Biyodizel üretiminde yüksek güçlü ultrasonik uygulama

   Biyodizel üretiminin anahtarı, yağ asidi gliseridlerinin metanol gibi düşük alkollerle katalitik transesterifikasyon reaksiyonu iken, transesterifikasyon reaksiyonunun arttırılmasında ultrasound'un önemli bir rolü vardır, özellikle heterojen reaksiyon sistemi, karıştırma işlemini önemli ölçüde artırabilir (emülsifikasyon). moleküller arası temas reaksiyonunun teşvik edilmesi, böylece yüksek sıcaklıkta (yüksek basınç) koşullar altında başlangıçta gerekli olan reaksiyonun, oda sıcaklığında (veya oda sıcaklığına yakın) tamamlanması ve reaksiyon süresinin kısaltılması. Ultrason sadece transesterifikasyon işlemi için değil, aynı zamanda reaksiyon karışımının ayrılması için de kullanılır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Mississippi Eyalet Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, biyodizel üretmek için ultrasonik işleme kullandılar. Biyodizelin verimi 5 dakika içinde% 99'u aştı, geleneksel parti reaktör sistemleri ise 1 saatten fazla sürdü.