jaký je vztah mezi chemikáliemi a magickou sonochemií
Co je to sonochemie?
Takzvaná sonochemie se týká především použití ultrazvuku k urychlení chemických reakcí a zlepšení chemického výtěžku.
Interdisciplinární. Sonochemická reakce není z přímé interakce zvukových vln s molekulami hmoty, protože v kapalinách
Běžně používaná akustická vlnová délka je 10 cm ~ 0,015 cm (odpovídá 15 kHz ~ 10 MHz), mnohem větší než molekulární pravítko.
Stupeň. Sonochemická reakce je způsobena především akustickou kavitací - vznik, kmitání, růst, smršťování až zhroucení dutiny v kapalině
Kolaps a fyzikální a chemické změny jím způsobené. Procesem kapalné akustické kavitace je soustředit energii zvukového pole a rychle ji uvolnit.
proces Když se kavitační bublina zhroutí, extrémně malý prostor (mezi nanosekundami a mikrosekundami) je kolem kavitační bubliny.
Uvnitř vytváří vysokou teplotu 5000 K nebo více (takže vysoká teplota je dostatečná k tomu, aby se uvolnilo kapalné médium a kavitační bubliny).
Dochází k pyrolýze, která spouští řadu reakcí volných radikálů. A vysoký tlak asi 5 × 107 Pa, teplota se mění
Rychlost až 109 K/s je doprovázena silnou rázovou vlnou a/nebo proudem o rychlosti 400 km/h.
Chemická reakce, které je obtížné nebo nemožné dosáhnout za normálních podmínek, poskytuje nové, velmi zvláštní
Životní prostředí otevřelo nový chemický kanál. Proto může kavitační efekt přímo způsobit chemii v kapalných médiích.
Reakce. Disciplína související s těmito chemickými reakcemi se nazývá sonochemie a některé literatury se také nazývají soundification.
Learning Ultrasonic Chemistry nebo High Energy Chemistry je poslední nezávislou chemickou disciplínou v katalogu chemie.
Hlavním obsahem sonochemie je využití ultrazvukové kavitační energie k zapnutí nebo urychlení chemických reakcí ke zlepšení chemické výroby.
Množství. V sonochemii se používají hlavně výkonové ultrazvukové vlny 20 kHz až 50 kHz a obvyklá sonochemická reaktorová stupnice
Stupeň je blízký vlnové délce akustické vlny, takže nízkofrekvenční ultrazvuková vlna šíří v médiu na stěně nádoby malý útlum.
Dochází k téměř veškerému odrazu a dostatečná intenzita zvuku způsobí, že povrch kapalného média je silně narušen, takže v reaktoru snadno vzniká pole dozvuku.
Ultrazvuková kavitace poskytuje určitou formu energie, jako je doba působení, tlak a energie dostupná každé molekule.
Povrch je zcela odlišný od některých tradičních zdrojů energie, jako je světelná energie, tepelná energie a energie ionizujícího záření.
Existují čtyři typy sonochemických reakcí, kterými jsou: běžné chemické reakce, redoxní reakce ve vodných roztocích.
Mělo by dojít k degradaci polymeru a rozkladu organického rozpouštědla. Pokud budeme diskutovat o mechanismu sonochemické reakce, pak
Často jsou všechny sonochemické reakce rozděleny do ultrazvukových vln, aby se urychlila chemická reakce reakce, a pouze aplikace ultrazvukových vln
Existují dva hlavní typy chemických reakcí, které mohou nastat.
Existuje mnoho příkladů sonochemických reakcí patřících k prvnímu typu, jako je hydrolýza esterů, hydrogenace acetylenu a acetaldehydu.
Původně reakce uhličitanu vápenatého s kyselinou, rozklad diazosloučeniny a reakce s použitím pevného katalyzátoru.
Příklady posledně uvedeného typu sonochemické reakce jsou: degradace a polymerace polymerů při tetrachloraci
Z jodidu se za podmínek uhlíku uvolňuje jód, ve vodě nasycené vzduchem se tvoří H2O2, HNO2 a HNO3 a ve vodném roztoku aromatického uhlovodíku vzniká hydroxyaromatická sloučenina nebo podobně.
Za druhé, aplikace sonochemie
Sonochemie je jednou z hranic současného chemického výzkumu. Jeho rozvoj přitahuje pozornost chemické akademické obce v mezinárodním měřítku. Očekává se, že sonochemická technologie přinese velké změny do průmyslových odvětví, jako jsou pesticidy, syntetická léčiva, plasty a mikroelektronická zařízení, a proto se jí dostává velké pozornosti ze strany chemického výrobního průmyslu. V současné době se mezinárodní chemická komunita domnívá, že jedním ze špičkových projektů, který by měl být v chemickém výzkumu upřednostněn, je chemické chování látek v extrémních podmínkách vysoké teploty a ultra vysokého tlaku, což pomáhá porozumět chemickým reakcím, otevřít nové cesty a hledat nové materiály. Je jisté, že rozvoj sonochemické vědy bude mít jistě nové přínosy.
Experimentální chemici mohou provádět výkonový ultrazvuk v řadě aplikací a očekávají, že z těchto výhod získají jeden nebo několik výhod, které jsou obecně vyjádřeny jako:
1. Urychlit chemickou reakci nebo zmírnit požadované reakční podmínky.
2. Sonochemické reakce Požadavky na specifikace činidel jsou často sníženy ve srovnání s obecnými technikami.
3. Reakce je často zahájena ultrazvukem bez nutnosti přidávání činidel.
4. Kroky normálně vyžadované v postupu syntézy jsou redukovány.
5. V některých případech může být reakce provedena zcela v souladu s jinou cestou.
Následuje seznam aplikací výkonového ultrazvuku v chemickém průmyslu.
1. Galvanické pokovování. Aplikace ultrazvukového záření na pokovovací lázeň zvyšuje rychlost pokovování a zabraňuje poklesu pokovovacího proudu.
Obecně k tomuto jevu poklesu proudu v důsledku polarizace dochází vždy. Výkonový ultrazvuk pro elektrochemii
Výhody procesu jsou následující:
(1) Ultrazvukové ozařování může kdykoli odstranit bubliny objevující se na povrchu elektrody a zajistit tak neomezený průtok proudu.
(2) Proud produkovaný ultrazvukovou kavitací může nepřetržitě čistit povrch elektrody, aby byla zachována jeho chemická aktivita.
(3) Ultrazvuková kavitace může nepřetržitě narušovat difúzní vrstvu, aby se zabránilo vyčerpání iontů.
(4) Ultrazvuková perturbace způsobí, že více iontů projde dvojvrstvou elektrody během celé elektrochemické reakce.
2. Precipitace, krystalizace a atomizace. Společným rysem těchto tří procesů srážení, krystalizace a atomizace je, že jsou všechny
Silový ultrazvuk působí na kapalné médium a vytváří projev konkrétní formy materiálu. V několika průmyslových výrobách,
Často je nutné zpracovávat zvláště malé a jednotné částice hmoty. Mnoho faktů dokazuje, že ultrazvuk takové mikroprocesory zpracovává
Velmi účinný nástroj pro tablety. Například ve farmaceutických továrnách je pro výrobu perorálních nebo subkutánních injekčních suspenzních činidel nutné přidat
Práce jsou velmi malé a jednotné částice materiálu, jeden může získat stabilní suspenzi a druhý se snadno absorbuje.
3. Separace a filtrace. Konvenční způsoby filtrace mají často ucpání filtru, takže membrána filtru musí být pravidelně vyměňována. Je samozřejmé, že pokud se vyhnete blokování filtrování a budete pracovat nepřetržitě, přinese to zřejmé ekonomické výhody. Fakta ukazují, že použití výkonového ultrazvuku může poskytnout ideální řešení tohoto problému. Ultrazvukové ozařování se používá ke zlepšení filtračního procesu hlavně ve dvou aspektech: jedním je, že ultrazvukové ozařování způsobí aglomeraci jemných částic, čímž se urychlí filtrace; za druhé, ultrazvukové ozařování poskytuje systému dostatečnou vibrační energii, takže část částic zůstává suspendována, což poskytuje více volného průchodu pro separaci rozpouštědla.
Za třetí, budoucnost sonochemie
Ve dvacátých letech minulého století byl v chemické laboratoři Princetonské univerzity poprvé objeven ultrazvuk
Hydrolýza dimethylsulfátu a reakce siřičitanu ke snížení jodičnanu draselného, ale nezpůsobily váhu chemiků
Vidění. V polovině 80. let se sonochemie stala stejnou jako termochemie, fotochemie a elektrochemie.
Nové odvětví chemie se objevilo na mezinárodní scéně a rychle se rozvíjelo.
Ve dnech 8. až 11. dubna 1986 bylo na University of Warwick ve Velké Británii svoláno první mezinárodní symposium o akustické chemii.
Otevřeno, což znamená, že sonochemie obsadila po krátké době oživení oblast moderní vědy a techniky
Místo pozemku. Dne 14. dubna téhož roku britský 'Times' napsal: 'Nová průmyslová revoluce je na dohled.
Přinese revoluci do tradičních výrobních technik plastů, detergentů, léčiv a agrochemikálií a nebude mít obdoby.
Výhodou je bezpečnost (nevyžaduje vysokou teplotu a vysoký tlak při současné výrobě) a nízká cena (spotřebuje se pouze minimální množství energie)
částka). ... Tomu se říká nové vědní odvětví v sonochemii.'
Vzestup sonochemie vyvolal nejen velké znepokojení v chemickém průmyslu, ale také inspiroval k prohloubení chemického průmyslu.
Zajímavý. V roce 1986 na Národní konferenci American Chemical Society (ACS) v Anaheimu „Organic Metals
Hlavní náplní tématu Vysokoenergetické technologie v chemii je sonochemie; v roce 1987, Royal Society of Chemistry
Specializace na skupinu sonochemie; ve stejném roce na University of Savoie ve Francii, na téma 'Nová syntéza v organické chemii'
Speciální studijní skupina metodiky EUCHEM považuje sonochemii za svou důležitou součást;
20 státních společností podepsalo smlouvu o založení 'klubu zvukové chemie' na ekonomickou podporu sonochemického výzkumu.
Sonochemie si získává stále více pozornosti chemiků v 21. století. Tato nově vznikající chemická disciplína je
Hodnota je mladá a rozšířila se do oblasti průmyslových aplikací. Kouzelná zvuková chemie definitivně zaokrouhlí naše sny.
