Welche Beziehung besteht zwischen Chemikalie und der magischen Sonochemie?
Was ist Sonochemie?
Unter der sogenannten Sonochemie versteht man vor allem den Einsatz von Ultraschall zur Beschleunigung chemischer Reaktionen und zur Verbesserung der chemischen Ausbeute.
Interdisziplinär. Die sonochemische Reaktion beruht nicht auf der direkten Wechselwirkung von Schallwellen mit Materiemolekülen, sondern in Flüssigkeiten
Die üblicherweise verwendete Wellenlänge akustischer Wellen beträgt 10 cm ~ 0,015 cm (entsprechend 15 kHz ~ 10 MHz) und ist damit viel größer als das molekulare Lineal.
Grad. Die sonochemische Reaktion ist hauptsächlich auf akustische Kavitation zurückzuführen – die Bildung, Schwingung, das Wachstum, die Schrumpfung bis hin zum Kollaps des Hohlraums in der Flüssigkeit
Kollaps und die dadurch verursachten physikalischen und chemischen Veränderungen. Der Prozess der flüssigen akustischen Kavitation besteht darin, die Schallfeldenergie zu konzentrieren und schnell freizusetzen.
der Prozess von. Wenn die Kavitationsblase kollabiert, entsteht um die Kavitationsblase herum ein extrem kleiner Raum (zwischen Nano- und Mikrosekunden).
Im Inneren entsteht eine hohe Temperatur von 5000 K oder mehr (die hohe Temperatur reicht also aus, um das flüssige Medium und die Kavitationsblasen auszustoßen).
Es kommt zu einer Pyrolyse, die eine Reihe von Reaktionen freier Radikale auslöst. Und ein hoher Druck von etwa 5 × 107Pa verändert die Temperatur
Die Geschwindigkeit von bis zu 109 K/s wird von einer starken Stoßwelle und/oder einem Jet mit einer Geschwindigkeit von 400 km pro Stunde begleitet.
Eine unter normalen Bedingungen nur schwer oder gar nicht durchführbare chemische Reaktion sorgt für etwas Neues, ganz Besonderes
Die Umwelt hat einen neuen chemischen Kanal eröffnet. Daher kann der Kavitationseffekt direkt Chemie in flüssigen Medien hervorrufen.
Reaktion. Eine Disziplin, die mit diesen chemischen Reaktionen in Zusammenhang steht, wird Sonochemie genannt, und in einigen Fachliteratur wird sie auch als Soundifizierung bezeichnet.
Das Erlernen der Ultraschallchemie oder Hochenergiechemie ist die letzte eigenständige Chemiedisziplin im Katalog der Chemie.
Der Hauptinhalt der Sonochemie besteht darin, Ultraschallkavitationsenergie zu nutzen, um chemische Reaktionen einzuschalten oder zu beschleunigen und so die chemische Produktion zu verbessern.
Menge. In der Sonochemie werden hauptsächlich leistungsstarke Ultraschallwellen von 20 kHz bis 50 kHz und der übliche sonochemische Reaktormaßstab verwendet
Der Grad liegt nahe an der Wellenlänge der akustischen Welle, sodass sich die niederfrequente Ultraschallwelle nur wenig gedämpft im Medium, an der Wand des Behälters, ausbreitet.
Es kommt zu nahezu vollständiger Reflexion, und bei ausreichender Schallintensität wird die Oberfläche des flüssigen Mediums stark gestört, so dass sich im Reaktor leicht ein Nachhallfeld aufbaut.
Ultraschallkavitation stellt eine Energieform bereit, z. B. Einwirkzeit, Druck und Energie, die jedem Molekül zur Verfügung steht.
Die Oberfläche unterscheidet sich völlig von einigen herkömmlichen Energiequellen wie Lichtenergie, Wärmeenergie und ionisierender Strahlungsenergie.
Es gibt vier Arten sonochemischer Reaktionen: allgemeine chemische Reaktionen und Redoxreaktionen in wässrigen Lösungen.
Es kommt zum Abbau des Polymers und zur Zersetzung des organischen Lösungsmittels. Wenn wir den Mechanismus der sonochemischen Reaktion diskutieren, dann
Oft werden alle sonochemischen Reaktionen in Ultraschallwellen zerlegt, um die chemische Reaktion der Reaktion zu beschleunigen, und nur durch die Anwendung von Ultraschallwellen
Es können zwei Haupttypen chemischer Reaktionen auftreten.
Es gibt viele Beispiele für sonochemische Reaktionen, die zum erstgenannten Typ gehören, wie etwa die Hydrolyse von Estern, die Hydrierung von Acetylen und Acetaldehyd.
Ursprünglich handelte es sich um eine Reaktion von Calciumcarbonat mit einer Säure, die Zersetzung einer Diazoverbindung und eine Reaktion unter Verwendung eines festen Katalysators.
Beispiele für die letztere Art sonochemischer Reaktionen sind: Abbau und Polymerisation von Polymeren bei der Tetrachlorierung
Unter Kohlenstoffbedingungen wird Jod aus Jodid freigesetzt, in mit Luft gesättigtem Wasser entstehen H2O2, HNO2 und HNO3 und in einer wässrigen Lösung eines aromatischen Kohlenwasserstoffs entsteht eine hydroxyaromatische Verbindung oder dergleichen.
Zweitens die Anwendung der Sonochemie
Die Sonochemie ist eine der Grenzen der aktuellen chemischen Forschung. Seine Entwicklung erregt die Aufmerksamkeit der chemischen akademischen Gemeinschaft auf internationaler Ebene. Es wird erwartet, dass die sonochemische Technologie große Veränderungen in Branchen wie Pestiziden, synthetischen Arzneimitteln, Kunststoffen und mikroelektronischen Geräten mit sich bringt, und erhält daher große Aufmerksamkeit seitens der chemischen Produktionsindustrie. Derzeit ist die internationale Chemiegemeinschaft der Ansicht, dass eines der Spitzenprojekte, denen in der chemischen Forschung Priorität eingeräumt werden sollte, das chemische Verhalten von Substanzen unter extremen Bedingungen hoher Temperatur und ultrahohem Druck ist, was dabei hilft, chemische Reaktionen zu verstehen, neue Wege zu eröffnen und nach neuen Materialien zu suchen. Es ist sicher, dass die Entwicklung der sonochemischen Wissenschaft sicherlich neue Beiträge bringen wird.
Experimentalchemiker können Leistungsultraschall in einer Reihe von Anwendungen durchführen und erwarten, einen oder mehrere Vorteile aus diesen Vorteilen zu ziehen, die im Allgemeinen wie folgt ausgedrückt werden:
1. Beschleunigen Sie die chemische Reaktion oder mildern Sie die erforderlichen Reaktionsbedingungen.
2. Sonochemische Reaktionen Die Anforderungen an die Reagenzienspezifikationen sind im Vergleich zu allgemeinen Techniken häufig geringer.
3. Die Reaktion wird häufig durch Ultraschall ausgelöst, ohne dass Reagenzien hinzugefügt werden müssen.
4. Die normalerweise im Syntheseverfahren erforderlichen Schritte werden reduziert.
5. In manchen Fällen kann die Reaktion vollständig auf einem anderen Weg durchgeführt werden.
Im Folgenden finden Sie eine Liste der Anwendungen von Leistungsultraschall in der chemischen Industrie.
1. Galvanisieren. Durch die Einwirkung von Ultraschall auf das Galvanisierbad wird die Galvanisierungsrate erhöht und ein Absinken des Galvanisierstroms verhindert.
Im Allgemeinen tritt dieses Phänomen des Stromabfalls aufgrund der Polarisation immer auf. Leistungsultraschall für die Elektrochemie
Die Vorteile des Verfahrens sind folgende:
(1) Durch Ultraschallbestrahlung können auf der Oberfläche der Elektrode entstehende Blasen jederzeit entfernt werden, um einen ungehinderten Stromfluss zu gewährleisten.
(2) Der durch Ultraschallkavitation erzeugte Strahl kann die Elektrodenoberfläche kontinuierlich reinigen, um ihre chemische Aktivität aufrechtzuerhalten.
(3) Ultraschallkavitation kann die Diffusionsschicht kontinuierlich stören, um eine Ionenverarmung zu verhindern.
(4) Ultraschallstörungen führen dazu, dass während der gesamten elektrochemischen Reaktion mehr Ionen durch die Elektrodendoppelschicht gelangen.
2. Fällung, Kristallisation und Zerstäubung. Die Gemeinsamkeit der drei Prozesse Fällung, Kristallisation und Zerstäubung besteht darin, dass sie alle vorhanden sind
Kraftultraschall wirkt auf das flüssige Medium, um eine Manifestation einer bestimmten Materialform zu erzeugen. In mehreren Industrieproduktionen
Oft ist es notwendig, besonders kleine und gleichmäßige Materiepartikel zu verarbeiten. Viele Fakten beweisen, dass Ultraschall solche Mikroprozesse verarbeitet
Ein sehr effektives Tool für Tablets. Beispielsweise ist in pharmazeutischen Fabriken zur Herstellung oraler oder subkutaner Injektionssuspensionen eine Zugabe erforderlich
Bei der Arbeit handelt es sich um sehr kleine und gleichmäßige Materialpartikel, von denen einer eine stabile Suspension erhalten kann und der andere leicht zu absorbieren ist.
3. Trennung und Filtration. Bei herkömmlichen Filtrationsmethoden kommt es häufig zu Filterverstopfungen, sodass die Filtermembran regelmäßig ausgetauscht werden muss. Es versteht sich von selbst, dass es offensichtliche wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt, wenn Sie Filterblockaden vermeiden und kontinuierlich weiterarbeiten. Die Fakten zeigen, dass der Einsatz von Hochleistungsultraschall eine ideale Lösung für dieses Problem darstellen kann. Ultraschallbestrahlung wird verwendet, um den Filtrationsprozess hauptsächlich in zwei Aspekten zu verbessern: Erstens führt Ultraschallbestrahlung dazu, dass die feinen Partikel agglomerieren, wodurch die Filtration beschleunigt wird. Zweitens versorgt die Ultraschallbestrahlung das System mit ausreichend Vibrationsenergie, so dass ein Teil der Partikel in der Schwebe bleibt und so mehr Freiraum für die Lösungsmitteltrennung geschaffen wird.
Drittens, die Zukunft der Sonochemie
In den 1920er Jahren wurde im Chemielabor der Princeton University erstmals Ultraschall entdeckt
Die Hydrolyse von Dimethylsulfat und die Reaktion von Sulfit zur Reduktion von Kaliumjodat lösten bei den Chemikern jedoch keine große Bedeutung aus
Vision. Mitte der 1980er Jahre wurde die Sonochemie mit Thermochemie, Photochemie und Elektrochemie gleichgesetzt.
Der neue Zweig der Chemie ist auf internationaler Ebene entstanden und hat sich rasant entwickelt.
Vom 8. bis 11. April 1986 fand an der University of Warwick, Großbritannien, das erste internationale Symposium für akustische Chemie statt.
Offen, was darauf hinweist, dass die Sonochemie nach einer kurzen Phase der Wiederbelebung einen Bereich der modernen Wissenschaft und Technologie besetzt hat
Ort des Landes. Am 14. April desselben Jahres schrieb die britische „Times“: „Eine neue industrielle Revolution ist in Sicht.“
Es wird die traditionellen Produktionstechniken für Kunststoffe, Waschmittel, Pharmazeutika und Agrochemikalien revolutionieren und beispiellos sein.
Die Vorteile liegen in der Sicherheit (in der aktuellen Produktion sind keine hohen Temperatur- und Hochdruckbedingungen erforderlich) und in den niedrigen Kosten (es wird nur die minimale Energiemenge verbraucht).
die Summe). ... Dies nennt man einen neuen Zweig der Wissenschaft in der Sonochemie.“
Der Aufstieg der Sonochemie hat nicht nur große Besorgnis in der chemischen Industrie hervorgerufen, sondern auch die Vertiefung der chemischen Industrie angeregt.
Interessant. Im Jahr 1986 wurde auf der Nationalen Konferenz der American Chemical Society (ACS) in Anaheim „Organische Metalle“ vorgestellt
Der Hauptinhalt des Themas Hochenergietechnik in der Chemie ist die Sonochemie; 1987 die Royal Society of Chemistry
Spezialisiert auf die Gruppe Sonochemie; im selben Jahr an der Universität Savoie in Frankreich zum Thema „Neue Synthese in der organischen Chemie“
Die EUCHEM-Sonderstudiengruppe für Methodik betrachtet die Sonochemie als einen wichtigen Teil davon;
20 staatliche Unternehmen unterzeichneten einen Vertrag zur Gründung eines „Sound-Chemie-Clubs“, um die sonochemische Forschung wirtschaftlich zu unterstützen.
Die Sonochemie erlangt im 21. Jahrhundert immer mehr Aufmerksamkeit bei Chemikern. Diese aufstrebende Chemiedisziplin ist
Der Wert ist jung und hat sich auf den industriellen Anwendungsbereich ausgeweitet. Die magische Klangchemie wird unsere Träume auf jeden Fall runden.
