mi a kapcsolat a kémiai és a mágikus szonokémia között
Mi az a szonokémia?
Az úgynevezett szonokémia főként az ultrahang alkalmazását jelenti a kémiai reakciók felgyorsítására és a kémiai hozam javítására.
Interdiszciplináris. A szonokémiai reakció nem a hanghullámok és az anyagmolekulák közvetlen kölcsönhatásából ered, hanem a folyadékokban
Az általánosan használt akusztikus hullámhossz 10 cm ~ 0,015 cm (ami 15 kHz ~ 10 MHz-nek felel meg), sokkal nagyobb, mint a molekuláris vonalzó.
Fokozat. A szonokémiai reakció elsősorban az akusztikus kavitációnak köszönhető - a folyadékban lévő üreg kialakulása, oszcillációja, növekedése, zsugorodása és összeomlása
Összeomlás, és az általa okozott fizikai és kémiai változások. A folyékony akusztikus kavitáció folyamata a hangtér energiájának koncentrálása és gyors felszabadítása.
folyamata. Amikor a kavitációs buborék összeomlik, a rendkívül kis hely (nanoszekundum és mikroszekundum között) a kavitációs buborék körül van.
Belül 5000 K vagy annál magasabb hőmérsékletet produkál (tehát a magas hőmérséklet elég ahhoz, hogy folyékony közeg és kavitációs buborékok képződjenek
Megtörténik a pirolízis, amely szabad gyökös reakciók sorozatát indítja el. És a nagy nyomás körülbelül 5 × 107 Pa, a hőmérséklet változik
A 109K/s-ig terjedő sebességet erős lökéshullám és/vagy 400 km/h sebességű sugár kíséri.
A normál körülmények között nehezen vagy egyáltalán nem megvalósítható kémiai reakció új, egészen különleges
A környezet új kémiai csatornát nyitott meg. Ezért a kavitációs hatás közvetlenül okozhat kémiát folyékony közegben.
Reakció. Az ezekkel a kémiai reakciókkal kapcsolatos tudományágat szonokémiának nevezik, és néhány szakirodalmat hangosításnak is neveznek.
Az ultrahangos kémia vagy a nagy energiájú kémia tanulása az utolsó független kémiai tudományág a kémia katalógusában.
A szonokémia fő tartalma az ultrahangos kavitációs energia felhasználása a kémiai reakciók bekapcsolására vagy felgyorsítására a kémiai termelés javítása érdekében.
Összeg. A szonokémiában főként 20 kHz-től 50 kHz-ig terjedő teljesítmény-ultrahanghullámokat, és a szokásos szonokémiai reaktorskálát használják.
Fokozata közel van az akusztikus hullám hullámhosszához, így az alacsony frekvenciájú ultrahang hullám csekély csillapítást terjeszt a közegben, a tartály falán.
Szinte teljes visszaverődés jön létre, és a kellő hangintenzitás a folyékony közeg felületét erősen megzavarja, így a reaktorban könnyen kialakul egy visszhangzó mező.
Az ultrahangos kavitáció egyfajta energiaforrást biztosít, mint például a hatásidő, a nyomás és az egyes molekulák számára elérhető energia.
A felület teljesen eltér néhány hagyományos energiaforrástól, mint például a fényenergia, a hőenergia és az ionizáló sugárzás energiája.
A szonokémiai reakcióknak négy típusa van, amelyek a következők: általános kémiai reakciók, redox reakciók vizes oldatokban.
A polimer lebomlása és a szerves oldószer lebomlása. Ha a szonokémiai reakció mechanizmusát tárgyaljuk, akkor
Gyakran az összes szonokémiai reakciót ultrahanghullámokra osztják, hogy felgyorsítsák a reakció kémiai reakcióját, és csak az ultrahanghullámok alkalmazását.
A kémiai reakcióknak két fő típusa fordulhat elő.
Az előbbi típusba tartozó szonokémiai reakciókra számos példa van, mint például észterek hidrolízise, acetilén és acetaldehid hidrogénezése.
Eredetileg kalcium-karbonát reakciója savval, diazovegyület lebontása és szilárd katalizátor felhasználásával végzett reakció.
Példák az utóbbi típusú szonokémiai reakciókra: polimerek lebomlása és polimerizációja tetraklórozásban
A jodidból szénkörülmények között jód szabadul fel, levegővel telített vízben H2O2, HNO2 és HNO3, egy aromás szénhidrogén vizes oldatában pedig hidroxiaromás vegyület vagy hasonló keletkezik.
Másodszor, a szonokémia alkalmazása
A szonokémia a jelenlegi kémiai kutatások egyik határterülete. Fejlesztése nemzetközi szinten is felkelti a kémiai akadémiai közösség figyelmét. A sonochemical technológia várhatóan jelentős változásokat fog hozni az olyan iparágakban, mint a peszticidek, szintetikus kábítószerek, a műanyagok és a mikroelektronikai eszközök, ezért nagy figyelmet kap a vegyiparban. Jelenleg a nemzetközi vegyésztársadalom úgy véli, hogy a kémiai kutatások egyik legmodernebb projektje az anyagok kémiai viselkedése extrém körülmények között, magas hőmérsékleten és ultramagas nyomáson, ami segít a kémiai reakciók megértésében, új utak megnyitásában és új anyagok keresésében. Az biztos, hogy a szonokémiai tudomány fejlődése minden bizonnyal újabb hozzájárulásokkal jár.
A kísérleti kémikusok számos alkalmazási területen végezhetnek teljesítmény-ultrahangot, és arra számítanak, hogy ezekből az előnyökből egy vagy több előny származik, amelyeket általában a következőképpen fejeznek ki:
1. Gyorsítsa fel a kémiai reakciót, vagy lágyítsa a szükséges reakciókörülményeket.
2. Szonokémiai reakciók A reagensspecifikációk követelményei gyakran alacsonyabbak az általános technikákhoz képest.
3. A reakciót gyakran ultrahang indítja be, reagensek hozzáadása nélkül.
4. A szintézis eljárás során általában szükséges lépések száma csökken.
5. Egyes esetekben a reakciót teljesen más módon is végrehajthatjuk.
Az alábbiakban felsoroljuk az elektromos ultrahang vegyipari alkalmazási lehetőségeit.
1. Galvanizálás. A bevonófürdő ultrahangos besugárzása növeli a bevonat sebességét, és megakadályozza a bevonóáram leesését.
Általánosságban elmondható, hogy ez a polarizáció miatti áramesés mindig előfordul. Erőteljes ultrahang az elektrokémiához
Az eljárás előnyei a következők:
(1) Az ultrahangos besugárzás bármikor eltávolíthatja az elektróda felületén megjelenő buborékokat, így biztosítva az akadálytalan áramáramlást.
(2) Az ultrahangos kavitációval előállított sugár folyamatosan tisztítja az elektróda felületét, hogy fenntartsa kémiai aktivitását.
(3) Az ultrahangos kavitáció folyamatosan zavarhatja a diffúziós réteget, hogy megakadályozza az ionok kimerülését.
(4) Az ultrahangos perturbáció hatására több ion halad át az elektród kettős rétegén a teljes elektrokémiai reakció során.
2. Kicsapás, kristályosítás és porlasztás. A három folyamat, a kicsapás, a kristályosodás és a porlasztás közös jellemzője, hogy mindegyik
A teljesítmény-ultrahang a folyékony közegre hat, és egy bizonyos formájú anyag megnyilvánulását hozza létre. Számos ipari termelésben,
Gyakran különösen kicsi és egyenletes anyagrészecskéket kell feldolgozni. Sok tény bizonyítja, hogy az ultrahang feldolgozza az ilyen mikrot
Nagyon hatékony eszköz tablettákhoz. Például a gyógyszergyárakban az orális vagy szubkután injekciós szuszpenziós szerek előállításához szükséges
A munka nagyon kicsi és egyenletes anyagszemcsékből áll, az egyik stabil szuszpenziót kap, a másik könnyen felszívódó.
3. Elválasztás és szűrés. A hagyományos szűrési módszereknél gyakran előfordul a szűrő eltömődése, ezért a szűrőmembránt rendszeresen cserélni kell. Magától értetődik, hogy ha elkerüli a szűrési blokkolást, és folyamatosan dolgozik, az nyilvánvaló gazdasági előnyökkel jár. A tények azt mutatják, hogy a teljesítmény-ultrahang alkalmazása ideális megoldást nyújthat erre a problémára. Az ultrahangos besugárzást főként két szempontból használják a szűrési folyamat javítására: az egyik az, hogy az ultrahangos besugárzás hatására a finom részecskék agglomerálódnak, ezáltal felgyorsul a szűrés; másodszor, az ultrahangos besugárzás elegendő vibrációs energiát biztosít a rendszernek, így a részecskék egy része lebegő marad, így szabadabb átjárást biztosít az oldószer leválasztásához.
Harmadszor, a szonokémia jövője
Az 1920-as években a Princetoni Egyetem Kémiai Laboratóriumában fedezték fel először az ultrahangot.
A dimetil-szulfát hidrolízise és a szulfit reakciója a kálium-jodát redukálására, de nem okozta a vegyészek súlyát
Látomás. Az 1980-as évek közepén a szonokémia azonos lett a termokémiával, a fotokémiával és az elektrokémiával.
A kémia új ága megjelent a nemzetközi színtéren és gyorsan fejlődött.
1986. április 8-11-én az Egyesült Királyságban, a Warwicki Egyetemen rendezték meg az első Nemzetközi Akusztikai Kémiai Szimpóziumot.
Nyitott, jelezve, hogy a szonokémia a modern tudomány és technológia területét foglalta el egy rövid újjászületés után
A föld helye. Ugyanebben az évben, április 14-én a brit 'Times' ezt írta: 'Új ipari forradalom van kilátásban.
Forradalmasítja a műanyagok, tisztítószerek, gyógyszerek és mezőgazdasági vegyszerek hagyományos gyártási technikáit, és páratlan lesz.
Az előnyök a biztonság (nem igényel magas hőmérsékletet és nagy nyomást a jelenlegi termelésben) és az alacsony költség (csak a minimális energiafogyasztás)
az összeg). ... Ezt a tudomány új ágának nevezik a szonokémiában.'
A szonokémia térnyerése nemcsak a vegyiparban keltett nagy aggodalmat, hanem a vegyipar elmélyülését is inspirálta.
Érdekes. 1986-ban az American Chemical Society (ACS) anaheimi Nemzeti Konferenciáján az 'Organic Metals
A kémia nagyenergiájú technológia témakörének fő tartalma a szonokémia; 1987-ben a Royal Society of Chemistry
Szakterülete a szonokémia; ugyanebben az évben a francia Savoie Egyetemen az 'Új szintézis a szerves kémiában' címmel.
Az EUCHEM Speciális Módszertani Tanulmányozó Csoportja a szonokémiát fontos részének tekinti;
20 állami vállalat írt alá szerződést egy 'hangkémiai klub' létrehozásáról a szonokémiai kutatások gazdasági támogatására.
A szonokémia a 21. században egyre nagyobb figyelmet kap a vegyészek körében. Ez a feltörekvő kémia tudományág az
Az érték fiatal, és az ipari alkalmazási területre is kiterjedt. A varázslatos hangkémia minden bizonnyal körüljárja álmainkat.
