X'inhu Ultrasonic Sonochemical Trattament? X'Tip ta' Funzjoni għandha?

L-essenza ta 'l-effett sonochemical ultrasoniku hija l-cavitation, li tinkludi tliet passi: id-dehra ta' nuklei tal-gass, it-tkabbir ta 'microbubbles, u l-fqigħ ta' microbubbles. Taħt l-azzjoni ta 'l-ultrasound, il-fluwidu jgħaddi minn mozzjoni rapida. Minħabba bidliet fil-pressjoni tal-ħoss, is-solvent huwa kkompressat u affettwat b'mod baxx. Fir-reġjun tal-fażi skarsa tal-ultrasound, il-kavità tal-gass tespandi u tikber, timla l-fwar likwidu jew il-gass tal-madwar. Fir-reġjun tal-fażi kkompressata, il-bwiet ta 'l-arja malajr kollass u jinkisru, u jipproduċu numru kbir ta' mikrobżieżaq li mbagħad jistgħu jservu bħala nuklei ġodda tal-gass.
Ir-raġuni ewlenija għall-influwenza ta 'l-ultrasound fuq reazzjonijiet kimiċi hija li dawn il-microbubbles jistgħu jiġġeneraw mewġ ta' xokk qawwi meta jikbru u jinqatgħu f'daqqa. Huwa stmat li meta jinfaqgħu mikrobżieżaq, tista' tiġi ġġenerata pressjoni sa megabars fl-ispazju lokali, b'temperatura ċentrali ta' 104-106K. L-ispjegazzjoni għall-effett tal-qasam tal-ultrasound għadha ma daħlitx fil-livell molekulari, iżda tibqa 'fil-livell tal-mekkaniżmu mekkaniku tal-popolazzjoni molekulari.
Per eżempju, l-effett ta 'cavitation u tindif fuq uċuħ solidi; L-effett emulsifikanti ta 'likwidi li ma jitħalltux; L-impatt ta 'temperatura għolja u pressjoni kkawżata minn mewġ ta' xokk fl-ispazju mikro fuq it-trasferiment tal-massa u l-enerġija waqt il-fqigħ tal-microbubble.
Reazzjonijiet kimiċi ultrasoniċi jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji bbażati fuq il-medju: ① sonochemistry fil-fażi milwiema. Taħt l-azzjoni ta 'l-ultrasound, l-ilma jiddekomponi f'radikali hydroxyl u atomi ta' idroġenu, li jistgħu jikkawżaw serje ta 'reazzjonijiet kimiċi.
L-alidi organiċi, bħal CH2Cl2, CHCl3, u CCl4, jgħaddu minn azzjoni ultrasonika f'midja milwiema, li tikkawża bonds ta 'idroġenu idroġenu li jinkisru u jiġġeneraw radikali ħielsa. Studji fuq sonochemistry ta 'bijomolekuli bħal proteini u enzimi wrew li r-reazzjonijiet sonoredox huma l-mekkaniżmu ewlieni li jwassal għal ħafna prodotti sempliċi, bħal sonochemistry f'fażijiet likwidi mhux milwiema. Ix-xogħol ta’ riċerka f’dan il-qasam għadu fl-istadji bikrija tiegħu.

Ir-rwol tal-ultrasound sonochemistry:

Meta l-ultrasound jinfirex f'midja likwida, jiġġenera serje ta 'effetti bħal mekkanika, termodinamika, ottika, elettronika u kimika permezz ta' effetti mekkaniċi, kavitazzjoni u termali. Speċjalment ultrasound ta 'qawwa għolja jista' jiġġenera cavitation qawwija, li jirriżulta f'temperatura għolja istantanja, pressjoni għolja, vakwu, u formazzjoni ta 'mikro ġett lokalment.
It-teknoloġija ultrasonika, bħala mezz u għodda fiżika, tista 'tiġġenera serje ta' kundizzjonijiet kważi estremi f'midja ta 'reazzjoni kimika użata b'mod komuni. Din l-enerġija tista 'mhux biss tistimula jew tippromwovi ħafna reazzjonijiet kimiċi, taċċellera l-veloċità tar-reazzjonijiet kimiċi, iżda wkoll tbiddel id-direzzjoni ta' ċerti reazzjonijiet kimiċi, li tipproduċi effetti u mirakli mhux mistennija. Huwa ġeneralment maħsub li l-okkorrenza tal-fenomeni ta 'hawn fuq hija prinċipalment dovuta għall-effetti mekkaniċi u ta' cavitation tal-ultrasound, li jbiddlu l-kundizzjonijiet ta 'reazzjoni u l-ambjent bħala riżultat.
Azzjoni mekkanika - l-introduzzjoni ta 'l-ultrasound f'sistema ta' reazzjoni kimika, l-ultrasound jista 'jikkawża li s-sustanzi jgħaddu minn mozzjoni sfurzata intensa, jiġġeneraw forza unidirezzjonali biex jaċċelleraw it-trasferiment u t-tixrid tas-sustanzi, jissostitwixxu t-taħwid mekkaniku, jista' jikkawża li s-sustanzi jitqaxxru mill-wiċċ, u b'hekk jaġġornaw l-interface.
Effett tal-kavitazzjoni - F'xi każijiet, il-ġenerazzjoni ta 'effett ultrasoniku hija relatata mal-mekkaniżmu tal-kavitazzjoni. Cavitation ultrasonika tirreferi għal serje ta 'proċessi dinamiċi li jseħħu taħt l-azzjoni ta' mewġ ultrasoniku, inklużi oxxillazzjoni, espansjoni, kontrazzjoni, u anke kollass ta 'bżieżaq żgħar (toqob) eżistenti fil-likwidu. Fil-punt tal-kavitazzjoni, l-istat lokali tal-likwidu jgħaddi minn bidliet sinifikanti, li jirriżultaw f'temperatura għolja estrema u pressjoni għolja. Ipprovda ambjent fiżiku u kimiku ġdid u speċjali ħafna għal reazzjonijiet kimiċi li huma diffiċli jew impossibbli li jinkisbu taħt kundizzjonijiet ġenerali
Reazzjoni kimika katalitika--
① Temperatura għolja u kundizzjonijiet ta 'pressjoni għolja jwasslu għall-qsim ta' reagenti f'radikali ħielsa u karbonju divalenti, li jiffurmaw speċi ta 'reazzjoni aktar attiva;
② Il-mewġ ta 'xokk u l-mikro ġettijiet għandhom effetti ta' desorbiment u tindif fuq uċuħ solidi (bħal katalizzaturi), li jistgħu jneħħu prodotti ta 'reazzjoni tal-wiċċ jew intermedji, kif ukoll saffi ta' passivazzjoni fuq uċuħ tal-katalist;
③ Il-mewġ ta 'xokk jista' jagħmel ħsara lill-istruttura tar-reaġenti;
④ Disperse sistema tar-reattant;
⑤ Il-kavitazzjoni ultrasonika tnaqqar il-wiċċ tal-metall, u tikkawża deformazzjoni tal-kannizzata tal-metall u l-formazzjoni ta 'żoni ta' strain interni, u b'hekk ittejjeb ir-reattività kimika tal-metall;
⑥ Il-promozzjoni tal-penetrazzjoni tas-solventi fl-intern tas-solidi, li tirriżulta f'hekk imsejħa reazzjonijiet ta 'inklużjoni;
⑦ Ittejjeb id-dispersjoni tal-katalist;

L-applikazzjoni ta 'l-ultrasound sonochemistry:

Sonochemistry ultrasoniku tista 'tiġi applikata għal kważi r-reazzjonijiet kimiċi kollha, bħal estrazzjoni u separazzjoni, sintesi u degradazzjoni, produzzjoni ta' bijodiżil, trattament mikrobjali, degradazzjoni ta 'inkwinanti organiċi tossiċi, trattament ta' bijodegradazzjoni, tgħaffiġ taċ-ċelluli bijoloġiċi, dispersjoni u aggregazzjoni, eċċ.

◆ Estrazzjoni tal-Mediċina Tradizzjonali Ċiniża: Tirreferi għat-tgħaffiġ ultrasoniku (frammentazzjoni) taċ-ċelloli tal-mediċina tradizzjonali Ċiniża biex tinkiseb estrazzjoni effiċjenti ta 'sustanzi utli. Meta mqabbel ma 'tekniki ta' estrazzjoni tradizzjonali, l-estrazzjoni assistita bl-ultrasound għandha vantaġġi bħal veloċità mgħaġġla, spiża baxxa, effiċjenza għolja, sikurezza, prezz baxx u applikabilità wiesgħa.

◆ Produzzjoni tal-bijodiżil: iż-żejt tal-bijomassa huwa ppreparat permezz ta 'emulsifikazzjoni ultrasonika - lotion tad-diżil fil-fatt ixerred qtar taż-żejt bijo fi fluwidu diesel ieħor li ma jitħallatx. Meta mqabbel ma 'teknoloġiji oħra, il-qtar ippreparat jista' jkun imxerred b'mod fin, b'distribuzzjoni dejqa, effiċjenza għolja, effett ta 'dispersjoni tajjeb, u jista' jżid l-istabbiltà tal-lotion.

◆ Organiżmi ultrasoniċi kontra l-baħar: Ibbażat fuq l-effett tal-cavitation tal-ultrasound, meta l-qalba tal-microbubble fil-likwidu tiġi attivata bl-ultrasound, tesibixxi serje ta 'proċessi dinamiċi, bħal oxxillazzjoni tal-bużżieqa, tkabbir, kontrazzjoni u kollass. Il-bżieżaq fil-likwidu jiġġeneraw mijiet ta 'atmosferi u eluf ta' gradi Celsius ta 'temperatura għolja fil-mument tal-qsim, u jikkawżaw l-adeżjoni ta' organiżmi tal-baħar biex titqaxxar malajr u tfarrak iċ-ċelloli epidermali tagħhom, u b'hekk jintlaħaq l-għan li jipprevjenu organiżmi tal-baħar.

◆ Kataliżi ultrasonika: Ultrasound huwa applikat għal proċessi ta 'reazzjoni katalitika, li jistgħu jissimulaw reazzjonijiet ta' temperatura għolja u pressjoni għolja f'reatturi fuq skala mikroskopika, li jipprovdu ambjent fiżiku u kimiku speċjali ħafna għal reazzjonijiet katalitiċi li huma diffiċli jew impossibbli li jinkisbu taħt ġenerali kundizzjonijiet. Reazzjonijiet katalitiċi jistgħu jitwettqu f'ambjenti aktar ħfief. Jista 'jtejjeb aktar ir-rata ta' reazzjoni, iqassar il-ħin ta 'reazzjoni, u jżid ir-rendiment tal-prodott fil-mira. L-applikazzjonijiet ewlenin jinkludu katalisi tal-wiċċ tal-metall, katalisi tat-trasferiment tal-fażi, katalisi tal-enżimi, eċċ.

Dispersjoni ultrasonika: tirreferi għall-proċess li fih il-likwidu jintuża bħala mezz, u l-azzjoni tal-mewġ ultrasoniku fil-likwidu tferrex u tiżżarma partiċelli permezz tal-kavitazzjoni. It-tixrid ultrasoniku jista 'jinqasam f'dispersjoni ta' lotion (dispersjoni likwidu-likwidu) u dispersjoni ta 'sospensjoni (dispersjoni solida-likwidu), li ġew applikati f'ħafna oqsma. L-applikazzjoni ta 'dispersjoni ultrasonika f'sospensjoni hija wkoll imxerrda fl-ilma jew solventi fl-industrija taż-żebgħa, żebgħa fil-paraffin imdewweb, partiċelli tad-droga fl-industrija farmaċewtika, u industrija tal-ikel, fost oħrajn.