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超音波液体処理システムの導入

  • 2021-10-11
原則の紹介:
超音波が液体媒体を伝播すると、機械的作用、キャビテーション作用、熱作用を通じて、力学、熱、光学、電気、化学などの一連の効果が発生します.特に、高出力の超音波は強いキャビテーションを生成し、それによって瞬間的な高温、高圧、真空、およびマイクロジェットを局所的に形成します.
物理的手段およびツールとして、超音波技術は、化学反応で一般的に使用される媒体に一連の極端な条件を作り出すことができます.このエネルギーは、多くの化学反応を刺激または促進するだけでなく、化学反応の速度を加速し、さらにはいくつかを変えることさえできます.化学反応の方向は、いくつかの予期しない効果と奇跡を生み出します.上記の現象の発生は、主に反応条件や環境の変化による超音波の機械的作用やキャビテーションによるものと考えられています.
1.ソノケミストリーは新たな学際的なテーマであり、主に超音波を使用して化学反応を加速したり、新しい反応チャネルをトリガーして化学反応の収率を上げたり、新しい化学反応生成物を取得したりします.ソノケミカル反応の主な力は、高温(5000K以上)、高圧(2.03×108Pa以上)、衝撃波、またはキャビテーション気泡の爆縮に伴うマイクロジェットなどの極端な物理的条件から生じる音響キャビテーションから発生します. .
2.ソノケミストリーの応用ソノケミストリーの応用範囲は非常に広く、9つのカテゴリーに大まかに要約することができます.
それらは、生化学、分析化学、触媒化学、電気化学、光化学、環境化学、鉱物化学処理、抽出と分離、合成と分解です.

機械的作用-化学反応システムへの超音波の導入、超音波は物質に激しい強制運動をさせ、物質の移動と拡散を加速する一方向の力を生成し、適切な範囲で機械的攪拌に取って代わることができます、超音波攪拌は微視的な観点から生成されるため、反応物間の接触と衝突の可能性が大幅に増加し、化学反応の速度が大幅に加速します.
キャビテーション-場合によっては、超音波効果の生成はキャビテーションメカニズムに関連しています.音響キャビテーションとは、音波の作用下で液体中に存在する小さな気泡(空洞)によって生成される一連のダイナミクスを指します.学習プロセス:振動、拡張、収縮、さらには崩壊.キャビテーションが発生すると、液体の局所的な状態が大きく変化し、極端な高温高圧になります.一般的な条件下では達成が困難または不可能な化学反応のための、新しく非常に特別な物理的および化学的環境を提供します
化学反応を触媒する-
①高温高圧の条件は、反応物のフリーラジカルと二価炭素への分解を促進し、より活性な反応種を形成します.
②衝撃波とマイクロジェットは、固体表面(触媒など)に脱着と洗浄効果があり、表面反応生成物または中間体と触媒表面の不動態化層を除去できます.
③衝撃波により反応物の構造が破壊される場合があります.
④分散反応物システム;
⑤超音波キャビテーションが金属表面を腐食し、衝撃波が金属格子の変形と内部ひずみゾーンの形成を引き起こし、金属の化学反応活性を向上させます.
⑥溶媒を促進して固体の奥深くまで浸透させ、いわゆる包接反応を生じさせます.
✓触媒の分散を改善します.

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