De belangrijkste toepassing van ultrasone sonochemie

De energiedichtheid van het ultrasone geluidsveld in vergelijking met de energiedichtheid waarbij de cavitatiebel inklapt, de energiedichtheid wordt met biljoenen keren vergroot, waardoor een enorme concentratie van energie wordt veroorzaakt; het sonochemische fenomeen en sonoluminescentie veroorzaakt door extreme hoge temperatuur en hoge druk gegenereerd door cavitatiebellen, is de unieke vorm van energie- en materiaaluitwisseling in de sonochemie. Daarom ultrasone chemische extractie, biodieselproductie, organische synthese, behandeling van micro-organismen, degradatie van toxische organische verontreinigende stoffen, chemische reactiesnelheid en opbrengst, katalytische efficiëntie van de katalysator, biologisch afbreekbare behandeling, ultrasone aangroeiwerende verf, biologisch celmalen, dispersie en cohesie, harmonische chemische reactie heeft een toenemende rol.

1. Ultrasound-enhanced chemische reacties.

   Ultrasound verbetert chemische reacties. De belangrijkste kracht komt van de rol van echografie cavitatie. De ineenstorting van de cavitatiekern produceert lokale hoge temperatuur, hoge druk en sterke schokgolven en microjets, die een nieuwe en zeer speciale fysische en chemische omgeving bieden voor chemische reacties die moeilijk of onmogelijk te bereiken zijn onder normale omstandigheden.

2. Ultrasone katalytische reactie

   Als een nieuw onderzoeksgebied heeft ultrasone katalytische reactie steeds meer en meer belangstelling getrokken van de industriearbeiders. De rol van ultrageluid bij katalytische reacties is hoofdzakelijk:
   

   (1) Hoge temperatuur en hoge druk zijn gunstig voor het kraken van reactanten in vrije radicalen en tweewaardige koolstof, waardoor actievere reactieve soorten worden gevormd;

   (2) Schokgolven en microjets hebben desorptie- en reinigingseffecten op vaste oppervlakken (zoals katalysatoren) en kunnen reactieproducten op het oppervlak of tussenproducten en passiveringslagen op het katalysatoroppervlak verwijderen;

   (3) Schokgolven kunnen de structuur van de reactant beschadigen

   (4) dispersiereactiesysteem;

   (5) Ultrasone cavitatie-erosie van het metaaloppervlak, de schokgolf leidt tot de vervorming van het metalen rooster en de vorming van het inwendige rekgebied, waardoor de chemische reactiviteit van het metaal toeneemt;

   6) om het oplosmiddel in het vaste inwendige te bevorderen, hetgeen resulteert in de zogenaamde insluitingsreactie;

   (7) om de dispersie van de katalysator te verbeteren, kan bij de bereiding van de katalysator, algemeen gebruikte ultrasone, ultrasone bestraling het oppervlaktegebied van de katalysator vergroten om de actieve component uniformere dispersie te maken, verhoogde katalytische activiteit.

3. Krachtige ultrasone toepassing bij de productie van biodiesel

   De sleutel tot de productie van biodiesel is de katalytische transveresteringsreactie van vetzuurglyceriden met lagere alcoholen zoals methanol, terwijl ultrageluid een belangrijke rol speelt bij het verbeteren van de omesteringsreactie, vooral omdat het heterogene reactiesysteem het mengen (emulgering) aanzienlijk kan verbeteren. Het effect en bevordering van de intermoleculaire contactreactie, zodat de reactie die oorspronkelijk vereist was bij hoge temperatuur (hoge druk), kan worden voltooid bij kamertemperatuur (of in de buurt van kamertemperatuur) en de reactietijd verkort. Ultrasound wordt niet alleen gebruikt voor het transveresteringsproces, maar ook voor de scheiding van het reactiemengsel. Onderzoekers aan de Mississippi State University in de Verenigde Staten gebruikten ultrasone processing om biodiesel te produceren. De opbrengst aan biodiesel was binnen 5 minuten hoger dan 99%, terwijl conventionele batchreactorsystemen meer dan 1 uur nodig hadden.