Introducción a los manipuladores de líquidos ultrasónicos
Jul 14, 2021
Introducción al principio del procesador de líquido ultrasónico:
Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en un medio líquido, se producen una serie de efectos mecánicos, térmicos, ópticos, eléctricos y químicos a través de efectos mecánicos, de cavitación y térmicos. Especialmente las ondas ultrasónicas de alta potencia producirán una fuerte cavitación, que formará localmente alta temperatura instantánea, alta presión, vacío y micro-chorro.
Como medio físico y herramienta, la tecnología ultrasónica puede producir una serie de condiciones cercanas al máximo en el medio comúnmente utilizado en las reacciones químicas. Esta energía no solo puede estimular o promover muchas reacciones químicas, acelerar las reacciones químicas e incluso cambiar algunas reacciones químicas. La dirección de la reacción química produce algunos efectos inesperados y maravillas. En general, se cree que la ocurrencia de los fenómenos anteriores se debe principalmente a la acción mecánica y la cavitación del ultrasonido, que son el resultado de cambiar las condiciones de reacción y el entorno.
1. La sonoquímica es un tema interdisciplinario emergente, que se refiere principalmente al uso de ondas ultrasónicas para acelerar las reacciones químicas o desencadenar nuevos canales de reacción para mejorar los rendimientos de las reacciones químicas u obtener nuevos productos de reacción química. La principal fuerza motriz de la reacción sonoquímica proviene de la cavitación acústica, de la alta temperatura (superior a 5 000K), alta presión (superior a 2.03×108Pa), onda de choque o micro-chorro y otras condiciones físicas que acompañan la implosión de la burbuja de cavitación.
2. Aplicación de sonoquímica La sonoquímica tiene una amplia gama de aplicaciones, que se pueden clasificar aproximadamente en 9 categorías.
Ellos son: bioquímica, química analítica, química catalítica, electroquímica, fotoquímica, química ambiental, procesamiento químico de minerales, extracción y separación, síntesis y degradación.
La acción mecánica del procesador de líquido ultrasónico: la introducción de ondas ultrasónicas en el sistema de reacción química, las ondas ultrasónicas pueden hacer que las sustancias se muevan violentamente por la fuerza y generar una fuerza unidireccional para acelerar la transferencia y difusión de sustancias, lo que puede reemplazar la agitación mecánica dentro de un rango adecuado. Desde un punto de vista microscópico, la probabilidad de contacto y colisión entre reactivos aumenta considerablemente, por lo que la velocidad de reacción química se acelera considerablemente.
Cavitación ultrasónica del procesador líquido: en algunos casos, la generación de efectos ultrasónicos está relacionada con el mecanismo de cavitación. La cavitación acústica se refiere a la aparición de pequeñas burbujas de aire (cavidades) existentes en el líquido bajo la acción de las ondas sonoras. Una serie de procesos dinámicos: oscilación, expansión, contracción e incluso colapso. Donde se produce la cavitación, el estado local del líquido cambia mucho, lo que resulta en temperaturas extremadamente altas y alta presión. Proporciona un entorno fisicoquímico nuevo y muy especial para reacciones químicas que son difíciles o imposibles de lograr en condiciones generales.
El manipulador de líquido ultrasónico cataliza la reacción química——
(1)Las condiciones de alta temperatura y alta presión son propicias para la descomposición de los reactivos en radicales libres y carbono divalente, formando especies reactivas más activas;
(2) Las ondas de choque y los microvuelos tienen efectos de desorción y limpieza en superficies sólidas (como catalizadores), que pueden eliminar productos de reacción superficial o intermedios y capas de pasivación en la superficie de los catalizadores;
(3) La onda de choque puede dañar la estructura del reactivo;
(4) Sistema de reactivos de dispersión;
(5) La cavitación ultrasónica erosiona la superficie del metal, la onda de choque causa la deformación de la red metálica y la formación de la zona de deformación interna, lo que mejora la reactividad química del metal;
(6) Promover que el disolvente penetre profundamente en el sólido, lo que resulta en la llamada reacción de inclusión;
(7) Mejorar la dispersibilidad del catalizador.