초음파 Sonochemistry의 주요 응용 프로그램

캐비테이션 버블이 붕괴되는 에너지 밀도에 비해 초음파 음장의 에너지 밀도는 에너지 밀도가 수조 배로 확대되어 엄청난 에너지 집중을 일으 킵니다. 캐비테이션 버블에 의해 생성 된 극한의 고온 및 고압에 의한 초음파 화학 현상과 음향 발광은 초음파 화학에서 에너지와 물질 교환의 독특한 형태이다. 따라서 초음파 화학 추출, 바이오 디젤 생산, 유기 합성, 미생물 처리, 독성 유기 오염 물질 분해, 화학 반응 속도 및 수율, 촉매의 촉매 효율, 생분해 성 처리, 초음파 방오, 생물 세포 분쇄, 분산 및 응집, 고조파 화학 반응이 증가하고있다.

1. 초음파 강화 화학 반응.

   초음파는 화학 반응을 향상시킵니다. 주요 힘은 초음파 캐비테이션의 역할에서 나온다. 캐비테이션 핵이 붕괴되면 국소적인 고온, 고압 및 강한 충격파와 마이크로 제트가 생성되어 정상적인 조건에서 달성하기가 어렵거나 불가능한 화학 반응을위한 새롭고 매우 특별한 물리적 및 화학적 환경을 제공합니다.

2. 초음파 촉매 반응

   새로운 연구 분야로서, 초음파 촉매 반응은 산업 노동자들로부터 점점 더 많은 관심을 끌어왔다. 촉매 반응에서의 초음파의 역할은 주로 다음과 같습니다.
   

   (1) 고온 및 고압은 자유 라디칼 및 2가 탄소로의 반응물의 분해에 유리하며,보다 활성 인 반응 종을 형성한다.

   (2) 충격파 및 마이크로 제트는 촉매와 같은 고체 표면에서 탈착 및 세정 효과를 가지며 촉매 표면의 표면 반응 생성물 또는 중간체 및 부동 태화 층을 제거 할 수 있습니다.

   (3) 충격파가 반응물 구조를 손상시킬 수 있습니다.

   (4) 분산 반응계;

   (5) 금속 표면의 초음파 캐비테이션 침식, 충격파는 금속 격자의 변형과 내부 변형 영역의 형성으로 이어져 금속의 화학적 반응성을 증가시킨다.

   6) 용매를 고체 내부로 승격시켜 이른바 내포 반응을 일으킨다.

   (7) 촉매의 분산을 향상시키기 위해, 일반적으로 사용되는 초음파의 초음파의 조사는 촉매의 표면적을 증가시켜 활성 성분을보다 균일 한 분산, 향상된 촉매 활성으로 만들 수있다.

3. 바이오 디젤 생산 용 고출력 초음파 응용

   바이오 디젤 생산의 핵심은 지방산 글리세리드와 메탄올과 같은 저급 알콜의 촉매 에스테르 교환 반응이며, 초음파는 에스테르 교환 반응을 향상시키는 데 중요한 역할을 담당하며, 특히 불균일 반응 시스템의 경우 혼합 (유화) 효과를 크게 높일 수 있습니다. 분자간 접촉 반응의 촉진으로, 고온 (고압) 조건 하에서 원래 요구되는 반응이 실온 (또는 실온 부근)에서 완료 될 수 있고 반응 시간이 단축 될 수있다. 초음파는 에스테르 교환 공정뿐만 아니라 반응 혼합물의 분리에도 사용됩니다. 미국 Mississippi State University의 연구자들은 바이오 디젤을 생산하기 위해 초음파 처리를 사용했습니다. 바이오 디젤의 수율은 5 분 이내에 99 %를 초과하는 반면 전통적인 배치 반응기 시스템은 1 시간 이상이 소요되었습니다.