Sonochimica

Sonochimica

Descrizione

La sonochimica è un ramo che si occupa degli effetti delle onde chimiche e sonore come suggerisce il nome. Le onde sonore sono ultrasoniche, cioè onde ad alta frequenza (20 kHz possono estendersi fino a 10 MHz e oltre) oltre la portata di un orecchio umano (20-20 kHz). La tecnologia sonochimica è incorporata in studi sia meccanicistici che sintetici. Un evento importante chiamato cavitazione acustica si verifica dove le microbolle crescono e sotto l'influenza delle onde ultrasoniche collassano. La sonoluminescenza è uno dei risultati della cavitazione che porta a una sonochimica omogenea. La sonochimica è anche entrata in uno dei principali campi di sviluppo della biotecnologia dall'attivazione di base dell'enzima alla preparazione del catalizzatore. Viene anche utilizzato per la fabbricazione di nanomateriali che rientrano nel metodo della fase liquida. Uno svantaggio della preparazione dei nanomateriali è la quantità di tempo che consuma per mostrare i risultati. Questo può essere eliminato quando la ricerca biotecnologica è condotta in combinazione con l'applicazione sonochimica. Gli ultimi risultati della ricerca hanno dimostrato che l'irradiazione ad ultrasuoni è un approccio sia economico che temporale per qualsiasi bioprocesso come il miglioramento dell'emulsificazione e la trans-esterificazione degli acidi grassi per i prodotti biocarburanti. Anche il monitoraggio dei bioprocessi e la disidratazione dei fanghi sono stati accelerati.

Effetti della sonochimica

Questi sono effetti sia chimici che fisici in cui la chimica rientra nella sonochimica omogenea dei liquidi, nella sonochimica eterogenea dei sistemi liquido-liquido o liquido-solido e nella sonocatalisi. Sulla base di studi precedenti, vengono mostrati gli effetti degli ultrasuoni sui fanghi dei solidi inorganici.

Parametro

Applicazione della sonochimica

1.dispersione ultrasonicadi materiali inorganici nanostrutturati

Negli ultimi anni sono state scelte reazioni sonochimiche per un approccio generale verso la sintesi di materiali nanofase. A causa del comportamento distinto del materiale nanodimensionato rispetto a quelli più voluminosi. Questi piccoli cluster hanno strutture elettroniche ad alta densità. Per sintetizzarli vengono utilizzate sia tecniche in fase gassosa che in fase liquida. Con queste diverse tecniche di fase e anche la loro combinazione, è incluso l'approccio sonochimico.

2.sonochimicain Preparazione di nanomateriali

Negli ultimi anni, i metodi sonochimici sono diventati una tecnica utile per preparare nuovi materiali con proprietà speciali. Lo speciale ambiente fisico e chimico causato dalla cavitazione acustica ha fornito un modo importante per gli scienziati di preparare i nanomateriali. Varie forme di materiali nanostrutturati con elevate prestazioni catalitiche possono essere ottenute quando si decompongono sonochimicamente precursori organometallici volatili in solventi ad alta ebollizione. I metodi di preparazione includono principalmente il metodo di decomposizione dell'atomizzazione ad ultrasuoni, il metodo di decomposizione ad ultrasuoni della materia organica metallica, il metodo di precipitazione chimica e il metodo sonoelettrochimico. Ad esempio, il metodo di precipitazione è uno dei metodi più promettenti nel metodo chimico umido per la preparazione di nanomateriali.

Ottime prestazioni fisiche. La dimensione delle particelle precipitate prodotte con questo metodo dipende principalmente dai tassi relativi di crescita e crescita dei nuclei. Se viene introdotto un campo ultrasonico, da un lato, l'ambiente ad alta temperatura e alta pressione generato dalla cavitazione ultrasonica fornisce al sistema energia per superare la barriera di energia di nucleazione dall'energia dell'interfaccia durante la formazione di minuscole particelle, che aumenta la velocità di nucleazione di diversi ordini di grandezza; , più un gran numero di particelle microscopiche generate sulla superficie di particelle solide dalla cavitazione ultrasonica

Piccole bolle interferiranno con la disposizione ordinata degli ioni cristallini, che non favorisce l'ulteriore crescita del nucleo cristallino. D'altra parte, gli effetti meccanici di schiacciamento, emulsificazione, agitazione, ecc. prodotti dalle onde d'urto ad alta pressione e dai micro-getti generati dalla cavitazione ultrasonica possono impedire efficacemente la crescita e l'agglomerazione dei nuclei cristallini entro un certo periodo di tempo, rendendo più uniforme la distribuzione di minuscole particelle. Le ragioni di cui sopra fanno sì che le nanoparticelle sintetizzate con il metodo di precipitazione ad ultrasuoni abbiano dimensioni delle particelle più piccole e una migliore dispersibilità rispetto a quelle sintetizzate senza ultrasuoni.

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