Sonochimie

Sonochimie

La description

La sonochimie est une branche traitant des effets des ondes chimiques et sonores, comme son nom l'indique. Les ondes sonores sont des ultrasons, c'est-à-dire des ondes à haute fréquence (20 kHz pouvant atteindre 10 MHz et plus) au-delà de la portée d'une oreille humaine (20 à 20 kHz). La technologie Sonochimie est intégrée dans les études mécanistes et synthétiques. Un événement important appelé cavitation acoustique se produit là où les microbulles se développent et sous l'influence des ondes ultrasonores, elles s'effondrent. La sonoluminescence est l'un des résultats de la cavitation qui conduit à une sonochimie homogène. La sonochimie est également entrée dans l'un des principaux domaines en développement de la biotechnologie, de l'activation de base de l'enzyme à la préparation du catalyseur. Il est également utilisé pour la fabrication de nanomatériau qui relève de la méthode en phase liquide. Un inconvénient de la préparation des nanomatériaux est le temps qu'il faut pour montrer les résultats. Cela peut être éliminé lorsque la recherche biotechnologique est menée en conjonction avec l'application sonochimique. Les derniers résultats de recherche ont prouvé que l'irradiation par ultrasons est une approche à la fois efficace en termes de temps et de coût pour tous les bioprocédés tels que l'amélioration de l'émulsification et la trans-estérification des acides gras pour les produits de biocarburant. La surveillance des bioprocédés et la déshydratation des boues ont également été accélérées.

Effets de la sonochimie

Il s'agit à la fois d'effets chimiques et physiques dans lesquels la chimie relève de la sonochimie homogène des liquides, de la sonochimie hétérogène des systèmes liquide-liquide ou liquide-solide et de la sonocatalyse. Sur la base d'études antérieures, les effets des ultrasons sur les boues de solides inorganiques sont présentés.

Paramètre

Application de la sonochimie

1. Dispersion ultrasoniquedes matériaux inorganiques nanostructurés

Au cours des dernières années, les réactions sonochimiques ont été choisies pour une approche générale vers la synthèse de matériaux nanophasés. En raison du comportement distinct des matériaux nanométriques par rapport aux matériaux plus volumineux. Ces petits clusters ont des structures électroniques à haute densité. Des techniques en phase gazeuse et en phase liquide sont utilisées pour les synthétiser. Avec ces différentes techniques de phase et aussi leur combinaison, l'approche sonochimique est incluse.

2. sonochimieen préparation de nanomatériaux

Ces dernières années, les méthodes sonochimiques sont devenues une technique utile pour préparer de nouveaux matériaux aux propriétés particulières. L'environnement physique et chimique spécial causé par la cavitation acoustique a fourni aux scientifiques un moyen important de préparer des nanomatériaux. Diverses formes de matériaux nanostructurés à haute performance catalytique peuvent être obtenues lors de la décomposition sonochimique des précurseurs organométalliques volatils dans des solvants à haut point d'ébullition. Les méthodes de préparation comprennent principalement la méthode de décomposition par atomisation par ultrasons, la méthode de décomposition par ultrasons de la matière organique métallique, la méthode de précipitation chimique et la méthode sonoélectrochimique. Par exemple, la méthode de précipitation est l'une des méthodes les plus prometteuses de la méthode chimique par voie humide pour la préparation des nanomatériaux.

Excellentes performances physiques. La taille des particules précipitées produites par cette méthode dépend principalement des taux relatifs de croissance et de croissance des noyaux. Si un champ ultrasonique est introduit, d'une part, l'environnement à haute température et haute pression généré par la cavitation ultrasonore fournit au système l'énergie nécessaire pour surmonter la barrière énergétique de nucléation de l'énergie d'interface lors de la formation de minuscules particules, ce qui augmente le taux de nucléation de plusieurs ordres de grandeur ; , plus un grand nombre de particules microscopiques générées à la surface des particules solides par cavitation ultrasonique

De petites bulles interfèrent avec l'arrangement ordonné des ions cristallins, ce qui n'est pas propice à la poursuite de la croissance du noyau cristallin. D'autre part, les effets mécaniques de broyage, d'émulsification, d'agitation, etc. produits par les ondes de choc à haute pression et les micro-jets générés par la cavitation ultrasonique peuvent empêcher efficacement la croissance et l'agglomération des noyaux cristallins dans un certain laps de temps, rendre la distribution des particules minuscules plus uniforme. Les raisons ci-dessus font que les nanoparticules synthétisées par la méthode de précipitation par ultrasons ont une taille de particule plus petite et une meilleure dispersibilité que celles synthétisées sans ultrasons.

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