Reacció i síntesi de manipulació sonoquímica per ultrasons
La sonoquímica és l’aplicació de l’ecografia a reaccions i processos químics. El mecanisme que causa efectes sonoquímics en els líquids és el fenomen de la cavitació acústica.
Els dispositius industrials i de laboratori per ultrasons s’utilitzen en una àmplia gamma de processos sonoquímics. La cavitació per ultrasons s’intensifica i accelera les reaccions químiques com la síntesi i la catàlisi.
La intensitat de l’acceleració és un dels factors més importants que influeixen en la transformació eficient de l’energia en cavitació. Una acceleració més alta crea diferències de pressió més altes. Al seu torn, això augmenta la probabilitat de creació de bombolles de buit en lloc de la creació d'ones que es propaguen a través del líquid. Així, com més gran sigui l’acceleració, major serà la fracció de l’energia que es transforma en cavitació. En el cas d’un transductor d’ultrasons, la intensitat de l’acceleració es descriu per l’amplitud de l’oscil·lació.
Les amplituds més altes resulten en una creació més efectiva de cavitació. Els dispositius industrials d'ultrasons ultrasònics poden crear amplituds de fins a 115 µm. Aquestes altes amplituds permeten una elevada relació de transmissió de potència, la qual cosa al seu torn permet crear densitats de potència elevades de fins a 100 W / cm³.
A més de la intensitat, s’ha d’accelerar el líquid de manera que es generin pèrdues mínimes en termes de turbulències, fricció i generació d’ones. Per a això, la manera òptima és una direcció de moviment unilateral.
L'ecografia s'utilitza a causa dels seus efectes en processos, com ara:
1. preparació de metalls activats per reducció de sals metàl·liques
2. generació de metalls activats per sonicació
3. Síntesi sonoquímica de partícules per precipitació d'òxids metàl·lics (Fe, Cr, Mn, Co), per exemple, per a ús com a catalitzadors
4. impregnació de metalls o halurs metàl·lics sobre suports
5. preparació de solucions de metalls activats
6. reaccions que impliquen metalls a través d'espècies d'organoelements generades in situ
7. reaccions que impliquen sòlids no metàl·lics
8. cristal·lització i precipitació de metalls, aliatges, zeolits i altres sòlids modificació de la morfologia superficial i la mida de les partícules per col·lisions interpartícules a gran velocitat
1). formació de materials nanoestructurats amorfs, inclosos metalls de transició d'alta superfície, aliatges, carburs, òxids i col·loides
2). aglomeració de cristalls
3). suavització i eliminació del recobriment d’òxid passivant
4). micromanipulació (fraccionament) de petites partícules
9. dispersió de sòlids
10. preparació de col·loides (Ag, Au, CdS de mida Q)
11. intercalació de molècules hostes en sòlids inorgànics en capes de l’hoste
12. sonoquímica dels polímers
1). degradació i modificació de polímers
2). síntesi de polímers sonòlisi de contaminants orgànics a l'aigua
