您现在的位置: 驰飞超声 cheersonic >> 超声波催化 >> 超声波催化技术的应用

超声波催化技术的应用

超声波加速催化反应、提高产率的应用面很广,主要由:金属表面上的催化、相转移催化反应、酶催化反应。

金属表面上的催化

超声波催化反应无论在实验室还是在工业生产中均具有首要作用,然而多数的催化反应需要用贵金属作为催化剂。超声场的介入对于激活低活性金属,降低费用带来了希望。

在金属表面上的催化反应中,最具影响的是用镍粉作催化剂的烯烃加氢反应。超声作用下,该反应可在常温常压下进行,其反应活性增大十多万倍。该发现因此成为科学技术上的重大突破,而被列入1987年科技大事之一。

最初镍粉是凹凸状的结晶,超声处理后形成了光滑的球形。由于超声空化引起的冲击波和微射流激起颗粒之间的相互碰撞,导致镍粉表面的氧化膜(钝化膜)被清除,从而形成了一种清洁光滑的颗粒,使镍粉的活性显著提高。超声辐照还可能改变反应路径,得到不同产物。

相转移催化反应

对于液一液非均相反应,其反应条件相当苛刻(如高温条件),需要强烈的机械搅拌。但是即便如此,反应速度仍然较慢,产率不高,副反应多。相转移催化剂能够跨越水相与有机相反应的障碍,使得这类反应可以顺利进行。

将超声辐照与相转移催化剂相结合引入有机合成中。两项技术互为补充,极大地提高了反应产率,成倍地缩短了反应时间,降低了反应条件,使反应在常温下就能顺利进行,甚至不需要机械搅拌。

酶催化反应

超声辐照能促进底物分子之间的相互作用,强化反应物进入及生成物离开酶活性中心的传质过程,从而增强酶的活性,促进酶催化反应.其机理有估计是酶在微射流的作用下受到较大的切向力作用,使媒质质点运动增强,质量传递加速。

分享到: