کاربرد راکتور اتوکلاو هیدروترمال چیست؟

Jan 10, 2025

پیام بگذارید

اصل کار از راکتور اتوکلاواستفاده از فشار بالا برای تولید محیط واکنش و ترویج واکنش شیمیایی است. در حالت فشار بالا، فاصله مولکولی گاز کوچک است، فرکانس برخورد واکنش افزایش می‌یابد و سرعت واکنش بسیار تسریع می‌شود. علاوه بر این، عملکرد انتشار گاز در شرایط فشار بالا کاهش می‌یابد که باعث افزایش بیشتر واکنش می‌شود. با کنترل دما، فشار و سرعت هم زدن راکتور می توان به کنترل دقیق واکنش شیمیایی دست یافت.

راکتور اتوکلاو هیدروترمال از محلول آبی با دمای بالا و فشار بالا به عنوان محیط واکنش استفاده می کند، به طوری که واکنش دهنده ها می توانند تحت شرایط دما و فشار خاص واکنش بیوشیمیایی انجام دهند. چنین راکتورهایی به طور گسترده در شیمی، زمین شناسی، علم مواد، علوم محیطی و سایر زمینه ها استفاده می شود، به ویژه در آزمایش هایی که در آن محیط های پرفشار برای تسریع واکنش های شیمیایی یا حل کردن مواد نامحلول مورد نیاز است. می توان از آن در تهیه نانومواد، سنتز ترکیبات، رشد کریستال، هضم نمونه و غیره استفاده کرد.

ما راکتور اتوکلاو ارائه می دهیم، لطفا برای مشخصات دقیق و اطلاعات محصول به وب سایت زیر مراجعه کنید.
محصول:https://www.achievechem.com/chemical-equipment/autoclave-reactor-vessel.html

چه واکنش هایی برای راکتور پرفشار هیدروترمال مناسب است؟

راکتور اتوکلاو هیدروترمال به دلیل دمای بالا و محیط فشار بالا خاص خود، مناسب برای انواع واکنش های شیمیایی، به طور عمده شامل اما نه محدود به انواع زیر است:

Autoclave Reactor | Shaanxi Achieve chem-tech Autoclave Reactor | Shaanxi Achieve chem-tech Autoclave Reactor | Shaanxi Achieve chem-tech

واکنش سنتز:از طریق ترکیب مستقیم چندین جزء تحت شرایط هیدروترمال یا حلال گرمایی یا از طریق حالت میانی واکنش ترکیبی، می توان انواع مواد پلی کریستالی یا تک بلوری را سنتز کرد. به عنوان مثال، استفاده از راکتور اتوکلاو هیدروترمال می تواند غربال مولکولی، غربال مولکولی مانند ترکیبات، اکسیدهای عمومی و سایر محصولات تحت شرایط دما و فشار متوسط، و همچنین کریستال های کوارتز، هیدرومتالورژی و سایر شرایط دمای بالا و فشار بالا باشد.

واکنش عملیات حرارتی:از طریق عملیات هیدروترمال، کریستال عمومی به کریستالی با خواص خاص تبدیل می شود.

واکنش تبلور:واکنشی که از تفاوت در پایداری ترمودینامیکی و جنبشی مواد در شرایط گرمابی و حل گرمایی استفاده می کند.

واکنش تبادل یونی:مانند تبادل کاتیونی زئولیت، نرم شدن آب سخت، تبادل یونی در فلدسپات و غیره.

کشت تک کریستال:کشت تک بلورهای بزرگ از بلورهای دانه در شرایط گرمابی و حل گرمایی دمای بالا و فشار بالا. به عنوان مثال، رشد تک بلورهای SiO2 را می توان در یک راکتور اتوکلاو هیدروترمال انجام داد.

واکنش تجزیه:واکنشی که در آن یک ترکیب به کریستال تجزیه می شود. به عنوان مثال، FeTiO3 می تواند به FeO و TiO2 تجزیه شود.

واکنش استخراج:واکنشی برای استخراج فلزات از یک ترکیب (یا کانی). به عنوان مثال، استخراج هیدروترمال پتاسیم از سنگ معدن پتاسیم و استخراج هیدروترمال تنگستن از باریت.

واکنش بارش:واکنشی که در آن یک ترکیب جدید رسوب می کند. به عنوان مثال، KF با MnCl2 یا CoCl2 برای تولید KMnF3 یا KCoF3 واکنش نشان می دهد.

واکنش اکسیداسیون:واکنش فلز و آب خالص، محلول آبی و حلال آلی در دما و فشار بالا برای به دست آوردن اکسیدها، کمپلکس ها و ترکیبات فلزی-آلی جدید. برای مثال کروم با H2O واکنش می دهد تا Cr2O3 و H2 تولید کند.

واکنش تبلور:واکنش سل کریستالی، ژل و سایر مواد آمورف. به عنوان مثال، CeO2•xH2O را می توان به CeO2 متبلور کرد.

واکنش هیدرولیز:مانند هیدرولیز آب نمک الکل.

واکنش پخت:از واکنش تف جوشی در شرایط هیدروترمال و حلب گرمایی می توان برای تهیه مواد سرامیکی حاوی مواد فرار مانند OH-، F- و S{2}} استفاده کرد.

پخت واکنش:واکنش شیمیایی و واکنش پخت همزمان انجام می شود که می توان از آن برای تهیه اکسید کروم، زیرکونیا مونوکلینیک، کمپلکس آلومینا-زیرکونیا و سایر مواد استفاده کرد.

واکنش پرس گرم هیدروترمال:شرایط پرس گرم هیدروترمال، انجماد مواد و واکنش تولید مواد کامپوزیت، می تواند برای تصفیه زباله های رادیواکتیو، پخت مواد خاص و تهیه مواد کامپوزیتی ویژه استفاده شود.

 

علاوه بر این، راکتور اتوکلاو هیدروترمال همچنین می تواند در طیف سنجی جذب اتمی و تجزیه و تحلیل انتشار پلاسما در پیش تصفیه نمونه، و همچنین واکنش سنتز دوز کوچک استفاده شود. همچنین می تواند از اسید یا قلیایی قوی در مخزن و محیط بسته با دمای بالا و فشار بالا برای رسیدن به هدف هضم سریع مواد نامحلول استفاده کند. بنابراین، راکتور اتوکلاو هیدروترمال به طور گسترده ای در تحقیق و تولید پتروشیمی، زیست پزشکی، علم مواد، شیمی زمین شناسی، علوم محیطی، علوم غذایی و بازرسی کالا استفاده شده است.

 
در چه شرایطی این واکنش ها باید انجام شود
 

واکنش های انجام شده در راکتورهای اتوکلاو هیدروترمال باید تحت شرایط دما و فشار خاص انجام شود. این شرایط بسته به نوع واکنش متفاوت است، اما عموماً در محدوده دما و فشار بالا قرار دارند. در اینجا مروری بر شرایط برخی از انواع اصلی واکنش ها است:

01/

واکنش مصنوعی

دما: معمولاً بین 100 درجه سانتیگراد تا 1000 درجه سانتیگراد بسته به خواص واکنش دهنده ها و محصولات است.

فشار: بین 1 مگاپاسکال و 100 مگاپاسکال برای اطمینان از اینکه حلالیت واکنش دهنده ها در آب به اندازه کافی بالا است و واکنش را تسهیل می کند.

02/

واکنش عملیات حرارتی، واکنش کریستالیزاسیون

این واکنش ها معمولاً به دما و فشار بالاتری نیاز دارند تا تبدیل یا تثبیت کریستال ها را افزایش دهند.

دما: ممکن است بیش از 240 درجه سانتیگراد یا حتی بالاتر باشد.

فشار: ممکن است بیش از 20 مگاپاسکال باشد تا اطمینان حاصل شود که واکنش از نظر ترمودینامیکی و جنبشی امکان پذیر است.

03/

واکنش تبادل یونی

دما: این معمولاً در دمای ملایم‌تر انجام می‌شود تا از آسیب به رزین تبادل یونی یا سایر اجزای موجود در محلول جلوگیری شود.

فشار: عامل اصلی نیست، اما معمولاً برای حفظ پایداری محلول تحت فشار معین لازم است.

04/

کشت تک کریستال

دما: به سرعت رشد کریستال و ماهیت کریستال مورد نظر بستگی دارد. معمولاً باید تحت یک گرادیان دمایی خاص انجام شود تا رشد کریستال جهت دار افزایش یابد.

فشار: معمولاً در فشار بالاتر برای اطمینان از حلالیت کافی املاح در محلول و در اختلاف دمای مناسب برای تشکیل اشباع و رسوب بلورهای رشد انجام می شود.

05/

واکنش تجزیه، واکنش استخراج، واکنش رسوب، واکنش اکسیداسیون و غیره

شرایط دما و فشار برای این واکنش ها بسته به خواص واکنش دهنده ها و محصولات متفاوت است.

دما: معمولاً در دمای بالاتر برای سرعت بخشیدن به سرعت واکنش انجام می شود.

فشار: ممکن است فشار بالاتری برای حفظ پایداری محلول یا تسهیل فرآیند واکنش مورد نیاز باشد.

06/

واکنش کریستالیزاسیون، واکنش هیدرولیز، واکنش تف جوشی و غیره

دما: به ماهیت واکنش دهنده ها و درجه تبلور یا تف جوشی مورد نیاز بستگی دارد.

فشار: معمولاً در فشار بالاتر برای تقویت تشکیل کریستال یا تف جوشی مواد انجام می شود.

مسائلی که نیاز به توجه دارند

 

 

هنگام انجام این واکنش ها، سرعت تغییر دما و فشار باید به شدت کنترل شود تا از آسیب به راکتور یا تأثیر بر اثر واکنش جلوگیری شود.

انتخاب مواد راکتور نیز بسیار مهم است و باید بتواند در برابر دمای بالا و محیط فشار بالا مقاومت کند و مقاومت در برابر خوردگی و آب بندی خوبی داشته باشد.

ارسال درخواست