Hoá học công nghiệp và ứng dụng

Cơ giới hoá học (mechanochemistry)

Cơ hóa học dùng tác động cơ học như nghiền hoặc xay để khởi phát hay làm thay đổi biến đổi hóa học, thường với ít hoặc không có dung môi khối.

Trực giácHóa học được thúc đẩy bởi chuyển động

Nghiền các chất rắn với nhau không chỉ đơn thuần là cách trộn. Va đập, lực cắt và ma sát có thể tạo bề mặt tiếp xúc mới, khuyết tật và vùng nóng cục bộ, làm thay đổi tốc độ phản ứng và đôi khi mở ra con đường không có trong dung dịch thông thường.

Phổ thôngCối nghiền là một thiết bị phản ứng

Trong máy nghiền bi, các viên bi va chạm lặp lại với bột và thành cối. Kết quả phụ thuộc kích thước, số lượng bi, độ nạp, tốc độ quay, hình dạng cối, tính chất vật liệu và thời gian nghiền; thay đổi các biến này có thể làm đổi độ chuyển hóa, độ chọn lọc và dạng tinh thể.

Đại họcNghiền có hỗ trợ chất lỏng

Thêm một lượng chất lỏng nhỏ có thể tăng độ linh động phân tử hoặc cải thiện vận chuyển giữa các chất phản ứng, dù quá trình vẫn là vận hành trạng thái rắn. Tham số nghiền có hỗ trợ chất lỏng, thường ký hiệu η, là thể tích chất lỏng thêm vào chia cho khối lượng chất rắn; cần báo cáo kèm đơn vị và thành phần.

Nâng caoCơ chế và kết quả trạng thái rắn

Hoạt hóa cơ học có thể tạo khuyết tật, làm lộ bề mặt phản ứng, phá vỡ tinh thể hoặc gây vô định hình. Các hiệu ứng này có thể thúc đẩy tạo liên kết, đổi dạng đa hình, tạo đồng tinh thể hoặc phân hủy. Khẳng định cơ chế cần bằng chứng tách biệt ảnh hưởng của nhiệt va đập, phản ứng tại bề mặt và dung môi vi lượng.

Phân tích trạng thái rắn là thiết yếu: nhiễu xạ tia X bột theo dõi pha và độ kết tinh, phổ học khảo sát liên kết và thành phần, còn phân tích nhiệt có thể phát hiện biến đổi hoặc vật liệu dư. Lấy mẫu và dập phản ứng phải tránh làm vật liệu biến đổi sau nghiền.

Nghiên cứuKhả năng tái lập và chuyển giao quy trình

Nghiên cứu có thể tái lập cần ghi vật liệu, kích thước và khối lượng cối/bi, độ nạp, tần số, thời gian, khí quyển, phụ gia lỏng, lịch sử nhiệt độ và cách lấy mẫu. Khi mở rộng cần so sánh truyền năng lượng và chế độ trộn, không giả định bình lớn hơn cùng số vòng/phút là tương đương.