Hielscher تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية

سونو-الكيمياء الكهربائية ومزاياها

هنا سوف تجد كل ما تحتاج إلى معرفته عن الكيمياء الكهربائية بالموجات فوق الصوتية (سونوليكترو كيمياريستستري): مبدأ العمل والتطبيقات والمزايا والمعدات سونو الكهروكيميائية – جميع المعلومات ذات الصلة حول سونوليكتروميميستريا على صفحة واحدة.

لماذا تطبيق الفوق صوتيات للكيمياء الكهربائية؟

مزيج من الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد، عالية الكثافة مع أنظمة كهروكيميائية يأتي مع فوائد متعددة، والتي تحسن من كفاءة ومعدل التحويل من ردود الفعل الكهروكيميائية.

مبدأ العمل من الفوق صوتيات

لمعالجة الموجات فوق الصوتية عالية الأداء، عالية الكثافة، يتم إنشاء الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد بواسطة مولد الموجات فوق الصوتية وينتقل عن طريق مسبار بالموجات فوق الصوتية (سونوترودي) في السائل. يعتبر الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة الموجات فوق الصوتية في نطاق 16-30 كيلو هرتز. ويتسع المسبار بالموجات فوق الصوتية ويتعاقد معه على سبيل المثال، عند 20 كيلو هرتز، مما ينقل على التوالي 000 20 اهتزاز في الثانية إلى الوسط. عندما الموجات فوق الصوتية السفر من خلال السائل، بالتناوب الضغط العالي (ضغط) / الضغط المنخفض (نادرة أو توسيع) دورات خلق فقاعات فراغ دقيقة أو تجاويف، والتي تنمو على مدى عدة دورات الضغط. خلال مرحلة ضغط السائل والفقاعات ، يكون الضغط إيجابيًا ، في حين أن مرحلة الندرة تنتج فراغًا (ضغط سلبي). خلال دورات توسيع الضغط ، تنمو التجاويف في السائل حتى تصل إلى حجم ، حيث لا يمكنها امتصاص المزيد من الطاقة. عند هذه النقطة، أنها تنهار بعنف. الانفجار الداخلي لتلك التجاويف النتائج في مختلف الآثار ذات النشاط الشديد، والتي تعرف باسم ظاهرة التجويف الصوتية / بالموجات فوق الصوتية. يتميز التجويف الصوتي بتأثيرات متعددة حيوية للغاية ، والتي تؤثر على السوائل ، والأنظمة الصلبة / السائلة وكذلك أنظمة الغاز / السائل. ومن المعروف أن المنطقة كثيفة الطاقة أو منطقة التجويف كما يسمى منطقة الساخنة بقعة، والتي هي الأكثر كثافة الطاقة في المنطقة المجاورة للمسبار بالموجات فوق الصوتية وينخفض مع زيادة المسافة من سونوترودي. الخصائص الرئيسية للتجويف بالموجات فوق الصوتية تشمل محليا تحدث درجات الحرارة العالية جدا والضغوط والتباينات كل منهما، والاضطرابات، وتدفق السائل. أثناء انهيار تجاويف الموجات فوق الصوتية في البقع الساخنة بالموجات فوق الصوتية، يمكن قياس درجات الحرارة التي تصل إلى 5000 كلفن، والضغوط تصل إلى 200 الغلاف الجوي والطائرات السائلة مع ما يصل إلى 1000km / ساعة. تساهم هذه الظروف القوية للطاقة البارزة في التأثيرات السونومية وسونوتشيميكية التي تكثف الأنظمة الكهروكيميائية بطرق مختلفة.

Ultrasonic electrodes for sonoelectrochemical applications such as nanoparticle synthesis (electrosynthesis), hydrogen synthesis, electrocoagulation, wastewater treatment, breaking emulsions, electroplating / electrodeposition

تحقيقات المعالجات بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2000 واط، 20 كيلو هرتز) بمثابة الكاثود والأنود في خلية كهربائي

طلب معلومات





تأثيرات الموجات فوق الصوتية على التفاعلات الكهروكيميائية

  • يزيد النقل الجماعي
  • تآكل / تشتت المواد الصلبة (الشوارد)
  • تعطيل الحدود الصلبة/السائلة
  • دورات الضغط العالي

آثار الفوق صوتيات على أنظمة الكهروكيميائية

ومن المعروف تطبيق ultrasonication على التفاعلات الكهروكيميائية لتأثيرات مختلفة على الأقطاب الكهربائية، أي الأنود والكاثود، فضلا عن الحل الكهربائي. التجويف بالموجات فوق الصوتية والتدفق الصوتي تولد حركة صغيرة كبيرة، تمس الطائرات السائلة والانفعالات في سائل التفاعل. وهذا يؤدي إلى تحسين الديناميكا المائية وحركة الخليط السائل / الصلبة. التجويف بالموجات فوق الصوتية يقلل من سمك فعالة من طبقة الانتشار في القطب. طبقة انتشار مخفضة تعني أن الصوتنة تقلل من فرق التركيز ، مما يعني أن التقارب بين التركيز في المنطقة المجاورة لأقطاب كهربائية وقيمة التركيز في المحلل السائب يتم الترويج له بالموجات فوق الصوتية. تأثير الانفعالات بالموجات فوق الصوتية على التدرجات التركيز أثناء التفاعل يضمن التغذية الدائمة من محلول جديد إلى القطب وعربة الخروج من المواد تتفاعل. وهذا يعني سونيكيشن تحسين الحركة عموما تسارع معدل التفاعل وزيادة العائد رد الفعل.
عن طريق إدخال الطاقة بالموجات فوق الصوتية في النظام، فضلا عن تشكيل سونوتشيميكال من الجذور الحرة، والتفاعل الكهروكيميائي، والتي لولا ذلك كان يمكن electroinactive، يمكن أن تبدأ. 
تأثير آخر مهم من الاهتزاز الصوتية وتدفق تأثير التنظيف على أسطح القطب. طبقات التخمين والقاذورات في الأقطاب يحد من كفاءة ومعدل التفاعل من التفاعلات الكهروكيميائية. Ultrasonication يحافظ على الأقطاب نظيفة بشكل دائم ونشطة تماما لرد فعل Ultrasonication هو معروف جيدا لآثاره دي الغاز، والتي هي مفيدة في التفاعلات الكهروكيميائية، أيضا. إزالة الغازات غير المرغوب فيها من السائل، يمكن أن تعمل أكثر فعالية رد فعل.

فوائد الكيمياء الكهربائية روجت بالموجات فوق الصوتية

  • زيادة الغلة الكهروكيميائية
  • 􏰭الكنخاند سرعة التفاعل الكهروكيميائي
  • تحسين الكفاءة الشاملة
  • انخفاض 􏰭 الطبقات
  • تحسين نقل الكتلة في القطب
  • تنشيط السطح عند القطب الكهربائي
  • إزالة طبقات التخمالة والأخطاء
  • 􏰭الأقطاب الكهربائية المستحثة 􏰭
  • كفاءة إزالة الغاز من الحل
  • جودة طلاء كهربائي فائقة
Ultrasonic electrodes improve the efficiency, yield and conversion rate of electrochemical processes.

يعمل المسبار بالموجات فوق الصوتية كأقطاب كهربائية. الموجات فوق الصوتية تعزيز التفاعلات الكهروكيميائية مما أدى إلى تحسين الكفاءة، وارتفاع الغلة وأسرع معدلات التحويل.
عندما يتم الجمع بين سونيكيشن والكيمياء الكهربائية، وهذا هو سونو-الكيمياء الكهربائية.

تطبيقات سونوليكتروكريستري

يمكن تطبيق سونوليكتروكيميا على مختلف العمليات وفي مختلف الصناعات. تطبيقات شائعة جدا من سونوليكتروميميا تشمل ما يلي:

  • تركيب جسيمات نانوية (التركيب الكهربائي)
  • هيدروجين توليف
  • التخثر الكهربائي
  • معالجة مياه الصرف الصحي
  • كسر مستحلبات
  • الطلاء الكهربائي / كهربية

سونو-الكهروكيميائية توليف من الجسيمات النانوية

Ultrasonication كان ناجحا تطبيقها لتجميع الجسيمات النانوية المختلفة في نظام الكهروكيميائية. المغنطيتية، والكادميوم السيلينيوم (CDSe) الأنابيب النانوية، والجسيمات النانوية البلاتينية (NPs)، ونيب الذهب، المغنيسيوم المعدني، bismuthene، نانو الفضة، النحاس فائقة الدقة، التنغستن-الكوبالت (W-Co) سبائك النانوية، السامرة / انخفاض أكسيد الجرافين نانوكوموزيه، sub-1nm بولي (حمض الاكريليك) - توج النحاس النانوية والعديد من المساحيق نانو الحجم الأخرى تم إنتاج sucefully باستخدام سونوليكتروكيمي.
مزايا توليف جسيمات نانوية سونوليكتروكيمية تشمل

  • تجنب الحد من العوامل والمواد الراكعة السطحية
  • استخدام الماء كمذيب
  • تعديل حجم جسيمات نانوية من خلال معلمات مختلفة (الطاقة بالموجات فوق الصوتية، والكثافة الحالية، وإمكانية الترسيب والموجات فوق الصوتية مقابل مرات النبض الكهروكيميائي)

قام Ashasssi-Sorkhabi و Bagheri (2014) بتجميع أفلام polypyrrole sonoelectrochemically وقارن النتائج بالأفلام البولي بوليبورولي المُنسخة كهربائيًا. تظهر النتائج أن السونوليك جالفانوستاتيك أنتجت قوي وتمسك وslysly polypyrrole (PPy) فيلم على الصلب، مع كثافة الحالية من 4 mA سم-2 في 0.1 M oxalic حمض/0.1 م محلول بيرول. باستخدام البلمرة سونوليكتروكيمية، حصلوا على أفلام PPy عالية المقاومة وصعبة مع سطح أملس. وقد تبين أن الطلاء PPy التي أعدتها سونوليكتروميميستري توفر حماية كبيرة من التآكل إلى الصلب St-12. وكان الطلاء توليفها موحدة وعرضت مقاومة عالية للتآكل. ويمكن أن يعزى كل هذه النتائج إلى حقيقة أن الموجات فوق الصوتية عززت نقل الشامل للمتفاعلات وتسبب في ارتفاع معدلات التفاعلات الكيميائية عن طريق التجويف الصوتي وما ينتج عن ذلك من ارتفاع درجات الحرارة والضغوط. تم التحقق من صحة بيانات المعاوقة لـ St-12 Steel/two PPy الطلاء / واجهة الوسائط المسببة للتآكل باستخدام تحويلات KK ، ولوحظت أخطاء متوسطة منخفضة.

وقد أبلغا عن التوليف السونو الكهروكيميائي الناجح للمغنيسيوم النانوي (2008) (2008). وكانت الكفاءة في العملية سونوليكتروكيمي من كاشف Gringard في رباعي هيدروفوران (THF) أو في حل ثنائي بوتيل الدويليليم 41.35٪ و 33.08٪ على التوالي. إضافة AlCl3 إلى حل جرينغارد زادت من الكفاءة بشكل كبير، ورفعها إلى 82.70٪ و 51.69٪ في THF أو ثنائي بوتيليغليم، على التوالي.

سونو-الكهروكيميائية إنتاج الهيدروجين

بالموجات فوق الصوتية روج التحليل الكهربائي يزيد بشكل كبير من انتاج الهيدروجين من الماء أو الحلول القلوية. انقر هنا لقراءة المزيد عن توليف الهيدروجين المنحل بالموجات فوق الصوتية تسارع كهربائيا!

بالموجات فوق الصوتية بمساعدة الكهربائي

The application of low-frequency ultrasound to electrocoagulcation systems is known as sono-electrocoagulation. Studies show that sonication influences electrocoagulation positively resulting e.g., in higher removal efficiency of iron hydroxides from wastewater. The positive impact of ultrasonics on electrocoagulation is explained by the reduction of electrode passivation. Low-frequency, high-intensity ultrasound destructs deposited solid layer and removes them efficiently, thereby keeping the electrodes continuously fully active. Furthermore, ultrasonics activates both ion types, i.e. cations and anions, present in the electrodes reaction zone. Ultrasonic agitation results in high micro-movement of the solution feeding and carrying away raw material and product to and from the electrodes.
ومن الأمثلة على عمليات التخثر الكهربائية السوناوية الناجحة تقليل Cr (VI) إلى Cr (III) في مياه الصرف الصحي الصيدلانية، وإزالة إجمالي الفوسفور من النفايات السائلة في الصناعة الكيميائية الدقيقة مع كفاءة إزالة الفوسفور، وكان 99.5% في غضون 10 دقائق، إزالة اللون والتكديس من النفايات السائلة في صناعة اللب والورق إلخ. وكانت كفاءة الإزالة المبلغ عنها للون، COD، Cr (VI)، Cu(II) وP 100٪، 95٪، 100٪، 97.3٪، و 99.84٪، على التوالي. (راجع) & الشناج، 2018)

سونو-الكهروكيميائية التدهور من الملوثات

يتم تطبيقها بالموجات فوق الصوتية روجت الأكسدة الكهروكيميائية و/أو الحد من ردود الفعل كوسيلة قوية لتحلل الملوثات الكيميائية. تعمل الآليات السونومية والسونكيماوية على تعزيز التدهور الكهروكيميائي للملوثات. التجويف المتولد بالموجات فوق الصوتية النتائج في التحريض الشديد، والاختلاط الدقيق، ونقل الشامل وإزالة طبقات التخمالة من الأقطاب الكهربائية. هذه الآثار التجويف تؤدي أساسا إلى تعزيز نقل الكتلة الصلبة السائلة بين الأقطاب الكهربائية والحل. الآثار سونوتشيميكال تؤثر بشكل مباشر على الجزيئات. الانقسام المتجانس للجزيئات يخلق تأكسد شديد التفاعل. في وسائل الإعلام مائي وفي وجود الأكسجين، يتم إنتاج الجذور مثل HO•، HO2• و O• . • ومن المعروف أن الجذور OH أن تكون مهمة للتحلل كفاءة المواد العضوية. وعموما، يظهر التحلل السونو الكهروكيميائي كفاءة عالية ومناسب لمعالجة كميات كبيرة من تيارات مياه الصرف الصحي وغيرها من السوائل الملوثة.
على سبيل المثال ، وجد Lllanos وآخرون (2016) أنه تم الحصول على تأثير تآزري كبير لتطهير المياه عندما تم تكثيف النظام الكهروكيميائي بواسطة sonication (التطهير الكهروكيميائي سونو). وتبين أن هذه الزيادة في معدل التطهير تتصل بقمع أغولومرات الخلايا القولونية وكذلك بزيادة إنتاج الأنواع المطهرة. 
وأظهرت إسكلابيز وآخرون (2010) أن مفاعل سونوليكتروكيمي مصمم خصيصا (ولكن لم يتم تحسينه) قد استخدم أثناء توسيع نطاق تحلل حمض ثلاثي الكلور الأوسيك (TCAA)، ووجود حقل الموجات فوق الصوتية المتولدة مع UIP1000hd قدمت نتائج أفضل (تحويل كسري 97٪، كفاءة التحلل 26٪، الانتقائية 0.92 والكفاءة الحالية 8٪) في انخفاض كثافة الموجات فوق الصوتية وتدفق الحجمي. وبالنظر إلى حقيقة أن المفاعل السونوليكتروكيميائي السابق للطيار لم يكن قد تم تحسينه بعد، فمن المرجح جداً أن هذه النتائج يمكن أن تتحسن أكثر.

قياس الموجات فوق الصوتية والكهربية

تم إجراء الالكتروديسين جالفانوستاتيكياً بكثافة حالية تبلغ 15 م أ/سم2. تعرضت الحلول إلى ultrasonication قبل كهربية لمدة 5-60 دقيقة. A هيلشر UP200S المسبار نوع أوفوق أوفوقاتاتوراتور تم استخدامه في وقت دورة من 0.5. تم تحقيق Ultrasonication عن طريق غمس مباشرة التحقيق الموجات فوق الصوتية في الحل. لتقييم تأثير الموجات فوق الصوتية على الحل قبل التهيئة الكهربائية، تم استخدام قياس فولتامومي ( CV ) من أجل الكشف عن سلوك الحل ويجعل من الممكن التنبؤ بالظروف المثالية للالكتروديسيشن. ويلاحظ أنه عندما يخضع الحل إلى ultrasonication قبل الكهربائي، ترسب يبدأ في القيم المحتملة أقل سلبية. وهذا يعني أنه في نفس التيار في حل أقل المحتملة مطلوب، كما الأنواع في الحل تتصرف أكثر نشاطا مما كانت عليه في تلك غير الموجات فوق الصوتية. (را. يوردال) & كارهان 2017)

UIP2000hdT بالموجات فوق الصوتية (2000 واط، 20 كيلو هرتز) كما الكاثود و / أو أنود في خزان

UIP2000hdT بالموجات فوق الصوتية (2000 واط، 20 كيلو هرتز) كما الكاثود و / أو أنود في خزان

طلب معلومات





تحقيقات كهروكيميائية عالية الأداء وسونو كهربية

Hielscher الفوق صوتيات هو شريكك منذ فترة طويلة من ذوي الخبرة لأنظمة الموجات فوق الصوتية عالية الأداء. نحن تصنيع وتوزيع الدولة من بين الفن المسابير ومفاعلات الموجات فوق الصوتية، والتي تستخدم في جميع أنحاء العالم للتطبيقات الثقيلة في بيئات تطالب. بالنسبة للكيمياء سونوليكترو، وقد وضعت Hielscher تحقيقات الموجات فوق الصوتية الخاصة، والتي يمكن أن تعمل كتكاثود و / أو أنود، فضلا عن خلايا مفاعل بالموجات فوق الصوتية مناسبة للتفاعلات الكهروكيميائية. الأقطاب الكهربائية والخلايا بالموجات فوق الصوتية متوفرة للجلفاني / فولتايك وكذلك الأنظمة الكهالكية.

السعات التي يمكن التحكم فيها بدقة للحصول على أفضل النتائج

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.جميع معالجات الموجات فوق الصوتية Hielscher هي التي يمكن التحكم فيها بدقة، وبالتالي يمكن الاعتماد عليها الخيول العمل في R&د والإنتاج. السعة هي واحدة من معلمات العملية الحاسمة التي تؤثر على كفاءة وفعالية التفاعلات المستحثة بسونChemically وسونوميميكانيكية. جميع Hielscher الفوق صوتيات’ المعالجات تسمح للإعداد الدقيق من السعة. Hielscher المعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية يمكن أن توفر السعات عالية جداً وتقديم كثافة الموجات فوق الصوتية المطلوبة للتطبيقات سونو-الكهربائية تطلباً. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200μm بسهولة في عملية 24/7.
إعدادات السعة الدقيقة والرصد الدائم للمعلمات عملية الموجات فوق الصوتية عبر البرامج الذكية تعطيك إمكانية للتأثير على رد فعل سونوئيلكتروتشيميكي على وجه التحديد. خلال كل تشغيل سونيكيشن، يتم تسجيل جميع المعلمات بالموجات فوق الصوتية تلقائيا على بطاقة SD المدمج، بحيث يمكن تقييم كل تشغيل والسيطرة عليها. صوتنة الأمثل لتفاعلات سونوليكتروكيمية الأكثر كفاءة!
تم بناء جميع المعدات للاستخدام 24/7/365 تحت حمولة كاملة ومتانة وموثوقية تجعل من حصان العمل في عملية كهروكيميائية. وهذا يجعل معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية أداة عمل موثوقة تفي بمتطلبات عملية sonoelectrochemical الخاصة بك.

أعلى جودة – تم تصميمها وتصنيعها في ألمانيا

باعتبارها الأعمال التي تديرها عائلة و، Hielscher يعطي الأولوية لأعلى معايير الجودة لمعالجات الموجات فوق الصوتية. جميع أوفوق الصوتيات مصممة، وتصنيعها واختبارها بدقة في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين، ألمانيا. قوة وموثوقية معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية تجعل من حصان عمل في الإنتاج الخاص بك. 24/7 عملية تحت حمولة كاملة وفي بيئات تطالب هو سمة طبيعية من تحقيقات Hielscher عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية والمفاعلات.

اتصل بنا الآن وأخبرنا عن متطلبات العملية الكهروكيميائية الخاصة بك! سوف نوصي لك الأقطاب الكهربائية بالموجات فوق الصوتية الأكثر ملاءمة وإعداد مفاعل!

اتصل بنا! / اسألنا!

اطلب المزيد من المعلومات

يرجى استخدام النموذج أدناه لطلب معلومات إضافية حول المعالجات بالموجات فوق الصوتية والتطبيقات والسعر. سنكون سعداء لمناقشة العملية الخاصة بك معك ونقدم لكم نظام الموجات فوق الصوتية تلبية الاحتياجات الخاصة بك!









يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية لخلط التطبيقات، تشتت، استحلاب واستخراج على المختبر، والطيارية ومقياس الصناعية.

الأدب / المراجع