إعداد الكيمياء الكهربية الصوتية – 2000 واط الموجات فوق الصوتية
تجمع الكيمياء الكهربية Sonoelectrochemistry بين فوائد الكيمياء الكهربائية والكيمياء الصوتية. أكبر ميزة في هذه التقنيات هي بساطتها وتكلفتها المنخفضة وقابليتها للتكرار وقابلية التوسع. Hielscher الفوق صوتيات يقدم الإعداد الكامل sonoelectrochemical للاستخدام دفعة ومضمنة. يتكون من:
- مولد بالموجات فوق الصوتية المتقدمة (2000 واط) مع الضبط التلقائي والتحكم في السعة وتسجيل البيانات المتطور ،
- محول قوي مع بوق بالموجات فوق الصوتية (الصف الصناعي ، 2000 واط ، 20 كيلو هرتز) ،
- عازل كهربائي لا يقلل من الاهتزازات فوق الصوتية
- قرون معززة بالموجات فوق الصوتية لزيادة السعة أو نقصانها
- تصاميم سونوترود مختلفة (سونوترودي هو القطب. الكاثود أو الأنود.)
- مفاعل خلية التدفق مع جدران الخلايا القابلة للتبديل (الألومنيوم ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، الصلب ، النحاس ، …)
لا تحتاج إلى إضاعة وقتك في تطوير الإعداد الخاص بك فقط حتى تتمكن من الجمع بين الموجات فوق الصوتية والكيمياء الكهربائية. لا تحتاج إلى إجراء تعديلات كهربائية على معدات الموجات فوق الصوتية القياسية. احصل على إعداد sonoelectrochemistry الصناعي هذا وركز جهودك ووقتك على البحث الكيميائي وتحسين العملية!
الإعداد الكهروكيميائي الكامل مع مفاعل خلية التدفق
جاهز للاستخدام الإعداد للكيمياء الكهربية Sono.
Hielscher الفوق صوتيات يوفر سهلة لاستخدام الإعداد sonoelectrochemical مع التكيف ، وتكوين مرنة. هذا الإعداد مناسب للبحث والتطوير العام وتحسين العمليات وكذلك للإنتاج على نطاق متوسط. يمكن استخدام sonotrode في UIP2000hdT (2000 واط ، 20 كيلو هرتز) كقطب كهربائي في إعداد دفعة أو مضمنة مع خلية تدفق. لديها تصميم عزل كهربائي فريد من نوعه. ترقية محول الطاقة الكهروكيميائية سونوكيميائي لا يقلل من الطاقة فوق الصوتية.
سونوترود القياسية / القطب هو الصف 5 التيتانيوم ومصممة لتحسين توحيد كثافة الموجات فوق الصوتية على طول جانبها. تتوفر تصميمات أخرى ومواد أخرى مثل الألومنيوم أو الفولاذ أو الفولاذ المقاوم للصدأ. يحتوي مفاعل خلايا التدفق الخاص لهذا التصميم على جسم من الألومنيوم معزول كهربائيا بواسطة الوصلات البلاستيكية في كلا الطرفين. يمكن استخدام ملف الألمنيوم كقطب قرباني منخفض التكلفة ويمكن استبداله بسهولة بمواد أخرى مثل الفولاذ أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس. تتوفر أقطار أو تصميمات أخرى للخلايا. تحتوي الخلية في الرسم على فجوة تبلغ حوالي 2-4 مم بين القطب بالموجات فوق الصوتية وجسم الخلية. لذلك تسبب الموجات فوق الصوتية التدفق الصوتي والتجويف على جسم الخلية أيضا. جميع العناصر القياسية لهذا التصميم متوفرة في مستودعاتنا في ألمانيا والولايات المتحدة الأمريكية. بالطبع يمكنك استخدام نفس الإعداد لجميع العمليات الأخرى بالموجات فوق الصوتية و sonochemical غير الكهربائية. يعمل هذا الإعداد أيضا للعمليات المدعومة بالموجات فوق الصوتية ذات النبضات الكهربائية العالية (HEP).
مكونات الصف الصناعي المتقدمة
يتم استخدام UIP2000hdT من قبل العديد من العملاء لسد الفجوة بين الاختبار على الطاولة والإنتاج. تم تصميم جميع أدوات Hielscher للتشغيل المستمر – 24 ساعة / 7 د / 365 د. تم تجهيز UIP2000hdT بشاشة تعمل باللمس ، واجهة إيثرنت ، بروتوكول CSV متوافق مع Excel 24/7 على بطاقة SD ومزدوج حراري لمراقبة درجة الحرارة. يمكنك التحكم في UIP2000hdT عبر متصفحك. يتوفر مستشعر ضغط رقمي يتصل ب UIP2000hdT. يمكن أن يظهر لك UIP2000hdT صافي خرج الطاقة الفعلي عند القطب. هذا هو صافي الطاقة فوق الصوتية الميكانيكية في السائل. هذا يسمح لك بمراقبة والتحقق من كل ثانية من صوتنة ، على سبيل المثال للتحكم في العملية أو التحسين. أجهزة الموجات فوق الصوتية من Hielscher توفر نتائج قابلة للتكرار وقابلة للتكرار. يمكنك توسيع نطاق نتائجك خطيا إلى مستوى الإنتاج. بالطبع سوف فريق Hielscher التقني دعم لكم في اقامة التجارب الصحيحة وHielscher سوف تعمل معكم لجعل العملية الخاصة بك تعمل.
مجسات المعالجات بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2000 واط ، 20 كيلو هرتز) بمثابة الكاثود والأنود في خلية التحليل الكهربائي
إذا كنت وافدا جديدا إلى هذا الفرع من الكيمياء ، فستجد المزيد من المعلومات حول الكيمياء الصوتية والكيمياء الكهربائية والكيمياء الكهربية أدناه.
سونوكيمياء + كيمياء كهربائية = سونوكهروكيمياء
Sonoelectrochemistry هو مزيج من الكيمياء الكهربائية والكيمياء الصوتية.
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء الكهربائية تضيف الكهرباء إلى الكيمياء الفيزيائية. إنها وسيلة متقدمة لتنشيط الكواشف أو المواد المتفاعلة عن طريق نقل الإلكترونات. إنه يتيح التحولات الكيميائية المستهدفة والانتقائية. الكيمياء الكهربائية هي ظاهرة سطحية.
سونوكيمياء
تضيف Sonochemistry التدفق الصوتي والتجويف وطاقة التنشيط إلى التفاعلات الكيميائية. أهم آلية في سونوكيمياء هي التجويف. يؤدي انهيار فقاعات التجويف في مجال الموجات فوق الصوتية إلى إنشاء نقاط ساخنة موضعية ذات ظروف قاسية ، مثل درجات حرارة تزيد عن 5000 كلفن ، وضغوط تصل إلى 1000 جو ونفاثات سائلة تصل إلى 1000 كيلومتر في الساعة. هذا يحسن التفاعلات الكهروكيميائية على سطح الأقطاب الكهربائية.
الكيمياء الكهربية الصوتية
تجمع Sonoelectrochemistry بين التقنيتين المذكورتين أعلاه من خلال تطبيق الموجات فوق الصوتية على الإعداد الكهروكيميائي. تؤثر الموجات فوق الصوتية على المعلمات الكهروكيميائية المهمة وكفاءة العمليات الكيميائية. يتم تعزيز المحلول الكهروكيميائي أو الديناميكا المائية للتحليل الكهربائي في الخلية الكهروكيميائية بشكل كبير من خلال وجود الموجات فوق الصوتية. إن اقتران القطب بالقرن فوق الصوتي له آثار إيجابية على نشاط سطح القطب وملف تركيز أنواع التحليل الكهربائي في الخلية بأكملها. تعمل التأثيرات Sonomechanical على تحسين النقل الجماعي للأنواع الكهروكيميائية من المحلول السائب إلى السطح الكهربائي. يقلل القطب بالموجات فوق الصوتية من سمك طبقة الانتشار على سطح القطب ، ويزيد من سمك ترسيب القطب / الطلاء الكهربائي ، ويزيد من المعدلات الكهروكيميائية ، والعوائد والكفاءات ، ويزيد من مسامية وصلابة ترسيب القطب ، ويحسن إزالة الغاز من المحاليل الكهروكيميائية ؛ ينظف سطح القطب ويعيد تنشيطه ، ويقلل من الجهد الزائد للقطب الكهربائي ، عن طريق إزالة المعادن وإزالة فقاعة الغاز على سطح القطب (الناجم عن التجويف والتدفق الصوتي) ، ويمنع تلوث القطب الكهربائي. تشمل تطبيقات الكيمياء الكهربية سونو البلمرة الكهربائية ، التخثير الكهربائي ، التمثيل الكهربائي العضوي ، الكيمياء الكهربائية للمواد ، الكيمياء الكهربائية البيئية ، الكيمياء الكهربائية التحليلية ، إنتاج الهيدروجين وترسيب القطب.
جاهز للاستخدام معدات الموجات فوق الصوتية للعمليات الكهروكيميائية Sono-
الكيمياء الكهربية الصوتية في تطبيقات كيمياء التدفق
إذا قمت بإجراء عمليات كهروكيميائية سونوكيميائية في إعداد التدفق ، يمكنك ضبط وقت بقاء التفاعلات الكهروكيميائية الصوتية عن طريق تغيير معدل التدفق. يمكنك إعادة التدوير للتعرض المتكرر أو الضخ عبر الخلية مرة واحدة. يمكن أن تكون إعادة التدوير مفيدة للتحكم في درجة الحرارة ، على سبيل المثال عن طريق التدفق عبر مبادل حراري للتبريد أو التدفئة.
إذا كنت تستخدم صمام ضغط خلفي عند مخرج مفاعل الخلايا الكهروكيميائية ، فيمكنك زيادة الضغط داخل الخلية. الضغط داخل الخلية هو معلمة مهمة للغاية لتكثيف صوتنة والتأثير على إنتاج مراحل الغاز. من المهم أيضا عند العمل مع المواد المتفاعلة أو المنتجات ذات درجة الغليان المنخفضة.
يسمح التشغيل في وضع التدفق بالتشغيل المستمر وبالتالي إنتاج كميات أكبر.
إذا كانت المادة تتدفق بين قطبين ، على سبيل المثال sonotrode وجدار الخلية ، يمكنك تقليل المسافة بين الأقطاب الكهربائية. هذا يسمح بتحكم أفضل في عدد الإلكترونات المنقولة وانتقائية أفضل للتفاعل. هذا يمكن أن يحسن دقة المنتج والتوزيع والعائد.
بشكل عام ، يمكن أن تكون التفاعلات الكهروكيميائية الصوتية في ترتيب مفاعل خلية التدفق أسرع بكثير من التفاعل التناظري في عملية الدفعات. يمكن إكمال التفاعلات التي قد تستغرق ما يصل إلى عدة ساعات في عدة دقائق ، مما ينتج عنه منتج أفضل.
الأدب / المراجع
- Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.
- Md H. Islam; Odne S. Burheim; Bruno G.Pollet (2019): Sonochemical and sonoelectrochemical production of hydrogen. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 51, March 2019. 533-555.
- Jayaraman Theerthagiri; Jagannathan Madhavan; Seung Jun Lee; Myong Yong Choi; Muthupandian Ashokkumar; Bruno G. Pollet (2020): Sonoelectrochemistry for energy and environmental applications. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 63, 2020.
- Bruno G. Pollet (2019): Does power ultrasound affect heterogeneous electron transfer kinetics? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 6-12.
- Md Hujjatul Islam; Michael T.Y. Paul; Odne S. Burheim; Bruno G. Pollet (2019): Recent developments in the sonoelectrochemical synthesis of nanomaterials. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 59, 2019.
- Sherif S. Rashwan, Ibrahim Dincer, Atef Mohany, Bruno G. Pollet (2019): The Sono-Hydro-Gen process (Ultrasound induced hydrogen production): Challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy, Volume 44, Issue 29, 2019, 14500-14526.
- M.D. Esclapez, V. Sáez, D. Milán-Yáñez, I. Tudela, O. Louisnard, J. González-García (2010): Sonoelectrochemical treatment of water polluted with trichloroacetic acid: From sonovoltammetry to pre-pilot plant scale. Ultrasonics Sonochemistry Volume 17, Issue 6, 2010. 1010-1020.
- L. Cabrera, S. Gutiérrez, P. Herrasti, D. Reyman (2010): Sonoelectrochemical synthesis of magnetite. Physics Procedia Volume 3, Issue 1, 2010. 89-94.