Nastavení sonoelektrochemie – 2000 W ultrazvuk

Sonoelektrochemie kombinuje výhody elektrochemie se sonochemií. Největší výhodou těchto technik je jejich jednoduchost, nízká cena, reprodukovatelnost a škálovatelnost. Hielscher Ultrasonics nabízí kompletní sonoelektrochemické nastavení pro dávkové a inline použití. Skládá se z:

• pokročilý ultrazvukový generátor (2000 W) s automatickým laděním, řízením amplitudy a sofistikovaným záznamem dat,
• výkonný měnič s ultrazvukovou houkačkou (průmyslová kvalita, 2000 W, 20 kHz),
• elektrický izolátor, který nesnižuje ultrazvukové vibrace
• Ultrazvukové posilovací houkačky pro zvýšení nebo snížení amplitudy
• různé designy sonotrod (Sonotroda je elektroda. Katoda nebo anoda.)
• reaktor s průtočnou buňkou s vyměnitelnými stěnami článků (hliník, nerezová ocel, ocel, měď, …)

Nemusíte ztrácet čas vývojem vlastního nastavení jen proto, abyste mohli kombinovat ultrazvuk s elektrochemií. Na standardním ultrazvukovém zařízení nemusíte provádět elektrické úpravy. Pořiďte si toto nastavení průmyslové sonoelektrochemie a zaměřte své úsilí a čas na chemický výzkum a optimalizaci procesů!

Připraveno k použití Nastavení pro sonoelektrochemii

Hielscher Ultrasonics nabízí snadno použitelné sonoelektrochemické nastavení s přizpůsobitelnou, flexibilní konfigurací. Toto nastavení je vhodné pro obecný výzkum a vývoj a optimalizaci procesů, stejně jako pro výrobu ve středním měřítku. Sonotroda na UIP2000hdT (2000 wattů, 20kHz) může být použita jako elektroda v dávkovém nastavení nebo inline s průtokovou celou. Má jedinečný design elektrické izolace. Upgrade sonoelektrochemického měniče nesnižuje výkon ultrazvuku.
Standardní sonotroda/elektroda je titan třídy 5 a je navržena tak, aby optimalizovala rovnoměrnost ultrazvukové intenzity podél své strany. K dispozici jsou i jiná provedení a další materiály, jako je hliník, ocel nebo nerezová ocel. Speciální reaktor s průtočnými články této konstrukce má hliníkové těleso, které je elektricky izolováno plastovými spoji na obou koncích. Hliníkový profil lze použít jako levnou obětní elektrodu a lze jej snadno nahradit jinými materiály, jako je ocel, nerezová ocel nebo měď. K dispozici jsou i jiné průměry článků nebo provedení. Buňka na výkresu má mezi ultrazvukovou elektrodou a tělem článku mezeru asi 2-4 mm. Ultrazvukové vlny proto způsobují akustické proudění a kavitaci i na buněčném těle. Všechny standardní položky tohoto designu jsou k dispozici v našich skladech v Německu a USA. Stejné nastavení můžete samozřejmě použít pro všechny ostatní neelektrické, ultrazvukové a sonochemické procesy. Toto nastavení funguje také pro procesy podporované ultrazvukem s vysokými elektrickými impulsy (HEP).

Pokročilé komponenty průmyslové kvality

UIP2000hdT je používán mnoha zákazníky k překlenutí mezery mezi stolním testováním a výrobou. Všechny přístroje Hielscher jsou konstruovány pro nepřetržitý provoz – 24h/7d/365d. UIP2000hdT je vybaven dotykovou obrazovkou, ethernetovým rozhraním, 24/7 Excel kompatibilním protokolem CSV na SD kartě a termočlánkem pro sledování teploty. UIP2000hdT můžete ovládat prostřednictvím svého prohlížeče. K dispozici je digitální tlakový senzor, který se připojuje k UIP2000hdT. UIP2000hdT vám může ukázat skutečný čistý výkon na elektrodě. Jedná se o čistou mechanickou ultrazvukovou energii v kapalině. To vám umožní sledovat a ověřovat každou sekundu sonikace, např. pro řízení nebo optimalizaci procesu. Ultrazvuková zařízení od společnosti Hielscher poskytují velmi reprodukovatelné a opakovatelné výsledky. Výsledky můžete škálovat lineárně na produkční úroveň. Technický tým Hielscher vás samozřejmě podpoří při nastavování správných experimentů a Hielscher s vámi bude spolupracovat, aby váš proces fungoval.

Toto sonoelektrochemické nastavení nezanechává mnoho přání. Jediné, co může zbýt, může být druhý UIP2000hdT jako druhá elektroda.

Pokud jste v tomto oboru chemie nováčkem, níže najdete více informací o sonochemii, elektrochemii a sonoelektrochemii.

Sonochemie + Elektrochemie = Sonoelektrochemie

Sonoelektrochemie je kombinací elektrochemie a sonochemie.

elektrochemie

Elektrochemie přidává elektřinu k fyzikální chemii. Jedná se o pokročilý způsob aktivace činidel nebo reaktantů přenosem elektronů. Umožňuje cílené, selektivní chemické transformace. Elektrochemie je povrchový jev.

Sonochemie

Sonochemie přidává k chemickým reakcím akustický a kavitační tok a aktivační energii. Nejdůležitějším mechanismem v sonochemii je kavitace. Kolaps kavitačních bublin v ultrazvukovém poli vytváří lokalizovaná horká místa s extrémními podmínkami, jako jsou teploty vyšší než 5000 Kelvinů, tlaky až 1000 atmosfér a trysky kapalin až 1000 kilometrů za hodinu. Tím se zlepšují elektrochemické reakce na povrchu elektrod.
Přečtěte si více o sonochemii!

sonoelektrochemie

Sonoelektrochemie kombinuje dvě výše uvedené techniky aplikací ultrazvuku na elektrochemické nastavení. Ultrazvuk ovlivňuje důležité elektrochemické parametry a účinnost chemických procesů. Elektrochemický roztok nebo hydrodynamika elektroanalytu v elektrochemickém článku je výrazně vylepšena přítomností ultrazvuku. Spojení elektrody s ultrazvukovým rohem má pozitivní vliv na povrchovou aktivitu elektrody a koncentrační profil elektroanalytů v celém článku. Sonomechanické účinky zlepšují transport elektrochemických látek z objemového roztoku na elektroaktivní povrch. Ultrazvuková elektroda snižuje tloušťku difúzní vrstvy na povrchu elektrody, zvyšuje tloušťku elektrodového nanášení/galvanického pokovování, zvyšuje elektrochemické rychlosti, výtěžky a účinnosti, zvyšuje pórovitost a tvrdost depozice elektrody, zlepšuje odstraňování plynu z elektrochemických roztoků; Čistí a reaktivuje povrch elektrody, snižuje nadměrný potenciál elektrody tím, že odstraňuje kovové výboje a plynové bubliny na povrchu elektrody (vyvolané kavitací a akustickým tokem) a potlačuje zanášení elektrod. Aplikace sonoelektrochemie zahrnují elektropolymeraci, elektrokoagulaci, organickou elektrosyntézu, materiálovou elektrochemii, environmentální elektrochemii, elektroanalytickou chemii, výrobu vodíku a elektrodovou depozici.

Sonoelektrochemie v aplikacích průtokové chemie

Pokud provádíte sonoelektrochemické procesy v nastavení toku, můžete upravit dobu zdržení sonoelektrochemických reakcí změnou průtoku. Můžete recirkulovat pro opakovanou expozici nebo jednou pumpovat přes článek. Recirkulace může být výhodná pro regulaci teploty, např. průtokem přes výměník tepla pro chlazení nebo vytápění.
Pokud použijete zpětný ventil na výstupu ze sono-elektrochemického reaktoru článku, můžete zvýšit tlak uvnitř článku. Tlak uvnitř článku je velmi důležitým parametrem pro zesílení sonikace a ovlivnění produkce plynných fází. Je to také důležité při práci s reaktanty nebo produkty s nízkým bodem varu.
Provoz v průtočném režimu umožňuje nepřetržitý provoz a tím i výrobu větších objemů.
Pokud materiál proudí mezi dvěma elektrodami, např. sonotrodou a buněčnou stěnou, můžete vzdálenost mezi elektrodami zmenšit. To umožňuje lepší kontrolu nad počtem přenesených elektronů a lepší selektivitu reakce. To může zlepšit přesnost, distribuci a výtěžnost produktu.
Obecně platí, že sonoelektrochemické reakce v uspořádání reaktoru s průtokovou buňkou mohou být mnohem rychlejší než analogová reakce v dávkovém procesu. Reakce, které mohou trvat až několik hodin, mohou být dokončeny během několika minut, čímž se vytvoří lepší produkt.

Literatura / Reference