فن آوری اولتراسوند Hielscher

Sono-الکتروشیمی و مزایای آن

در اینجا شما همه شما نیاز به دانستن در مورد الکتروشیمی مافوق صوت (sonoelectrochemistry): اصل کار، برنامه های کاربردی، مزایا و تجهیزات سونو الکتروشیمیایی – تمام اطلاعات مربوطه در مورد sonoelectrochemistry در یک صفحه.

چرا استفاده از مافوق صوت به الکتروشیمی؟

ترکیب امواج سونوگرافی با فرکانس پایین، با شدت بالا با سیستم های الکتروشیمیایی همراه با مزایای چند برابر، که بهبود بهره وری و نرخ تبدیل واکنش های الکتروشیمیایی است.

اصل کار مافوق صوت

برای پردازش مافوق صوت با کارایی بالا، با شدت بالا، سونوگرافی با فرکانس پایین توسط ژنراتور سونوگرافی تولید و از طریق یک کاوشگر مافوق صوت (sonotrode) به یک مایع منتقل می شود. سونوگرافی با قدرت بالا در محدوده 16-30kHz در نظر گرفته شده است. کاوشگر سونوگرافی گسترش می یابد و منقبض می شود به عنوان مانند، در ۲۰kHz، در نتیجه به ترتیب ۲۰٬۰۰۰ ارتعاش در ثانیه به محیط منتقل می شود. هنگامی که امواج مافوق صوت را از طریق مایع سفر, متناوب فشار بالا (فشرده سازی) / کم فشار (نادر و یا گسترش) چرخه ایجاد حباب خلاء دقیقه و یا حفره, که بیش از چندین چرخه فشار رشد. در طول فاز فشرده سازی مایع و حباب ها، فشار مثبت است، در حالی که فاز کمیاب کشش یک خلاء (فشار منفی) تولید می کند. در طول چرخه های فشرده سازی-انبساط، حفره های داخل مایع تا رسیدن به اندازه ای رشد می کنند که در آن نمی توانند انرژی بیشتری را جذب کنند. در این مرحله، آنها با خشونت نفوذ می کنند. implosion از آن حفره نتایج در اثرات مختلف بسیار پر انرژی, که به عنوان پدیده حفره صوتی / مافوق صوت شناخته شده. حفره صوتی با اثرات بسیار پر انرژی چند برابر مشخص, که مایعات تاثیر, سیستم های جامد / مایع و همچنین سیستم های گاز / مایع. منطقه انرژی متراکم یا منطقه حفره ای به اصطلاح منطقه نقطه داغ شناخته می شود، که بیشتر انرژی متراکم در مجاورت نزدیک کاوشگر مافوق صوت است و با افزایش فاصله از sonotrode کاهش می یابد. ویژگی های اصلی حفره مافوق صوت عبارتند از محلی رخ می دهد درجه حرارت بسیار بالا و فشار و دیال مربوطه, اغتشاشات, و جریان مایع. در طول نفوذ حفره های مافوق صوت در نقاط داغ مافوق صوت، درجه حرارت تا 5000 کلوین، فشار تا 200 جو و جت مایع با تا 1000km/h را می توان اندازه گیری. این شرایط برجسته انرژی شدید به اثرات سونومکانیکی و سونوشیمیایی کمک می کند که سیستم های الکتروشیمیایی را به روش های مختلف تشدید می کند.

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

کاوشگرهای پردازنده های مافوق صوت UIP2000hdT (2000 وات، 20kHz) به عنوان کاتد و آند در یک سلول الکترولیتی عمل می کنند

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


اثرات مافوق صوت بر واکنش های الکتروشیمیایی

  • انتقال جرم را افزایش می دهد
  • فرسایش / پراکنده از مواد جامد (الکترولیت)
  • اختلال در مرزهای جامد / مایع
  • چرخه های فشار بالا

اثرات فراصوت بر سیستم های الکتروشیمیایی

کاربرد امواج فراصوت به واکنش های الکتروشیمیایی برای اثرات مختلف بر الکترودها، به عنوان یکی از آند و کاتد، و همچنین محلول الکترولیتی شناخته شده است. حفره مافوق صوت و جریان صوتی تولید حرکت میکرو قابل توجهی, مانع جت مایع و بی قراری به مایع واکنش. این نتیجه در بهبود هیدرودینامیک و حرکت مخلوط مایع / جامد. حفره مافوق صوت ضخامت موثر لایه انتشار در یک الکترود را کاهش می دهد. یک لایه انتشار کاهش یافته به این معنی است که فراصوت تفاوت غلظت را به حداقل می رسد، به این معنی که همگرایی غلظت در مجاورت یک الکترود و ارزش غلظت در محلول فله به صورت مافوق صوت ترویج می شود. تاثیر بی قراری مافوق صوت بر گرادیان غلظت در طول واکنش تضمین تغذیه دائمی از راه حل تازه به الکترود و کارت کردن مواد واکنش نشان داده شده است. این بدان معنی است که فراصوت بهبود جنبشی کلی سرعت واکنش شتاب و افزایش عملکرد واکنش.
با معرفی انرژی مافوق صوت به سیستم و همچنین تشکیل سونوشیمیایی رادیکال های آزاد، واکنش الکتروشیمیایی، که در غیر این صورت می توانست الکترویناکتیو باشد، می تواند آغاز شود. 
یکی دیگر از اثرات مهم لرزش صوتی و جریان اثر تمیز کردن بر سطوح الکترود است. لایه های منفعل کننده و گرفتگی در الکترودها کارایی و میزان واکنش واکنش های الکتروشیمیایی را محدود می کند. امواج فراصوت الکترودها را به طور دائم تمیز و کاملاً فعال برای واکنش نگه می دارد. امواج فراصوت به خوبی برای اثرات گاز زدایی آن شناخته شده است، که در واکنش های الکتروشیمیایی مفید هستند، بیش از حد. از بین بردن گازهای ناخواسته از مایع، واکنش می تواند اثر بخش تر اجرا شود.

مزایای الکتروشیمی مافوق صوت ترویج

  • افزایش بازده الکتروشیمیایی
  • 􏰭 سرعت واکنش الکتروشیمیایی مملو از
  • بهبود کارایی کلی
  • کاهش انتشار 􏰭 لایه
  • انتقال جرم بهبود یافته در الکترود
  • فعال سازی سطح در الکترود
  • حذف لایه های منفعل کننده و گرفتگی
  • 􏰭 بیش از حد الکترود 􏰭
  • degassing کارآمد از راه حل
  • کیفیت آبکاری برتر
Ultrasonic electrodes improve the efficiency, yield and conversion rate of electrochemical processes.

کاوشگر مافوق صوت به عنوان الکترود عمل می کند. امواج سونوگرافی ترویج واکنش های الکتروشیمیایی و در نتیجه بهبود بهره وری, بازده بالاتر و نرخ تبدیل سریع تر.
هنگامی که فراصوت با الکتروشیمی ترکیب می شود، این سونو-الکتروشیمی است.

کاربردهای سونوئلکروشیمی

سونوئلکروشیمی می تواند در مورد فرایندهای مختلف و در صنایع مختلف به کار گرفته شود. کاربردهای بسیار رایج سونوئلکروشیمی شامل موارد زیر است:

  • سنتز نانوذرات (الکتروسنتز)
  • سنتز هیدروژن
  • الکتروکواگولاسیون
  • تصفیه فاضلاب
  • شکستن امولسون ها
  • آبکاری / الکتروداژ

سنتز سونو الکتروشیمیایی نانوذرات

امواج فراصوت موفق به سنتز نانوذرات مختلف در یک سیستم الکتروشیمیایی به کار گرفت. نانولوله های مگنتیت، کادمیوم-سلنیوم (CdSe)، نانوذرات پلاتین (NPs)، NPs طلا، منیزیم فلزی، بیيسموتن، نانو نقره، مس فوق العاده ریز، نانوذرات آلیاژ تنگستن-کبالت (W–Co) ، سامره/کاهش نانوکامپوزیت اکسید گرافن، پلی زیر 1nm (اسید اکریلیک)- نانوذرات مسی پوش و بسیاری دیگر از پودرهای به اندازه نانو با استفاده از سونولکتروشیمی به طور تصادفی تولید شده اند.
مزایای سنتز نانوذرات sonoelectrochemical شامل

  • اجتناب از عوامل کاهش و surfactants
  • استفاده از آب به عنوان حلال
  • تنظیم اندازه نانوذرات توسط پارامترهای مختلف (قدرت مافوق صوت، چگالی فعلی، پتانسیل رسوب و مافوق صوت در مقابل زمان پالس الکتروشیمیایی)

Ashasssi-Sorkhabi and Bagheri (2014) synthesized polypyrrole films sonoelectrochemically and compared the results to electrocheically syntheised polypyrrole films. نتایج نشان می دهد که سونولوالکتروداژ گالواناستاتیک یک فیلم پلی پایبند و صاف قوی بر روی فولاد تولید کرد که چگالی فعلی آن 4 میلی متر سانتی متر–2 در محلول 0.1 M oxalic acid/0.1 M pyrrole بود. با استفاده از پلیمریزاسیون سونوئلکروشیمیایی، فیلم های PPy با مقاومت بالا و سخت با سطح صاف به دست آورد. نشان داده شده است که پوشش های PPy تهیه شده توسط sonoelectrochemistry حفاظت خوردگی قابل توجهی را به فولاد St-12 فراهم می کند. پوشش سنتز شده یکنواخت بود و مقاومت خوردگی بالایی را به نمایش می گذاشتند. همه این نتایج ممکن است به این واقعیت است که سونوگرافی افزایش انتقال جرم واکنش دهنده ها نسبت داده شده و باعث نرخ واکنش شیمیایی بالا از طریق حفره صوتی و در نتیجه درجه حرارت بالا و فشار. روایی داده های مپدانس برای پوشش های PPy/2 فولادی-St-12/corrosive media interface با استفاده از تبدیلات KK بررسی و خطاهای متوسط پایین مشاهده شد.

Hass and Gedanken (2008) reported the successful sono-electrochemical synthesis of metallic magnesium nanoparticles. کارايی در روند سونوئلکروشيمی ريجنت گرينگارد در تتراهيدروفوران (THF) و يا در محلول دي بوتيلديگليم به ترتیب 35/41 درصد و 08/33 درصد بود. اضافه کردن AlCl3 به محلول Gringard کارایی را به طور چشمگیری افزایش داد و آن را به ترتیب به 82.70 درصد و 51.69 درصد در THF یا dibutyldiglyme افزایش داد.

تولید هیدروژن سونو-الکتروشیمیایی

الکترولیز اولتراسونیک ترویج به طور قابل توجهی افزایش عملکرد هیدروژن از آب و یا محلول های قلیایی. اینجا را کلیک کنید برای خواندن بیشتر در مورد سنتز هیدروژن الکترولیتیک با شتاب مافوق صوت!

الکترو انعقاد به کمک مافوق صوت

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.
مثال هایی برای فرایندهای موفق سونو-الکتروکوآگلاسیون عبارتند از کاهش Cr(VI) به Cr(III) در فاضلاب دارویی، حذف فسفر کل از فاضلاب های صنعت شیمیایی ریز با کارایی حذف فسفر 99.5 درصد در عرض 10 دقیقه، حذف رنگ و COD از فاضلاب های صنعت خمیر و کاغذ و غیره. کارایی حذف گزارش شده برای رنگ، COD، Cr(VI)، Cu(II) و P به ترتیب 100 درصد، 95 درصد، 100 درصد، 3/97 درصد و 84/99 درصد بود. (cf. Al-Qodah & الشنگ، ۲۰۱۸)

تخریب سونو الکتروشیمیایی آلاینده ها

اکسیداسیون الکتروشیمیایی ترویج مافوق صوت و / یا واکنش های کاهش به عنوان روش قدرتمند برای تخریب آلاینده های شیمیایی اعمال می شود. مکانیسم های سونومکانیکی و سونوشیمیایی باعث ترویج تخریب الکتروشیمیایی آلاینده ها می شوند. امواج فراصوت تولید cavitation نتایج در بی قراری شدید, میکرو مخلوط کردن, انتقال جرم و حذف لایه های منفعل کننده از الکترود. این اثرات حفره ای عمدتا منجر به افزایش انتقال جرم جامد مایع بین الکترودها و محلول. اثرات سونوشیمیایی به طور مستقیم مولکول ها را تحت تاثیر قرار می دهد. کلافگی همولیتیک مولکول ها اکسید کننده های بسیار واکنش پذیر ایجاد می کند. در رسانه های آبی و در حضور اکسیژن، رادیکال هایی مانند HO•، HO2 و O تولید می شوند. •رادیکال های OH برای تجزیه کارآمد مواد آلی مهم شناخته شده است. به طور کلی تخریب سونئو-الکتروشیمیایی کارایی بالایی از خود نشان می دهد و برای تصفیه حجم زیادی از جریان های فاضلاب و سایر مایعات آلوده مناسب است.
به عنوان مثال، Lllanos و همکاران (2016) دریافتند که اثر هم افزایی قابل توجهی برای ضدعفونی آب هنگامی که سیستم الکتروشیمیایی با فراصوت (ضدعفونی سونو الکتروشیمیایی) تشدید شد، به دست آمد. این افزایش نرخ ضدعفونی کننده مربوط به سرکوب آگولومراهای سلول ای کلی و همچنین افزایش تولید گونه های ضدعفونی کننده بود. 
Esclapez و همکاران (2010) نشان داد که یک راکتور سونولکروشیمیایی به طور خاص طراحی شده (با این حال بهینه نشده) در طول مقیاس بالا از تخریب اسید تریکلورواستیک (TCAA) استفاده می شود، حضور میدان سونوگرافی تولید شده با UIP1000hd نتایج بهتری را فراهم کرد (تبدیل کسری 97 درصد، کارایی تخریب 26 درصد، انتخاب پذیری 92/0 و کارایی فعلی 8 درصد) در شدت های مافوق صوت پایین تر و جریان حجمی. با توجه به این واقعیت که رآکتور سونوئلکروشیمیایی پیش خلبان هنوز بهینه نشده بود، بسیار محتمل است که این نتایج حتی بیشتر بهبود یابد.

ولتامتری مافوق صوت و الکتروداژ

الکتروداژ به صورت گالوانواستاتیک در چگالی جریان 15 میلی اتسع بر سانتی متر مربع انجام شد. محلول ها قبل از الکتروداژ به مدت ۵–۶۰ دقیقه تحت امواج فراصوت قرار گرفت. یک هایلشر UP200S پروب نوع مافوق صوت در زمان چرخه 0.5 مورد استفاده قرار گرفت. امواج فراصوت به طور مستقیم فرو بردن کاوشگر سونوگرافی را به راه حل به دست آورد. برای ارزیابی تاثیر مافوق صوت بر محلول قبل از الکتروداژ، ولتامتری چرخه ای (CV) به منظور آشکار کردن رفتار محلول مورد استفاده قرار گرفت و پیش بینی شرایط ایده آل برای الکتروداژ را امکان پذیر می سازد. مشاهده می شود که وقتی محلول قبل از الکتروداژی تحت امواج فراصوت قرار می گیرد، رسوب در مقادیر پتانسیل منفی کمتری آغاز می شود. این بدان معنی است که در همان جریان در راه حل پتانسیل کمتر مورد نیاز است، به عنوان گونه در راه حل رفتار فعال تر از آنهایی که غیر فراصوت. (cf. Yurdal & کاراهان ۲۰۱۷)

UIP2000hdT مافوق صوت (2000 وات، 20kHz) به عنوان کاتد و / یا آند در مخزن

UIP2000hdT مافوق صوت (2000 وات، 20kHz) به عنوان کاتد و / یا آند در مخزن

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


پروب های الکتروشیمیایی با کارایی بالا و سونوالکتروکتورها

Hielscher مافوق صوت شریک طولانی مدت خود را با تجربه برای سیستم های مافوق صوت با عملکرد بالا است. ما تولید و توزیع دولت از هنر کاوشگر مافوق صوت و راکتور، که در سراسر جهان برای برنامه های کاربردی سنگین در محیط های خواستار استفاده می شود. برای sonoelectrochemistry، Hielscher توسعه یافته است پروب های مافوق صوت خاص، که می تواند به عنوان کاتد و / یا آند عمل می کنند، و همچنین سلول های راکتور مافوق صوت مناسب برای واکنش های الکتروشیمیایی. الکترودها و سلول های مافوق صوت برای گالوانیک / ولتایک و همچنین سیستم های الکترولیتی در دسترس هستند.

دامنه های دقیقا قابل کنترل برای نتایج مطلوب

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.تمام پردازنده های مافوق صوت Hielscher دقیقا قابل کنترل و در نتیجه اسب کار قابل اعتماد در R&د و تولید. دامنه یکی از پارامترهای فرایند بسیار مهم است که بر کارایی و اثربخشی واکنش های ناشی از سونوشیمیایی و سونومکانیکی تأثیر می گذارد. تمام اولتراسونیک Hielscher’ پردازنده ها امکان تنظیم دقیق دامنه را می دهند. پردازنده های مافوق صوت صنعتی Hielscher می تواند دامنه های بسیار بالا ارائه و ارائه شدت مافوق صوت مورد نیاز برای درخواست برنامه های کاربردی سونو الکتروشامی. دامنه تا 200μm به راحتی می تواند به طور مداوم در 24/7 عمل اجرا شود.
تنظیمات دامنه دقیق و نظارت دائمی از پارامترهای فرایند مافوق صوت از طریق نرم افزار هوشمند به شما امکان تاثیر بر واکنش sonoelectrochemical دقیقا. در طول هر اجرای فراصوت, تمام پارامترهای مافوق صوت به طور خودکار بر روی ساخته شده در SD کارت ثبت, به طوری که هر اجرا می تواند ارزیابی و کنترل. فراصوت بهینه برای کارآمدترین واکنش های sonoelectrochemical!
تمام تجهیزات برای استفاده 24/7/365 تحت بار کامل ساخته شده است و استحکام و قابلیت اطمینان آن را به اسب کار در فرایند الکتروشیمیایی خود را. این باعث می شود تجهیزات مافوق صوت Hielscher یک ابزار کار قابل اعتماد است که انجام sonoelectrochemical فرایند مورد نیاز خود را.

بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت در آلمان

Hielscher به عنوان یک کسب و کار متعلق به خانواده و خانواده اداره می شود، بالاترین استانداردهای با کیفیت را برای پردازنده های مافوق صوت خود اولویت بندی می کند. تمام مافوق صوت ها طراحی، تولید و به طور کامل در مقر ما در Teltow در نزدیکی برلین، آلمان آزمایش شده است. استحکام و قابلیت اطمینان از تجهیزات مافوق صوت Hielscher آن را یک اسب کار در تولید خود را. 24/7 عملیات تحت بار کامل و در محیط های خواستار یک ویژگی طبیعی از پروب های مافوق صوت با عملکرد بالا Hielscher و راکتور است.

تماس با ما در حال حاضر و ما در مورد نیازهای فرایند الکتروشیمیایی خود را بگویید! ما به شما توصیه مناسب ترین الکترودهای مافوق صوت و راه اندازی راکتور!

تماس با ما! / از ما بپرسید!

برای اطلاعات بیشتر بپرسید

لطفا فرم زیر را برای درخواست اطلاعات اضافی در مورد پردازنده مافوق صوت ، برنامه های کاربردی و قیمت استفاده کنید. ما خوشحال خواهد شد که به بحث در مورد روند خود را با شما و به شما ارائه سیستم اولتراسونیک جلسه مورد نیاز خود را!









لطفا توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


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

Hielscher مافوق صوت تولید هموژنایزر مافوق صوت با عملکرد بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکنده، تقلید و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی است.

ادبیات/منابع