راه اندازی Sonoelectrochemistry – سونوگرافی واتس ۲۰۰۰

سونوالکروشیمی مزایای الکتروشیمی را با سونوشیمی ترکیب می کند. بزرگترین مزیت در این تکنیک ها سادگی، هزینه کم، قابلیت تکثیر و مقیاس پذیری آن ها است. Hielscher Ultrasonics ارائه می دهد راه اندازی کامل sonoelectrochemical برای استفاده دسته ای و خط. از این قرار است:

• ژنراتور مافوق صوت پیشرفته (2000 وات) با تنظیم خودکار، کنترل دامنه و ورود به سیستم داده های پیچیده،
• فرستنده قدرتمند با شاخ مافوق صوت (درجه صنعتی، 2000 وات، 20kHz)،
• عایق الکتریکی است که ارتعاشات مافوق صوت را کاهش نمی دهد
• شاخ تقویت کننده مافوق صوت برای افزایش دامنه و یا کاهش
• طرح های مختلف sonotrode (sonotrode الکترود است. کاتد یا آند.)
• راکتور سلول جریان با دیواره های سلولی قابل تعویض (آلومینیوم، فولاد ضد زنگ، فولاد، مس، …)

شما لازم نیست به اتلاف وقت خود را در حال توسعه راه اندازی خود را فقط به طوری که شما می توانید سونوگرافی با الکتروشیمی ترکیب. شما لازم نیست برای ایجاد تغییرات الکتریکی به تجهیزات سونوگرافی استاندارد. دریافت این راه اندازی sonoelectrochemistry صنعتی و تمرکز تلاش و زمان خود را بر روی تحقیقات شیمیایی خود و بهینه سازی فرایند!

آماده برای استفاده از راه اندازی برای Sonoelectrochemistry

Hielscher Ultrasonics ارائه می دهد آسان برای استفاده از راه اندازی sonoelectrochemical با پیکربندی سازگار، انعطاف پذیر است. این راه اندازی مناسب برای تحقیق عمومی و توسعه و بهینه سازی فرایند و همچنین برای تولید مقیاس متوسط است. sonotrode در UIP2000hdT (2000 وات، 20kHz) می تواند به عنوان یک الکترود در راه اندازی دسته ای و یا در خط با یک سلول جریان استفاده می شود. دارای طراحی انزوای الکتریکی منحصر به فرد است. ارتقاء transducer sonoelectrochemical قدرت مافوق صوت را کاهش نمی دهد.
استاندارد sonotrode / الکترود درجه 5 تیتانیوم است و طراحی شده است برای بهینه سازی یکنواختی شدت مافوق صوت در کنار آن. طرح های دیگر و مواد دیگری مانند آلومینیوم، فولاد یا فولاد ضد زنگ در دسترس هستند. رآکتور سلول جریان ویژه این طراحی دارای بدنه آلومینیومی است که به صورت الکتریکی توسط اتصالات پلاستیکی در هر دو انتهای عایق می شود. پروفایل آلومینیومی می تواند به عنوان یک الکترود قربانی کم هزینه مورد استفاده قرار گیرد و به راحتی می توان آن را با مواد دیگری مانند فولاد، فولاد ضد زنگ یا مس جایگزین کرد. قطر یا طرح های سلولی دیگری نیز در دسترس است. سلول در نقاشی دارای شکافی در حدود ۲ تا ۴ میلی متر بین الکترود مافوق صوت و بدن سلول است. بنابراین امواج مافوق صوت باعث جریان صوتی و حفره بر روی بدن سلول نیز هست. تمام اقلام استاندارد این طراحی در انبارهای ما در آلمان و ایالات متحده آمریکا در دسترس هستند. البته شما می توانید راه اندازی همان برای تمام دیگر فرایندهای غیر الکتریکی مافوق صوت و sonochemical استفاده کنید. این راه اندازی همچنین برای فرایندهای سونوگرافی پشتیبانی شده با پالس های الکتریکی بالا (HEP) کار می کند.

این راه اندازی sonoelectrochemistry چیز زیادی به مورد نظر را ترک نمی کند. تنها چیزی که باقی مانده ممکن است UIP2000hdT دوم به عنوان یک الکترود دوم باشد.

سونوئلکروشیمی

Sonoelectrochemistry ترکیبی از دو تکنیک ذکر شده در بالا با استفاده از امواج فراصوت به راه اندازی الکتروشیمیایی. سونوگرافی بر پارامترهای مهم الکتروشیمیایی و کارایی فرایندهای شیمیایی تأثیر می گذارد. محلول الکتروشیمیایی یا هیدرودینامیک الکتروآنالیت در یک سلول الکتروشیمیایی با وجود سونوگرافی تا حد زیادی افزایش یافته است. جفت شدن یک الکترود به یک شاخ مافوق صوت اثرات مثبتی بر فعالیت سطح الکترود و پروفایل غلظت گونه های الکتروآنالیت در کل سلول دارد. اثرات Sonomechanical بهبود حمل و نقل انبوه گونه های الکتروشیمیایی از محلول فله به سطح الکترواکتیو. الکترود مافوق صوت را کاهش می دهد ضخامت لایه انتشار در سطح الکترود، افزایش ضخامت رسوب الکترود / آبکاری، افزایش نرخ الکتروشیمیایی، عملکرد و کارایی، افزایش درخلخل و سختی رسوب الکترود، بهبود حذف گاز از محلول های الکتروشیمیایی؛ پاک کردن و دوباره فعال کردن سطح الکترود، کاهش می دهد overpotentials الکترود، توسط دلسوزی فلزی و حذف حباب گاز بر روی سطح الکترود (ناشی از حفره و جریان صوتی)، و سرکوب گرفتگی الکترود. کاربردهای سونوالکروشیمی شامل الکتروپلیمریزاسیون، الکتروکواگولاسیون، الکتروسنتز آلی، الکتروشیمی مواد، الکتروشیمی محیطی، شیمی الکتروآنالتیک، تولید هیدروژن و رسوب الکترود است.

Sonoelectrochemistry in Flow Chemistry Applications

اگر فرایندهای سونوئلکروشیمیایی را در یک راه اندازی جریان انجام دهید، می توانید زمان اقامت واکنش های سونوئلکروشیمیایی را با تغییر نرخ جریان تنظیم کنید. شما می توانید برای قرار گرفتن در معرض مکرر و یا پمپ را از طریق سلول یک بار دوباره چرخش. چرخش دوباره می تواند برای کنترل دما سودمند باشد، به عنوان مانند جریان از طریق یک تبادل کننده حرارتی برای خنک کردن یا گرمایش.
اگر از یک دریچه فشار پشت در خروجی رآکتور سلول سونو الکتروشیمیایی استفاده کنید، می توانید فشار داخل سلول را افزایش دهید. فشار داخل سلول پارامتر بسیار مهمی برای تشدید فراصوت و تأثیر بر تولید فازهای گازی است. همچنین در هنگام کار با رآکتورها یا محصولاتی که نقطه جوش پایینی دارند، مهم است.
عملیات در حالت جریان از طریق اجازه می دهد تا عملیات مداوم و در نتیجه تولید حجم بزرگتر.
اگر مواد بین دو الکترود مانند sonotrode و دیواره سلولی جریان داشته باشد، می توانید فاصله بین الکترودها را کاهش دهد. این امکان کنترل بهتر تعداد الکترون های منتقل شده و انتخاب پذیری بهتر واکنش را می دهد. این می تواند دقت محصول، توزیع و عملکرد را بهبود بخشد.
به طور کلی واکنش های سونوئلکروشیمیایی در یک آرایش رآکتور سلول جریانی می تواند بسیار سریع تر از واکنش آنالوگ در یک فرایند دسته ای باشد. واکنش هایی که می توانند تا چند ساعت طول بکشند را می توان در چند دقیقه تکمیل کرد و محصول بهتری تولید کرد.

---

ادبیات/منابع

• 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.