Sonication ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ સુધારે છે

ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ હાઇડ્રોક્સિલ •OH રેડિકલ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ (H₂ઓ₂). અલ્ટ્રાસોનિકેશન સાથે જોડવામાં આવે ત્યારે ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા નોંધપાત્ર રીતે તીવ્ર બની શકે છે. પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાનું સરળ, પરંતુ અત્યંત અસરકારક સંયોજન ઇચ્છિત આમૂલ રચનામાં ધરખમ સુધારો કરે છે અને તેના કારણે તીવ્ર અસરોની પ્રક્રિયા કરે છે.

પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓને કેવી રીતે સુધારે છે?

જ્યારે ઉચ્ચ-શક્તિ / ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેશનને પાણી જેવા પ્રવાહીમાં જોડવામાં આવે છે, ત્યારે એકોસ્ટિક પોલાણની ઘટના જોઈ શકાય છે. કેવિટેશનલ હોટ-સ્પોટમાં, મિનિટ શૂન્યાવકાશ પરપોટા ઉદભવે છે, અને પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોને કારણે કેટલાક ઉચ્ચ-દબાણ / ઓછા-દબાણ ચક્રમાં વધે છે. બિંદુએ, જ્યારે શૂન્યાવકાશ બબલ વધુ ઊર્જાને શોષી શકતો નથી, ત્યારે ઉચ્ચ દબાણ (સંકોચન) ચક્ર દરમિયાન રદબાતલ હિંસક રીતે તૂટી જાય છે. આ બબલ ઇમ્પ્લોઝન અસાધારણ રીતે આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ ઉત્પન્ન કરે છે જ્યાં તાપમાન 5000 K જેટલું ઊંચું હોય છે, 100 MPa જેટલું ઊંચું દબાણ હોય છે અને ખૂબ ઊંચા તાપમાન અને દબાણના તફાવતો થાય છે. વિસ્ફોટ થતા પોલાણ પરપોટા ખૂબ જ તીવ્ર શીયર ફોર્સ (સોનોમેકેનિકલ ઇફેક્ટ્સ) સાથે હાઇ-સ્પીડ લિક્વિડ માઇક્રોજેટ્સ તેમજ પાણીના હાઇડ્રોલિસિસ (સોનોકેમિકલ અસર)ને કારણે OH રેડિકલ જેવી ફ્રી રેડિકલ પ્રજાતિઓ પણ ઉત્પન્ન કરે છે. મુક્ત આમૂલ રચનાની સોનોકેમિકલ અસર અલ્ટ્રાસોનિકલી તીવ્ર ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ માટે મુખ્ય ફાળો આપનાર છે, જ્યારે આંદોલનની સોનોમેકનિકલ અસરો સામૂહિક સ્થાનાંતરણને સુધારે છે, જે રાસાયણિક રૂપાંતરણ દરમાં સુધારો કરે છે.
(ડાબી બાજુનું ચિત્ર સોનોટ્રોડ પર ઉત્પન્ન થયેલ એકોસ્ટિક પોલાણ દર્શાવે છે અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP1000hd. બહેતર દૃશ્યતા માટે નીચેથી લાલ પ્રકાશનો ઉપયોગ થાય છે)

સોનકેમિકલી ઉન્નત ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ માટે અનુકરણીય કેસ સ્ટડીઝ

ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ પર પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સકારાત્મક અસરોનો સંશોધન, પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક સેટિંગમાં રાસાયણિક અધોગતિ, વિશુદ્ધીકરણ અને વિઘટન જેવા વિવિધ કાર્યક્રમો માટે વ્યાપકપણે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. ફેન્ટન અને સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા આયર્ન ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના વિઘટન પર આધારિત છે, જે અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલની રચનામાં પરિણમે છે.
હાઇડ્રોક્સિલ (•OH) રેડિકલ્સ જેવા મુક્ત રેડિકલ ઘણીવાર ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓને તીવ્ર બનાવવાની પ્રક્રિયાઓમાં હેતુપૂર્વક ઉત્પન્ન થાય છે, દા.ત., ગંદા પાણીમાં કાર્બનિક સંયોજનો જેવા પ્રદૂષકોને અધોગતિ કરવા માટે. પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ એ ફેન્ટન પ્રકારની પ્રતિક્રિયાઓમાં મુક્ત આમૂલ રચનાનો સહાયક સ્ત્રોત હોવાથી, ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ સાથે સંયોજનમાં સોનિકેશન એ પ્રદૂષકો, જોખમી સંયોજનો તેમજ સેલ્યુલોઝ સામગ્રીને અધોગતિ કરવા માટે પ્રદૂષક અધોગતિ દરમાં વધારો કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે અલ્ટ્રાસોનિકલી તીવ્ર ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા, કહેવાતા સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા, ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે વધુ કાર્યક્ષમ બનાવે છે તે હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ ઉત્પાદનમાં સુધારો કરી શકે છે.

OH રેડિકલ જનરેશનને વધારવા માટે Sonocatalytic-Fenton પ્રતિક્રિયા

નિનોમિયા એટ અલ. (2013) સફળતાપૂર્વક દર્શાવે છે કે સોનોકેટાલિટીકલી ઉન્નત ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા – ઉત્પ્રેરક તરીકે ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ (TiO2) સાથે સંયોજનમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ – નોંધપાત્ર રીતે ઉન્નત હાઇડ્રોક્સિલ (•OH) રેડિકલ જનરેશન દર્શાવે છે. ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસાઉન્ડની એપ્લિકેશનને અદ્યતન ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા (AOP) શરૂ કરવાની મંજૂરી છે. જ્યારે TiO2 કણોનો ઉપયોગ કરીને સોનોકેટાલિટીક પ્રતિક્રિયા વિવિધ રસાયણોના અધોગતિ માટે લાગુ કરવામાં આવી છે, ત્યારે નિનોમિયાની સંશોધન ટીમે લિગ્નોસેલ્યુલોસિક સામગ્રીના પ્રીટ્રીટમેન્ટ તરીકે લિગ્નીન (છોડની કોષની દિવાલોમાં એક જટિલ કાર્બનિક પોલિમર) ને ડિગ્રેડ કરવા માટે કાર્યક્ષમ રીતે જનરેટ કરેલ •OH રેડિકલનો ઉપયોગ કર્યો. અનુગામી એન્ઝાઇમેટિક હાઇડ્રોલિસિસની સુવિધા.
પરિણામો દર્શાવે છે કે Sonocatalyst તરીકે TiO2 નો ઉપયોગ કરીને સોનોકેટાલિટીક ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા, માત્ર લિગ્નિનના અધોગતિને જ નહીં પરંતુ અનુગામી એન્ઝાઈમેટિક સેક્રીફિકેશનને વધારવા માટે લિગ્નોસેલ્યુલોસિક બાયોમાસની કાર્યક્ષમ પ્રીટ્રીટમેન્ટ પણ છે.
પ્રક્રિયા: સોનોકેટાલિટીક-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા માટે, બંને TiO2 કણો (2 g/L) અને ફેન્ટન રીએજન્ટ (એટલે કે, H2O2 (100 mM) અને FeSO4·7H2O (1 mM)) નમૂનાના ઉકેલ અથવા સસ્પેન્શનમાં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા. સોનોકેટાલિટીક-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા માટે, પ્રતિક્રિયા જહાજમાં નમૂનાનું સસ્પેન્શન 180 મિનિટ માટે સોનિકેટેડ હતું પ્રોબ-ટાઈપ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર UP200S (200W, 24kHz) 35 ડબ્લ્યુની અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પાવર પર સોનોટ્રોડ S14 સાથે. પ્રતિક્રિયા જહાજને કૂલિંગ સર્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીને 25 ° સે તાપમાન જાળવી રાખતા પાણીના સ્નાનમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. કોઈપણ પ્રકાશ-પ્રેરિત અસરોને ટાળવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન અંધારામાં કરવામાં આવ્યું હતું.
અસર: Sonocatalytic Fenton પ્રતિક્રિયા દરમિયાન OH આમૂલ જનરેશનની આ સિનર્જિસ્ટિક વૃદ્ધિ ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાયેલી Fe3+ને આભારી છે, જે Sonocatalytic પ્રતિક્રિયા સાથે પ્રતિક્રિયા જોડાણ દ્વારા પ્રેરિત Fe2+ માં પુનર્જીવિત થઈ રહી છે.
પરિણામો: સોનો-ઉત્પ્રેરક ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા માટે, DHBA સાંદ્રતા સિનર્જિસ્ટિક રીતે 378 μM સુધી વધારવામાં આવી હતી, જ્યારે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને TiO2 વિના ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા માત્ર 115 μM ની DHBA સાંદ્રતા પ્રાપ્ત કરી હતી. ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા હેઠળ કેનાફ બાયોમાસનું લિગ્નિન ડિગ્રેડેશન માત્ર લિગ્નિન ડિગ્રેડેશન રેશિયો હાંસલ કરે છે, જે kD = 0.26 મિનિટ−1 સાથે 120 મિનિટ સુધી રેખીય રીતે વધીને 180 મિનિટે 49.9% સુધી પહોંચ્યું હતું.; જ્યારે સોનોકેટાલિટીક-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા સાથે, લિગ્નિન ડિગ્રેડેશન રેશિયો kD = 0.57 મિનિટ-1 સાથે 60 મિનિટ સુધી રેખીય રીતે વધ્યો, 180 મિનિટ પર 60.0% સુધી પહોંચ્યો.

કેનાફ બાયોમાસના સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોગ્રાફ્સ (SEM) (A) સારવાર ન કરાયેલ નિયંત્રણ, (B) સોનોકેટાલિટીક (US/TiO2), (C) ફેન્ટન (H2O2/Fe2+), અને (D) sonocatalytic-Fenton (US/TiO2 + H2O2) સાથે પ્રીટ્રીટેડ /Fe2+) પ્રતિક્રિયાઓ. સારવારનો સમય 360 મિનિટનો હતો. બાર 10 μm રજૂ કરે છે.
(ચિત્ર અને અભ્યાસ: ©નિનોમિયા એટ અલ., 2013)

સોનોકેમિકલ ફેન્ટન દ્વારા નેફ્ટેલીન ડિગ્રેડેશન

તમામ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇરેડિયેશનની તીવ્રતા માટે બંને પરિબળોના ઉચ્ચતમ (600 mg L-1 હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ સાંદ્રતા) અને સૌથી નીચા (200 mg kg1 નેપ્થાલિન સાંદ્રતા) સ્તરોના આંતરછેદ પર નેપ્થાલિન અધોગતિની સૌથી વધુ ટકાવારી પ્રાપ્ત થઈ હતી. જ્યારે અનુક્રમે 100, 200 અને 400 W પર સોનિકેશન લાગુ કરવામાં આવ્યું ત્યારે તે 78%, 94% અને 97% નેપ્થાલિન ડિગ્રેડેશન કાર્યક્ષમતામાં પરિણમ્યું. તેમના તુલનાત્મક અભ્યાસમાં, સંશોધકોએ Hielscher ultrasonicators નો ઉપયોગ કર્યો UP100H, UP200St, અને UP400St. અધોગતિ કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો એ બંને ઓક્સિડાઇઝિંગ સ્ત્રોતો (અલ્ટ્રાસોનિકેશન અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ) ના સમન્વયને આભારી છે જે લાગુ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને રેડિકલના વધુ કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન દ્વારા Fe ઓક્સાઇડના વધેલા સપાટીના ક્ષેત્રમાં અનુવાદ કરે છે. શ્રેષ્ઠ મૂલ્યો (હાઈડ્રોજન પેરોક્સાઇડનું 600 mg L−1 અને 200 અને 400 W પર નેપ્થાલિન સાંદ્રતાનું 200 mg kg1) સારવારના 2 કલાક પછી જમીનમાં નેપ્થાલિનની સાંદ્રતામાં મહત્તમ 97% સુધીનો ઘટાડો દર્શાવે છે.
(cf. Virkutyte et al., 2009)

A) એલિમેન્ટલ મેપિંગ અને b) માટી પહેલા અને c) અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇરેડિયેશન ટ્રીટમેન્ટ પછીનો SEM-EDS માઇક્રોગ્રામ
(ચિત્ર અને અભ્યાસ: ©Virkutyte et al., 2009)

સોનોકેમિકલ કાર્બન ડિસલ્ફાઇડ ડિગ્રેડેશન

Adewyi અને Appaw એ 20 kHz અને 20 °C ની આવર્તન પર સોનિકેશન હેઠળ સોનોકેમિકલ બેચ રિએક્ટરમાં કાર્બન ડાયસલ્ફાઇડ (CS2) ના સફળ ઓક્સિડેશનનું નિદર્શન કર્યું. અલ્ટ્રાસાઉન્ડની તીવ્રતામાં વધારો સાથે જલીય દ્રાવણમાંથી CS2 ના નિરાકરણમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે. ઉચ્ચ તીવ્રતાના પરિણામે એકોસ્ટિક કંપનવિસ્તારમાં વધારો થયો, જે તીવ્ર પોલાણમાં પરિણમે છે. CS2 થી સલ્ફેટનું સોનોકેમિકલ ઓક્સિડેશન મુખ્યત્વે •OH રેડિકલ અને H2O2 દ્વારા તેની પુનઃસંયોજન પ્રતિક્રિયાઓમાંથી ઉત્પાદિત ઓક્સિડેશન દ્વારા આગળ વધે છે. વધુમાં, આ અભ્યાસમાં નીચા અને ઉચ્ચ-તાપમાન બંને શ્રેણીમાં નીચા EA મૂલ્યો (42 kJ/mol કરતાં ઓછા) સૂચવે છે કે પ્રસરણ-નિયંત્રિત પરિવહન પ્રક્રિયાઓ સમગ્ર પ્રતિક્રિયાને નિર્ધારિત કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ દરમિયાન, સંકોચન તબક્કા દરમિયાન H• અને OH રેડિકલ ઉત્પન્ન કરવા માટે પોલાણમાં હાજર પાણીની વરાળના વિઘટનનો પહેલેથી જ સારી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. •OH રેડિકલ એ ગેસ અને પ્રવાહી બંને તબક્કામાં શક્તિશાળી અને કાર્યક્ષમ રાસાયણિક ઓક્સિડન્ટ છે, અને અકાર્બનિક અને કાર્બનિક સબસ્ટ્રેટ સાથે તેની પ્રતિક્રિયાઓ ઘણીવાર પ્રસરણ-નિયંત્રિત દરની નજીક હોય છે. હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ અને હાઇડ્રોજન પરમાણુ દ્વારા H2O2 અને હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણીનું સોનોલિસિસ જાણીતું છે અને તે કોઈપણ ગેસ, O2 અથવા શુદ્ધ વાયુઓ (દા.ત., Ar) ની હાજરીમાં થાય છે. પરિણામો સૂચવે છે કે ઇન્ટરફેસિયલ રિએક્શન ઝોનમાં મુક્ત રેડિકલ (દા.ત., •OH) ના પ્રસરણની પ્રાપ્યતા અને સંબંધિત દરો દર-મર્યાદિત પગલું અને પ્રતિક્રિયાના એકંદર ક્રમને નિર્ધારિત કરે છે. એકંદરે, સોનોકેમિકલ ઉન્નત ઓક્સિડેટીવ ડિગ્રેડેશન એ કાર્બન ડાયસલ્ફાઇડ દૂર કરવા માટે અસરકારક પદ્ધતિ છે.
(અદેવુયી અને અપ્પાવ, 2002)

અલ્ટ્રાસોનિક ફેન્ટન જેવા ડાય ડિગ્રેડેશન

ઉદ્યોગો કે જેઓ તેમના ઉત્પાદનમાં રંગોનો ઉપયોગ કરે છે તેમાંથી નીકળતું પાણી એ પર્યાવરણીય સમસ્યા છે, જેને ગંદા પાણીના નિકાલ માટે કાર્યક્ષમ પ્રક્રિયાની જરૂર છે. ઓક્સિડેટીવ ફેન્ટન પ્રતિક્રિયાઓ વ્યાપકપણે રંગના પ્રવાહની સારવાર માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જ્યારે સુધારેલ સોનો-ફેન્ટન પ્રક્રિયાઓ તેની ઉન્નત કાર્યક્ષમતા અને તેની પર્યાવરણીય-મિત્રતાને કારણે વધુને વધુ ધ્યાન મેળવી રહી છે.

પ્રતિક્રિયાશીલ રેડ 120 ડાયના અધોગતિ માટે સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા

કૃત્રિમ પાણીમાં પ્રતિક્રિયાશીલ રેડ 120 ડાય (RR-120) ના અધોગતિનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. બે પ્રક્રિયાઓ ધ્યાનમાં લેવામાં આવી હતી: આયર્ન (II) સલ્ફેટ સાથે સજાતીય સોનો-ફેન્ટન અને સિલિકા અને કેલ્સાઈટ રેતી પર જમા થયેલ સિન્થેટિક ગોઈથ અને ગોઈટાઈટ સાથે વિજાતીય સોનો-ફેન્ટન (સંશોધિત ઉત્પ્રેરક GS (સિલિકા રેતી પર જમા થયેલ ગોઈથાઈટ) અને GC (ગોઈથાઈટ રેતી પર જમા થાય છે) ), અનુક્રમે). પ્રતિક્રિયાના 60 મિનિટમાં, સજાતીય સોનો-ફેન્ટન પ્રક્રિયાએ 98.10 % ની અધોગતિને મંજૂરી આપી હતી, જ્યારે pH 3.0 પર ગોઈથાઈટ સાથે વિજાતીય સોનો-ફેન્ટન પ્રક્રિયા માટે 96.07 %થી વિપરીત. RR-120 ના નિરાકરણમાં વધારો થયો જ્યારે એકદમ ગોઇથાઇટને બદલે સંશોધિત ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. કેમિકલ ઓક્સિજન ડિમાન્ડ (COD) અને ટોટલ ઓર્ગેનિક કાર્બન (TOC) માપ દર્શાવે છે કે એકરૂપ સોનો-ફેન્ટન પ્રક્રિયા દ્વારા સૌથી વધુ TOC અને COD દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. બાયોકેમિકલ ઓક્સિજન ડિમાન્ડ (BOD) માપન એ જાણવાની મંજૂરી આપે છે કે BOD/COD નું ઉચ્ચતમ મૂલ્ય વિજાતીય સોનો-ફેન્ટન પ્રક્રિયા (0.88±0.04 સંશોધિત ઉત્પ્રેરક GC સાથે) દ્વારા પ્રાપ્ત થયું હતું, જે દર્શાવે છે કે અવશેષ કાર્બનિક સંયોજનોની બાયોડિગ્રેડબિલિટી નોંધપાત્ર રીતે સુધારેલ છે. .
(cf. Garófalo-Villalta et al. 2020)
બાકી ચિત્ર બતાવે છે અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP100H સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા દ્વારા રેડ ડાઈ ડિગ્રેડેશન માટેના પ્રયોગોમાં વપરાય છે.(અભ્યાસ અને ચિત્ર: ©Garófalo-Villalta et al., 2020.)

એઝો ડાય RO107 નું વિજાતીય સોનો-ફેન્ટન ડિગ્રેડેશન

જાફરઝાદેહ એટ અલ. (2018) એઝો ડાય રિએક્ટિવ ઓરેન્જ 107 (RO107) ને ઉત્પ્રેરક તરીકે મેગ્નેટાઇટ (Fe3O4) નેનોપાર્ટિકલ્સ (MNP) નો ઉપયોગ કરીને સોનો-ફેન્ટન જેવી ડિગ્રેડેશન પ્રક્રિયા દ્વારા સફળતાપૂર્વક દૂર કરવાનું નિદર્શન કર્યું. તેમના અભ્યાસમાં, તેઓએ ઉપયોગ કર્યો Hielscher UP400S અલ્ટ્રાસોનિકેટર ઇચ્છિત રેડિકલ રચના મેળવવા માટે એકોસ્ટિક પોલાણ પેદા કરવા માટે 50% ડ્યુટી સાયકલ (1 સે ચાલુ/1 સે ઓફ) પર 7mm સોનોટ્રોડથી સજ્જ. મેગ્નેટાઇટ નેનોપાર્ટિકલ્સ પેરોક્સિડેઝ જેવા ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરે છે, તેથી ઉત્પ્રેરકની માત્રામાં વધારો વધુ સક્રિય આયર્ન સાઇટ્સ પ્રદાન કરે છે, જે બદલામાં H2O2 ના વિઘટનને વેગ આપે છે જે પ્રતિક્રિયાશીલ OH•ના ઉત્પાદન તરફ દોરી જાય છે.
પરિણામો: એઝો ડાયનું સંપૂર્ણ નિરાકરણ 0.8 g/L MPNs, pH = 5, 10 mM H2O2 સાંદ્રતા, 300 W/L અલ્ટ્રાસોનિક પાવર અને 25 મિનિટ પ્રતિક્રિયા સમય પર મેળવવામાં આવ્યું હતું. આ અલ્ટ્રાસોનિક સોનો-ફેન્ટન જેવી પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીનું પણ વાસ્તવિક કાપડના ગંદાપાણી માટે મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. પરિણામો દર્શાવે છે કે 180 મિનિટના પ્રતિક્રિયા સમય દરમિયાન રાસાયણિક ઓક્સિજનની માંગ (COD) 2360 mg/L થી ઘટીને 489.5 mg/L થઈ હતી. વધુમાં, US/Fe3O4/H2O2 પર ખર્ચ વિશ્લેષણ પણ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. છેલ્લે, અલ્ટ્રાસોનિક/Fe3O4/H2O2 રંગીન ગંદાપાણીના રંગીનીકરણ અને સારવારમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક પાવરમાં વધારો થવાથી મેગ્નેટાઇટ નેનોપાર્ટિકલ્સની પ્રતિક્રિયાશીલતા અને સપાટીના ક્ષેત્રમાં વધારો થયો, જેણે `Fe3+ થી `Fe2+ ના રૂપાંતરણ દરને સરળ બનાવ્યો. હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ ઉત્પન્ન કરવા માટે જનરેટ કરેલ `Fe2+ એ H2O2 પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરી. પરિણામે, અલ્ટ્રાસોનિક પાવરનો વધારો એ US/MNPs/H2O2 પ્રક્રિયાના પ્રભાવને વધારવા માટે દર્શાવવામાં આવ્યો હતો અને સંપર્ક સમયના ટૂંકા ગાળામાં ડીકોલોરાઇઝેશન દરને વેગ આપ્યો હતો.
અભ્યાસના લેખકો નોંધે છે કે અલ્ટ્રાસોનિક પાવર એ વિજાતીય ફેન્ટન-જેવી સિસ્ટમમાં RO107 ડાયના અધોગતિ દરને પ્રભાવિત કરતા સૌથી આવશ્યક પરિબળોમાંનું એક છે.
સોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને અત્યંત કાર્યક્ષમ મેગ્નેટાઇટ સંશ્લેષણ વિશે વધુ જાણો!
(cf. જાફરઝાદેહ એટ અલ., 2018)

5 ના pH પર વિવિધ સંયોજનોમાં RO107 અધોગતિ, MNPs ની માત્રા 0.8 g/L, H2O2 સાંદ્રતા 10 mM, RO107 સાંદ્રતા 50 mg/L, અલ્ટ્રાસોનિક પાવર 300 W અને પ્રતિક્રિયા સમય 30 મિનિટ.
અભ્યાસ અને ચિત્ર: ©જાફરઝાદેહ એટ અલ., 2018.

હેવી-ડ્યુટી અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ

Hielscher Ultrasonics એ એડવાન્સ્ડ ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાઓ (AOP), ફેન્ટન રિએક્શન, તેમજ અન્ય સોનોકેમિકલ, સોનો-ફોટો-કેમિકલ અને સોનો-ઇલેક્ટ્રો-કેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ જેવી હેવી-ડ્યુટી એપ્લિકેશન્સ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ અને રિએક્ટર્સની ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને વિતરણ કરે છે. . અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ (સોનોટ્રોડ્સ), ફ્લો સેલ અને રિએક્ટર કોઈપણ કદમાં ઉપલબ્ધ છે – કોમ્પેક્ટ લેબોરેટરી ટેસ્ટ સાધનોથી લઈને મોટા પાયે સોનોકેમિકલ રિએક્ટર સુધી. Hielscher ultrasonicators પ્રયોગશાળા અને બેન્ચ-ટોપ ઉપકરણોથી લઈને ઔદ્યોગિક સિસ્ટમો સુધી અસંખ્ય પાવર વર્ગો ઉપલબ્ધ છે જે કલાક દીઠ કેટલાક ટન પ્રક્રિયા કરવા સક્ષમ છે.

ચોક્કસ કંપનવિસ્તાર નિયંત્રણ

કંપનવિસ્તાર એ કોઈપણ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાના પરિણામોને પ્રભાવિત કરતી સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિમાણ છે. અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તારનું ચોક્કસ ગોઠવણ Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સને નીચાથી ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર પર ચલાવવા અને વિક્ષેપ, નિષ્કર્ષણ અને સોનોકેમિસ્ટ્રી જેવી એપ્લિકેશનની આવશ્યક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાની સ્થિતિઓ માટે બરાબર કંપનવિસ્તારને ફાઇન-ટ્યુન કરવા માટે પરવાનગી આપે છે.
યોગ્ય સોનોટ્રોડનું કદ પસંદ કરવું અને વૈકલ્પિક રીતે બૂસ્ટર હોર્નનો ઉપયોગ કરવો અને કંપનવિસ્તારમાં વધારાનો વધારો અથવા ઘટાડો એ ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે આદર્શ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ સેટ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આગળની સપાટીના મોટા વિસ્તાર સાથે પ્રોબ/સોનોટ્રોડનો ઉપયોગ કરવાથી અલ્ટ્રાસોનિક ઉર્જા મોટા વિસ્તાર અને નીચા કંપનવિસ્તારમાં વિખેરાઈ જશે, જ્યારે નાના ફ્રન્ટ સપાટી વિસ્તાર સાથે સોનોટ્રોડ વધુ કેન્દ્રિત કેવિટેશનલ હોટ સ્પોટ બનાવીને ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર બનાવી શકે છે.

Hielscher Ultrasonics ખૂબ જ ઊંચી મજબૂતાઈની ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સનું ઉત્પાદન કરે છે અને માગણીની સ્થિતિમાં હેવી-ડ્યુટી એપ્લિકેશન્સમાં તીવ્ર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો પહોંચાડવામાં સક્ષમ છે. બધા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ 24/7 ઓપરેશનમાં સંપૂર્ણ પાવર પહોંચાડવા માટે બનાવવામાં આવ્યા છે. ખાસ સોનોટ્રોડ્સ ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણમાં સોનિકેશન પ્રક્રિયાઓને મંજૂરી આપે છે.

નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે: