સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી અને તેના ફાયદા
અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી (સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી) વિશે તમારે જે જાણવાની જરૂર છે તે અહીં તમને મળશે: કાર્યકારી સિદ્ધાંત, એપ્લિકેશન્સ, ફાયદા અને સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સાધનો – એક પૃષ્ઠ પર સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી વિશેની તમામ સંબંધિત માહિતી.
શા માટે ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીમાં અલ્ટ્રાસોનિક્સ લાગુ કરવું?
ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમ્સ સાથે ઓછી-આવર્તન, ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોનું સંયોજન મેનીફોલ્ડ લાભો સાથે આવે છે, જે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતા અને રૂપાંતરણ દરમાં સુધારો કરે છે.
Ultrasonics ના કાર્યકારી સિદ્ધાંત
ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ માટે, ઉચ્ચ-તીવ્રતા, ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ જનરેટર દ્વારા જનરેટ કરવામાં આવે છે અને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ (સોનોટ્રોડ) દ્વારા પ્રવાહીમાં પ્રસારિત થાય છે. હાઇ-પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડને 16-30kHz ની રેન્જમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ગણવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રોબ વિસ્તરે છે અને સંકુચિત થાય છે, દા.ત. 20kHz પર, જેનાથી માધ્યમમાં અનુક્રમે 20,000 સ્પંદનો પ્રતિ સેકન્ડે પ્રસારિત થાય છે. જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો પ્રવાહીમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે વૈકલ્પિક ઉચ્ચ-દબાણ (સંકોચન) / નીચા-દબાણ (દુર્લભતા અથવા વિસ્તરણ) ચક્ર મિનિટ શૂન્યાવકાશ પરપોટા અથવા પોલાણ બનાવે છે, જે ઘણા દબાણ ચક્રમાં વધે છે. પ્રવાહી અને પરપોટાના સંકોચન તબક્કા દરમિયાન, દબાણ હકારાત્મક હોય છે, જ્યારે દુર્લભતાના તબક્કામાં શૂન્યાવકાશ (નકારાત્મક દબાણ) ઉત્પન્ન થાય છે. કમ્પ્રેશન-વિસ્તરણ ચક્ર દરમિયાન, પ્રવાહીમાં પોલાણ ત્યાં સુધી વધે છે જ્યાં સુધી તે કદ સુધી પહોંચે નહીં, જ્યાં તેઓ વધુ ઊર્જા શોષી શકતા નથી. આ સમયે, તેઓ હિંસક રીતે ફૂટે છે. તે પોલાણના વિસ્ફોટથી વિવિધ અત્યંત ઊર્જાસભર અસરો થાય છે, જેને એકોસ્ટિક/અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણની ઘટના તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એકોસ્ટિક પોલાણને મેનીફોલ્ડ અત્યંત ઊર્જાસભર અસરો દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જે પ્રવાહી, ઘન/પ્રવાહી પ્રણાલી તેમજ ગેસ/પ્રવાહી પ્રણાલીઓને અસર કરે છે. એનર્જી-ડેન્સ ઝોન અથવા કેવિટેશનલ ઝોનને કહેવાતા હોટ-સ્પોટ ઝોન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબની નજીકમાં સૌથી વધુ ઉર્જા-ગીચ છે અને સોનોટ્રોડથી વધતા અંતર સાથે ઘટે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓમાં સ્થાનિક રીતે ખૂબ ઊંચા તાપમાન અને દબાણ અને સંબંધિત તફાવતો, અશાંતિ અને પ્રવાહી પ્રવાહનો સમાવેશ થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક હોટ-સ્પોટ્સમાં અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણના વિસ્ફોટ દરમિયાન, 5000 કેલ્વિન સુધીનું તાપમાન, 200 વાતાવરણનું દબાણ અને 1000km/h સુધીના પ્રવાહી જેટને માપી શકાય છે. આ ઉત્કૃષ્ટ ઉર્જા-તીવ્ર પરિસ્થિતિઓ સોનોમેકેનિકલ અને સોનોકેમિકલ અસરોમાં ફાળો આપે છે જે વિવિધ રીતે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમ્સને તીવ્ર બનાવે છે.
- માસ ટ્રાન્સફર વધે છે
- ઘન પદાર્થોનું ધોવાણ / વિખેરવું (ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ)
- ઘન/પ્રવાહી સીમાઓનું વિક્ષેપ
- ઉચ્ચ દબાણ ચક્ર
ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમ્સ પર અલ્ટ્રાસોનિક્સની અસરો
વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર વિવિધ અસરો માટે જાણીતો છે, એટલે કે એનોડ અને કેથોડ, તેમજ ઇલેક્ટ્રોલિટીક સોલ્યુશન. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ અને એકોસ્ટિક સ્ટ્રીમિંગ નોંધપાત્ર સૂક્ષ્મ ચળવળ પેદા કરે છે, પ્રવાહી જેટને અસર કરે છે અને પ્રતિક્રિયા પ્રવાહીમાં આંદોલન કરે છે. આના પરિણામે પ્રવાહી/નક્કર મિશ્રણની હાઈડ્રોડાયનેમિક્સ અને હલનચલનમાં સુધારો થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ ઇલેક્ટ્રોડ પર પ્રસરણ સ્તરની અસરકારક જાડાઈ ઘટાડે છે. ઘટાડેલા પ્રસાર સ્તરનો અર્થ એ છે કે સોનિકેશન એકાગ્રતા તફાવતને ઘટાડે છે, એટલે કે ઇલેક્ટ્રોડની નજીકમાં એકાગ્રતાનું સંપાત અને બલ્ક સોલ્યુશનમાં એકાગ્રતા મૂલ્યને અલ્ટ્રાસોનિક રીતે પ્રમોટ કરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન એકાગ્રતા ગ્રેડિયન્ટ્સ પર અલ્ટ્રાસોનિક આંદોલનનો પ્રભાવ ઇલેક્ટ્રોડને તાજા દ્રાવણને કાયમી ખોરાક આપવાની અને પ્રતિક્રિયાવાળી સામગ્રીને કાર્ટિંગ બંધ કરવાની ખાતરી આપે છે. આનો અર્થ એ છે કે સોનિકેશન એ પ્રતિક્રિયા દરને વેગ આપતી અને પ્રતિક્રિયા ઉપજમાં વધારો કરતી એકંદર ગતિશાસ્ત્રમાં સુધારો કર્યો.
સિસ્ટમમાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉર્જાના પ્રવેશ દ્વારા તેમજ મુક્ત રેડિકલની સોનોકેમિકલ રચના દ્વારા, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા, જે અન્યથા ઇલેક્ટ્રોઇનેક્ટિવ હોત, શરૂ કરી શકાય છે. એકોસ્ટિક વાઇબ્રેશન અને સ્ટ્રીમિંગની બીજી મહત્વની અસર એ ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી પરની સફાઈની અસર છે. નિષ્ક્રિય સ્તરો અને ઇલેક્ટ્રોડ પર ફાઉલિંગ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતા અને પ્રતિક્રિયા દરને મર્યાદિત કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન ઇલેક્ટ્રોડ્સને કાયમ માટે સ્વચ્છ અને પ્રતિક્રિયા માટે સંપૂર્ણપણે સક્રિય રાખે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન તેની ડિગાસિંગ અસરો માટે જાણીતું છે, જે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાં પણ ફાયદાકારક છે. પ્રવાહીમાંથી અનિચ્છનીય વાયુઓને દૂર કરવાથી, પ્રતિક્રિયા વધુ અસરકારક રીતે ચાલી શકે છે.
- ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઉપજમાં વધારો
- ઉન્નત ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા ઝડપ
- એકંદર કાર્યક્ષમતામાં સુધારો
- ઘટાડો પ્રસરણ સ્તરો
- ઇલેક્ટ્રોડ પર સામૂહિક ટ્રાન્સફર સુધારેલ છે
- ઇલેક્ટ્રોડ પર સપાટી સક્રિયકરણ
- પેસિવેટિંગ સ્તરો અને ફાઉલિંગને દૂર કરવું
- ઘટાડો ઇલેક્ટ્રોડ ઓવરપોટેન્શિયલ
- સોલ્યુશનનું કાર્યક્ષમ ડિગાસિંગ
- શ્રેષ્ઠ ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ગુણવત્તા
સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીની એપ્લિકેશન્સ
સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી વિવિધ પ્રક્રિયાઓ અને વિવિધ ઉદ્યોગોમાં લાગુ કરી શકાય છે. સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીના ખૂબ જ સામાન્ય કાર્યક્રમોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- નેનોપાર્ટિકલ સિન્થેસિસ (ઇલેક્ટ્રોસિન્થેસિસ)
- હાઇડ્રોજન સંશ્લેષણ
- ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન
- ગંદાપાણીની સારવાર
- ભંગ પ્રવાહી મિશ્રણ
- ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ / ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન
નેનોપાર્ટિકલ્સનું સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિન્થેસિસ
ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમમાં વિવિધ નેનોપાર્ટિકલ્સનું સંશ્લેષણ કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું. મેગ્નેટાઇટ, કેડમિયમ-સેલેનિયમ (CdSe) નેનોટ્યુબ્સ, પ્લેટિનમ નેનોપાર્ટિકલ્સ (NPs), ગોલ્ડ NPs, મેટાલિક મેગ્નેશિયમ, બિસ્મુથીન, નેનો-સિલ્વર, અલ્ટ્રા-ફાઇન કોપર, ટંગસ્ટન-કોબાલ્ટ (W–Co) એલોય નેનોપાર્ટિકલ્સ, સમરિયાકોમપોસિડેટ/રેડકોમૉસિડ , સબ-1nm પોલી(એક્રેલિક એસિડ)-કેપ્ડ કોપર નેનોપાર્ટિકલ્સ અને અન્ય ઘણા નેનો-કદના પાઉડરનું સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીનો ઉપયોગ કરીને સફળતાપૂર્વક ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું છે.
સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ નેનોપાર્ટિકલ સિન્થેસિસના ફાયદાઓમાં સમાવેશ થાય છે
- ઘટાડતા એજન્ટો અને સર્ફેક્ટન્ટ્સથી દૂર રહેવું
- દ્રાવક તરીકે પાણીનો ઉપયોગ
- વિવિધ પરિમાણો (અલ્ટ્રાસોનિક પાવર, વર્તમાન ઘનતા, ડિપોઝિશન સંભવિત અને અલ્ટ્રાસોનિક વિ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પલ્સ ટાઇમ્સ) દ્વારા નેનોપાર્ટિકલ કદનું ગોઠવણ
Ashasssi-Sorkhabi and Bagheri (2014) એ પોલીપાયરોલ ફિલ્મોને સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ રીતે સંશ્લેષિત કરી અને પરિણામોની તુલના ઈલેક્ટ્રોકિકલી સિન્થેઈઝ્ડ પોલીપાયરોલ ફિલ્મો સાથે કરી. પરિણામો દર્શાવે છે કે ગેલ્વેનોસ્ટેટિક સોનોઈલેક્ટ્રોડીપોઝિશન સ્ટીલ પર મજબૂત રીતે અનુકૂલિત અને સરળ પોલિપાયરોલ (PPy) ફિલ્મનું નિર્માણ કરે છે, જેની વર્તમાન ઘનતા 0.1 M ઓક્સાલિક એસિડ/0.1 M પાયરોલ સોલ્યુશનમાં 4 mA cm–2 છે. સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ પોલિમરાઈઝેશનનો ઉપયોગ કરીને, તેઓએ સરળ સપાટી સાથે ઉચ્ચ-પ્રતિરોધક અને સખત PPy ફિલ્મો મેળવી. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી દ્વારા તૈયાર કરાયેલ PPy કોટિંગ્સ St-12 સ્ટીલને નોંધપાત્ર કાટ સુરક્ષા પ્રદાન કરે છે. સંશ્લેષિત કોટિંગ એકસમાન હતું અને ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર દર્શાવે છે. આ તમામ પરિણામો એ હકીકતને આભારી હોઈ શકે છે કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડે રિએક્ટન્ટ્સના સામૂહિક સ્થાનાંતરણમાં વધારો કર્યો અને એકોસ્ટિક પોલાણ દ્વારા ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દરો અને પરિણામે ઊંચા તાપમાન અને દબાણને કારણે. St-12 સ્ટીલ/બે PPy કોટિંગ્સ/કોરોસિવ મીડિયા ઇન્ટરફેસ માટેના અવરોધ ડેટાની માન્યતા KK ટ્રાન્સફોર્મ્સનો ઉપયોગ કરીને તપાસવામાં આવી હતી, અને ઓછી સરેરાશ ભૂલો જોવા મળી હતી.
Hass and Gedanken (2008) એ મેટાલિક મેગ્નેશિયમ નેનોપાર્ટિકલ્સના સફળ સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંશ્લેષણની જાણ કરી. ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન (THF) અથવા ડિબ્યુટીલ્ડિગ્લાઈમ સોલ્યુશનમાં ગ્રિન્ગાર્ડ રીએજન્ટની સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયામાં કાર્યક્ષમતા અનુક્રમે 41.35% અને 33.08% હતી. ગ્રિન્ગાર્ડ સોલ્યુશનમાં AlCl3 ઉમેરવાથી કાર્યક્ષમતામાં નાટ્યાત્મક વધારો થયો, જે તેને THF અથવા dibutyldiglyme માં અનુક્રમે 82.70% અને 51.69% સુધી વધારી.
સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન
અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રમોટેડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ નોંધપાત્ર રીતે પાણી અથવા આલ્કલાઇન સોલ્યુશનમાંથી હાઇડ્રોજન ઉપજમાં વધારો કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિકલી એક્સિલરેટેડ ઇલેક્ટ્રોલિટીક હાઇડ્રોજન સંશ્લેષણ વિશે વધુ વાંચવા માટે અહીં ક્લિક કરો!
અલ્ટ્રાસોનિકલી આસિસ્ટેડ ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન
ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન સિસ્ટમ્સમાં ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ સોનો-ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન તરીકે ઓળખાય છે. અભ્યાસો દર્શાવે છે કે સોનિકેશન ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશનને હકારાત્મક અસર કરે છે, દા.ત., ગંદાપાણીમાંથી આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ્સને દૂર કરવાની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતામાં. ઇલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન પર અલ્ટ્રાસોનિક્સની સકારાત્મક અસર ઇલેક્ટ્રોડ પેસિવેશનના ઘટાડા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. ઓછી-આવર્તન, ઉચ્ચ-તીવ્રતા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ જમા થયેલ નક્કર સ્તરને નષ્ટ કરે છે અને તેમને અસરકારક રીતે દૂર કરે છે, તેથી ઇલેક્ટ્રોડ સતત સંપૂર્ણ રીતે સક્રિય રહે છે. વધુમાં, અલ્ટ્રાસોનિક્સ ઇલેક્ટ્રોડ્સ પ્રતિક્રિયા ઝોનમાં હાજર બંને આયન પ્રકારો, એટલે કે કેશન અને આયનોને સક્રિય કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક આંદોલનના પરિણામે સોલ્યુશન ખવડાવવાની અને કાચા માલ અને ઉત્પાદનને ઈલેક્ટ્રોડ્સમાં અને ત્યાંથી લઈ જવાની ઉચ્ચ સૂક્ષ્મ ગતિમાં પરિણમે છે.
સફળ સોનો-ઈલેક્ટ્રોકોએગ્યુલેશન પ્રક્રિયાઓનાં ઉદાહરણો ફાર્માસ્યુટિકલ ગંદાપાણીમાં Cr(VI) થી Cr(III) નો ઘટાડો છે, ફોસ્ફરસ દૂર કરવાની કાર્યક્ષમતા સાથે ફાઈન રાસાયણિક ઉદ્યોગના પ્રવાહમાંથી કુલ ફોસ્ફરસનું નિરાકરણ 10 મિનિટની અંદર 99.5% હતું. પલ્પ અને પેપર ઉદ્યોગ વગેરેના ગંદકીમાંથી રંગ અને સીઓડી દૂર કરવું. કલર, સીઓડી, સીઆર(VI), ક્યુ(II) અને પી માટે રીપોર્ટેડ દૂર કરવાની કાર્યક્ષમતા 100%, 95%, 100%, 97.3% અને 99.84% હતી. , અનુક્રમે. (સીએફ. અલ-કોદાહ & અલ-શાનાગ, 2018)
પ્રદૂષકોનું સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિગ્રેડેશન
અલ્ટ્રાસોનિકલી પ્રમોટેડ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઓક્સિડેશન અને/અથવા ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓ રાસાયણિક પ્રદૂષકને ડિગ્રેજ કરવા માટે શક્તિશાળી પદ્ધતિ તરીકે લાગુ કરવામાં આવે છે. સોનોમેકનિકલ અને સોનોકેમિકલ મિકેનિઝમ્સ પ્રદૂષકોના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિગ્રેડેશનને પ્રોત્સાહન આપે છે. અલ્ટ્રાસોનિકલી જનરેટેડ પોલાણ તીવ્ર આંદોલન, સૂક્ષ્મ-મિશ્રણ, માસ ટ્રાન્સફર અને ઇલેક્ટ્રોડ્સમાંથી પેસિવેટિંગ સ્તરોને દૂર કરવામાં પરિણમે છે. આ કેવિટેશનલ અસરો મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોડ અને સોલ્યુશન વચ્ચે ઘન-પ્રવાહી સમૂહ ટ્રાન્સફરમાં વધારો કરે છે. સોનોકેમિકલ અસરો સીધી અણુઓ પર અસર કરે છે. પરમાણુઓના હોમોલિટીક ક્લીવેજ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિડન્ટ્સ બનાવે છે. જલીય માધ્યમોમાં અને ઓક્સિજનની હાજરીમાં, HO•, HO2• અને O• જેવા રેડિકલ ઉત્પન્ન થાય છે. •OH રેડિકલ કાર્બનિક પદાર્થોના કાર્યક્ષમ વિઘટન માટે મહત્વપૂર્ણ તરીકે ઓળખાય છે. એકંદરે, સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિગ્રેડેશન ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે અને મોટા જથ્થાના ગંદા પાણીના પ્રવાહો અને અન્ય પ્રદૂષિત પ્રવાહીની સારવાર માટે યોગ્ય છે.
દાખલા તરીકે, Lllanos et al. (2016) એ જાણવા મળ્યું કે જ્યારે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમને સોનિકેશન (સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિસઇન્ફેક્શન) દ્વારા તીવ્ર બનાવવામાં આવી ત્યારે પાણીના જીવાણુ નાશકક્રિયા માટે નોંધપાત્ર સિનર્જિસ્ટિક અસર પ્રાપ્ત થઈ હતી. જીવાણુ નાશકક્રિયા દરમાં આ વધારો ઇ. કોલી સેલ એગોલોમેરેટ્સના દમન તેમજ જંતુનાશક પ્રજાતિઓના ઉન્નત ઉત્પાદન સાથે સંબંધિત હોવાનું જણાયું હતું. એસ્ક્લેપેઝ એટ અલ. (2010) દર્શાવે છે કે ટ્રાઇક્લોરોએસેટિક એસિડ (TCAA) ડિગ્રેડેશનના સ્કેલ-અપ દરમિયાન ખાસ ડિઝાઇન કરેલ સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ રિએક્ટર (જો કે ઑપ્ટિમાઇઝ નથી) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, UIP1000hd સાથે પેદા થયેલા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ફીલ્ડની હાજરીએ વધુ સારા પરિણામો પૂરા પાડ્યા હતા (અપૂર્ણાંક રૂપાંતર 97%, ડિગ્રેડેશન 97%) 26%, પસંદગીક્ષમતા 0.92 અને વર્તમાન કાર્યક્ષમતા 8%) ઓછી અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતા અને વોલ્યુમેટ્રિક પ્રવાહ પર. એ હકીકતને ધ્યાનમાં લેતા, કે પ્રી-પાયલોટ સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ રિએક્ટર હજુ સુધી ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવ્યું ન હતું, તે ખૂબ જ સંભવ છે કે આ પરિણામોમાં હજુ પણ સુધારો થઈ શકે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક વોલ્ટમેટ્રી અને ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન
ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન 15 mA/cm2 ની વર્તમાન ઘનતા પર ગેલ્વેનોસ્ટેટિકલી હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. સોલ્યુશન્સ 5-60 મિનિટ માટે ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન પહેલાં અલ્ટ્રાસોનિકેશનને આધિન હતા. એક Hielscher UP200S પ્રોબ-પ્રકાર અલ્ટ્રાસોનિકેટર 0.5 ના ચક્ર સમયે વપરાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રોબને સોલ્યુશનમાં સીધા ડૂબાડીને અલ્ટ્રાસોનિકેશન પ્રાપ્ત થયું હતું. ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન પહેલાં સોલ્યુશન પર અલ્ટ્રાસોનિક અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, સોલ્યુશનની વર્તણૂકને જાહેર કરવા અને ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન માટે આદર્શ પરિસ્થિતિઓની આગાહી કરવાનું શક્ય બનાવવા માટે ચક્રીય વોલ્ટમેટ્રી (સીવી) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. એવું જોવામાં આવે છે કે જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડપોઝિશન પહેલાં સોલ્યુશનને અલ્ટ્રાસોનિકેશનને આધિન કરવામાં આવે છે, ત્યારે ડિપોઝિશન ઓછા નકારાત્મક સંભવિત મૂલ્યોથી શરૂ થાય છે. આનો અર્થ એ છે કે સોલ્યુશનમાં સમાન પ્રવાહ પર ઓછી સંભવિતતા જરૂરી છે, કારણ કે ઉકેલમાંની પ્રજાતિઓ બિન-અલ્ટ્રાસોનિકેટેડ રાશિઓ કરતાં વધુ સક્રિય વર્તે છે. (સીએફ. યર્દલ & કરહાન 2017)
ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રોબ્સ અને SonoElectroReactors
Hielscher Ultrasonics એ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સ માટે તમારા લાંબા સમયથી અનુભવી ભાગીદાર છે. અમે અત્યાધુનિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ અને રિએક્ટરનું ઉત્પાદન અને વિતરણ કરીએ છીએ, જેનો ઉપયોગ માંગવાળા વાતાવરણમાં હેવી-ડ્યુટી એપ્લિકેશન્સ માટે વિશ્વભરમાં થાય છે. સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી માટે, હિલ્સચરે ખાસ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ વિકસાવ્યા છે, જે કેથોડ અને/અથવા એનોડ તરીકે કામ કરી શકે છે, તેમજ ઈલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ માટે યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર કોષો. અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોડ અને કોષો ગેલ્વેનિક / વોલ્ટેઇક તેમજ ઇલેક્ટ્રોલિટીક સિસ્ટમ્સ માટે ઉપલબ્ધ છે.
શ્રેષ્ઠ પરિણામો માટે ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કંપનવિસ્તાર
બધા Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કરી શકાય તેવા છે અને તેથી R માં વિશ્વસનીય કામના ઘોડા છે.&ડી અને ઉત્પાદન. કંપનવિસ્તાર એ નિર્ણાયક પ્રક્રિયા પરિમાણોમાંનું એક છે જે સોનોકેમિકલ અને સોનોમેકનિકલી પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતા અને અસરકારકતાને પ્રભાવિત કરે છે. બધા Hielscher Ultrasonics’ પ્રોસેસર્સ કંપનવિસ્તારની ચોક્કસ સેટિંગ માટે પરવાનગી આપે છે. Hielscher ના ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર વિતરિત કરી શકે છે અને સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ એપ્લિકેશનની માંગ માટે જરૂરી અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતા પહોંચાડી શકે છે. 24/7 ઓપરેશનમાં 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર સરળતાથી સતત ચલાવી શકાય છે.
ચોક્કસ કંપનવિસ્તાર સેટિંગ્સ અને સ્માર્ટ સોફ્ટવેર દ્વારા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા પરિમાણોનું કાયમી નિરીક્ષણ તમને સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાને ચોક્કસ રીતે પ્રભાવિત કરવાની શક્યતા આપે છે. દરેક સોનિકેશન રન દરમિયાન, તમામ અલ્ટ્રાસોનિક પેરામીટર્સ બિલ્ટ-ઇન SD-કાર્ડ પર આપમેળે રેકોર્ડ થાય છે, જેથી દરેક રનનું મૂલ્યાંકન અને નિયંત્રણ કરી શકાય. સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ માટે શ્રેષ્ઠ sonication!
તમામ સાધનો 24/7/365 સંપૂર્ણ લોડ હેઠળ ઉપયોગ માટે બનાવવામાં આવ્યા છે અને તેની મજબૂતતા અને વિશ્વસનીયતા તેને તમારી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયામાં કામનો ઘોડો બનાવે છે. આ Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોને એક વિશ્વસનીય કાર્ય સાધન બનાવે છે જે તમારી સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.
સર્વોચ્ચ ગુણવત્તા – જર્મનીમાં ડિઝાઇન અને ઉત્પાદિત
કુટુંબ-માલિકીના અને કુટુંબ-સંચાલિત વ્યવસાય તરીકે, Hielscher તેના અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો માટે ઉચ્ચ ગુણવત્તાના ધોરણોને પ્રાધાન્ય આપે છે. બધા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ જર્મનીના બર્લિન નજીક ટેલ્ટો ખાતેના અમારા હેડક્વાર્ટરમાં ડિઝાઇન, ઉત્પાદિત અને સંપૂર્ણ રીતે પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની મજબૂતાઈ અને વિશ્વસનીયતા તેને તમારા ઉત્પાદનમાં કામનો ઘોડો બનાવે છે. સંપૂર્ણ ભાર હેઠળ અને માંગવાળા વાતાવરણમાં 24/7 ઓપરેશન એ Hielscherની ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ અને રિએક્ટર્સની કુદરતી લાક્ષણિકતા છે.
હવે અમારો સંપર્ક કરો અને અમને તમારી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયા જરૂરિયાતો વિશે કહો! અમે તમને સૌથી યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોડ્સ અને રિએક્ટર સેટઅપની ભલામણ કરીશું!
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- 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.
- Yurdal K.; Karahan İ.H. (2017): A Cyclic Voltammetry Study on Electrodeposition of Cu-Zn Alloy Films: Effect of Ultrasonication Time. Acta Physica Polonica Vol 132, 2017. 1087-1090.
- Mason, T.; Sáez Bernal, V. (2012): An Introduction to Sonoelectrochemistry In: Power Ultrasound in Electrochemistry: From Versatile Laboratory Tool to Engineering Solution, First Edition. Edited by Bruno G. Pollet. 2012 John Wiley & Sons, Ltd.
- Llanos, J.; Cotillas, S.; Cañizares, P.; Rodrigo, M. (2016): Conductive diamond sono-electrochemical disinfection 1 ( CDSED ) for municipal wastewater reclamation. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 22, January 2015. 493-498.
- Haas, I.: Gedanken A. (2008): Synthesis of metallic magnesium nanoparticles by sonoelectrochemistry. Chemical Communications 15(15), 2008. 1795-1798.
- Ashassi-Sorkhabi, H.; Bagheri R. (2014): Sonoelectrochemical and Electrochemical Synthesis of Polypyrrole Films on St-12 Steel and Their Corrosion and Morphological Studies. Advances in Polymer Technology Vol. 33, Issue 3; 2014.
- Esclapez, M.D.; VSáez, V.; Milán-Yáñez, D.; Tudela, I.; Louisnard, O.; González-García, J. (2010): Sonoelectrochemical treatment of water polluted with trichloroacetic acid: From sonovoltammetry to pre-pilot plant scale. Ultrasonics Sonochemistry 17, 2010. 1010-1010.