સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી સેટઅપ – 2000 વોટ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ

સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્રના ફાયદાઓને સોનોકેમિસ્ટ્રી સાથે જોડે છે. આ તકનીકોનો સૌથી મોટો ફાયદો તેમની સરળતા, ઓછી કિંમત, પુનરુત્પાદકતા અને મોટા પાયે વિસ્તારી શકવાની ક્ષમતા છે. Hielscher Ultrasonics બેચ અને ઇનલાઇન ઉપયોગ માટે સંપૂર્ણ સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેટઅપ પ્રદાન કરે છે. તેમાં નીચેના ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે:

• સ્વચાલિત ટ્યુનિંગ, કંપવિસ્તાર નિયંત્રણ અને અત્યાધુનિક ડેટા લોગિંગ ધરાવતું અદ્યતન અલ્ટ્રાસોનિક જનરેટર (2000 વોટ),
• અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન ધરાવતું શક્તિશાળી ટ્રાન્સડ્યુસર (ઔદ્યોગિક ગ્રેડ, 2000 વોટ, 20kHz),
• અલ્ટ્રાસોનિક કંપનોમાં ઘટાડો ન કરતું વિદ્યુત અવાહક
• કંપવિસ્તાર વધારવા અથવા ઘટાડવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક બૂસ્ટર હોર્ન
• વિવિધ સોનોટ્રોડ ડિઝાઇન (સોનોટ્રોડ જ ઇલેક્ટ્રોડ છે. કેથોડ અથવા એનોડ.)
• બદલી શકાય તેવી કોષની દીવાલો ધરાવતું પ્રવાહ કોષ રિએક્ટર (એલ્યુમિનિયમ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, સ્ટીલ, તાંબું, …)

અલ્ટ્રાસાઉન્ડને વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર સાથે જોડવા માટે જ તમારો પોતાનો સેટઅપ વિકસાવવામાં તમારે સમય બગાડવાની જરૂર નથી. પ્રમાણભૂત અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાધનોમાં તમારે વિદ્યુત ફેરફારો કરવાની જરૂર નથી. આ ઔદ્યોગિક સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી સેટઅપ મેળવો અને તમારા પ્રયત્નો તથા સમયને તમારા રાસાયણિક સંશોધન અને પ્રક્રિયાના ઇષ્ટતમીકરણ પર કેન્દ્રિત કરો!

સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી માટે ઉપયોગ માટે તૈયાર સેટઅપ

Hielscher Ultrasonics અનુકૂલનક્ષમ, લવચીક ગોઠવણી ધરાવતો, ઉપયોગમાં સરળ સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેટઅપ પ્રદાન કરે છે. આ સેટઅપ સામાન્ય સંશોધન અને વિકાસ તથા પ્રક્રિયાના ઇષ્ટતમીકરણ માટે તેમજ મધ્યમ પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે. UIP2000hdT (2000 વોટ, 20kHz) પરના સોનોટ્રોડનો ઉપયોગ બેચ સેટઅપમાં અથવા પ્રવાહ કોષ સાથે ઇનલાઇન ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે કરી શકાય છે. તેની વિદ્યુત અલગાવની ડિઝાઇન અનન્ય છે. સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ટ્રાન્સડ્યુસર અપગ્રેડ અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિમાં ઘટાડો કરતું નથી.
પ્રમાણભૂત સોનોટ્રોડ/ઇલેક્ટ્રોડ ગ્રેડ 5 ટાઇટેનિયમનું બનેલું છે અને તેની બાજુની સપાટી પર અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતાની એકરૂપતાને ઇષ્ટતમ બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. અન્ય ડિઝાઇન અને એલ્યુમિનિયમ, સ્ટીલ અથવા સ્ટેનલેસ સ્ટીલ જેવી અન્ય સામગ્રીઓ ઉપલબ્ધ છે. આ ડિઝાઇનના વિશિષ્ટ પ્રવાહ કોષ રિએક્ટરનું મુખ્ય માળખું એલ્યુમિનિયમનું છે, જેને બંને છેડે પ્લાસ્ટિકના જોડાણો દ્વારા વિદ્યુત અવાહક બનાવવામાં આવ્યું છે. એલ્યુમિનિયમ પ્રોફાઇલનો ઉપયોગ ઓછી કિંમતના બલિદાની ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે કરી શકાય છે અને તેને સ્ટીલ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા તાંબા જેવી અન્ય સામગ્રીઓથી સરળતાથી બદલી શકાય છે. કોષના અન્ય વ્યાસ અથવા ડિઝાઇન ઉપલબ્ધ છે. રેખાંકનમાં દર્શાવેલા કોષમાં અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોડ અને કોષના મુખ્ય માળખા વચ્ચે લગભગ 2–4 mm જેટલો ગાળો છે. તેથી અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો કોષના મુખ્ય માળખા પર પણ ધ્વનિપ્રેરિત પ્રવાહ અને કેવિટેશન પેદા કરે છે. આ ડિઝાઇનની તમામ પ્રમાણભૂત વસ્તુઓ જર્મની અને યુએસએમાં અમારા ગોદામોમાં ઉપલબ્ધ છે. અલબત્ત, તમે આ જ સેટઅપનો ઉપયોગ અન્ય તમામ બિનવિદ્યુત અલ્ટ્રાસોનિક અને સોનોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ માટે કરી શકો છો. આ સેટઅપ ઉચ્ચ વિદ્યુત પલ્સ (HEP) ધરાવતી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત પ્રક્રિયાઓ માટે પણ કાર્ય કરે છે.

અદ્યતન ઔદ્યોગિક ગ્રેડના ઘટકો

ઘણા ગ્રાહકો બેન્ચ પરના પરીક્ષણ અને ઉત્પાદન વચ્ચેનું અંતર પૂરવા માટે UIP2000hdT નો ઉપયોગ કરે છે. Hielscher ના તમામ સાધનો સતત કાર્ય માટે બનાવવામાં આવ્યા છે – 24h/7d/365d. UIP2000hdT ટચ સ્ક્રીન, ઇથરનેટ ઇન્ટરફેસ, SD કાર્ડ પર 24/7 Excel સુસંગત CSV નોંધણી અને તાપમાનની દેખરેખ માટે થર્મોકપલથી સજ્જ છે. તમે તમારા બ્રાઉઝર દ્વારા UIP2000hdT ને નિયંત્રિત કરી શકો છો. UIP2000hdT સાથે જોડાતો ડિજિટલ દબાણ સેન્સર ઉપલબ્ધ છે. UIP2000hdT તમને ઇલેક્ટ્રોડ પરનું વાસ્તવિક ચોખ્ખું શક્તિ આઉટપુટ દર્શાવી શકે છે. આ પ્રવાહીમાં રહેલી ચોખ્ખી યાંત્રિક અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિ છે. તેનાથી તમે સોનિકેશનની દરેક સેકન્ડની દેખરેખ અને ચકાસણી કરી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે પ્રક્રિયાના નિયંત્રણ અથવા ઇષ્ટતમીકરણ માટે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો અત્યંત પુનરુત્પાદક અને પુનરાવર્તનીય પરિણામો આપે છે. તમે તમારા પરિણામોને રેખીય રીતે ઉત્પાદનના સ્તર સુધી વિસ્તારી શકો છો. અલબત્ત, Hielscher ની તકનીકી ટીમ યોગ્ય પ્રયોગો ગોઠવવામાં તમને સહાય કરશે અને તમારી પ્રક્રિયાને કાર્યરત બનાવવા માટે Hielscher તમારી સાથે કામ કરશે.

આ સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી સેટઅપમાં ઇચ્છવા જેવું બહુ ઓછું બાકી રહે છે. કદાચ માત્ર બીજા ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે બીજું UIP2000hdT જ બાકી રહી શકે છે.

જો તમે રસાયણશાસ્ત્રની આ શાખામાં નવા હો, તો નીચે તમને સોનોકેમિસ્ટ્રી, વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર અને સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી વિશે વધુ માહિતી મળશે.

સોનોકેમિસ્ટ્રી + વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર = સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી

સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી એ વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર અને સોનોકેમિસ્ટ્રીનું સંયોજન છે.

વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર

વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્રમાં વીજળીનો ઉમેરો કરે છે. તે ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાનાંતરણ કરીને અભિકર્મકો અથવા પ્રક્રિયકોને સક્રિય કરવાનું અદ્યતન સાધન છે. તે લક્ષિત, પસંદગીયુક્ત રાસાયણિક રૂપાંતરો શક્ય બનાવે છે. વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર એક સપાટી પર થતી ઘટના છે.

સોનોકેમિસ્ટ્રી

સોનોકેમિસ્ટ્રી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં ધ્વનિપ્રેરિત અને કેવિટેશનજન્ય પ્રવાહ તથા સક્રિયકરણ ઊર્જા ઉમેરે છે. સોનોકેમિસ્ટ્રીમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્યપદ્ધતિ કેવિટેશન છે. અલ્ટ્રાસોનિક ક્ષેત્રમાં કેવિટેશનના પરપોટાના ધ્વસ્ત થવાથી અત્યંત પરિસ્થિતિઓ ધરાવતાં સ્થાનિક ઉષ્ણ સ્થળો સર્જાય છે, જેમ કે 5000 કેલ્વિનથી વધુ તાપમાન, 1000 વાતાવરણ સુધીનું દબાણ અને પ્રતિ કલાક 1000 કિલોમીટર સુધીની ઝડપ ધરાવતા પ્રવાહીના જેટ. આ ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર થતી વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રક્રિયાઓને સુધારે છે.
સોનોકેમિસ્ટ્રી વિશે વધુ વાંચો!

સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી

સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી વિદ્યુતરાસાયણિક સેટઅપ પર અલ્ટ્રાસોનિકેશન લાગુ કરીને ઉપર જણાવેલી બે તકનીકોને જોડે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ મહત્વપૂર્ણ વિદ્યુતરાસાયણિક પરિમાણો અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતાને પ્રભાવિત કરે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડની હાજરીથી વિદ્યુતરાસાયણિક કોષમાં વિદ્યુતરાસાયણિક દ્રાવણ અથવા વિદ્યુતવિશ્લેષ્યની પ્રવાહી ગતિશીલતામાં ઘણો સુધારો થાય છે. ઇલેક્ટ્રોડને અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન સાથે જોડવાથી ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીની સક્રિયતા અને સમગ્ર કોષમાં વિદ્યુતવિશ્લેષ્યની રાસાયણિક જાતિઓના સાંદ્રતા પ્રોફાઇલ પર હકારાત્મક અસરો થાય છે. સોનોમેકેનિકલ અસરો દ્રાવણના મુખ્ય જથ્થામાંથી વિદ્યુતસક્રિય સપાટી સુધી વિદ્યુતરાસાયણિક જાતિઓના દળ પરિવહનને સુધારે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોડ ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પરના પ્રસરણ સ્તરની જાડાઈ ઘટાડે છે, ઇલેક્ટ્રોડ પરના નિક્ષેપ/ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગની જાડાઈ વધારે છે, વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રક્રિયાના દર, ઉપજ અને કાર્યક્ષમતા વધારે છે, ઇલેક્ટ્રોડ પરના નિક્ષેપની છિદ્રાળુતા અને કઠિનતા વધારે છે, વિદ્યુતરાસાયણિક દ્રાવણોમાંથી વાયુ દૂર કરવાની પ્રક્રિયા સુધારે છે; ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીને સાફ કરે છે અને ફરી સક્રિય કરે છે, ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર ધાતુનું નિષ્ક્રિય આવરણ દૂર કરીને અને વાયુના પરપોટા દૂર કરીને (કેવિટેશન અને ધ્વનિપ્રેરિત પ્રવાહ દ્વારા પ્રેરિત) ઇલેક્ટ્રોડના અતિપોટેન્શિયલ ઘટાડે છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ પર મેલ જમા થવાનું દબાવે છે. સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીના ઉપયોગોમાં વિદ્યુત પોલિમરીકરણ, વિદ્યુત સ્કંદન, કાર્બનિક વિદ્યુત સંશ્લેષણ, પદાર્થ વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર, પર્યાવરણીય વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર, વિદ્યુતવિશ્લેષણાત્મક રસાયણશાસ્ત્ર, હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન અને ઇલેક્ટ્રોડ પર નિક્ષેપણનો સમાવેશ થાય છે.

પ્રવાહ રસાયણશાસ્ત્રના ઉપયોગોમાં સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી

જો તમે પ્રવાહ સેટઅપમાં સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ કરો છો, તો પ્રવાહ દર બદલીને તમે સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓનો નિવાસ સમય સમાયોજિત કરી શકો છો. વારંવાર સંપર્કમાં લાવવા માટે તમે પુનઃપરિભ્રમણ કરી શકો છો અથવા કોષમાંથી એક જ વાર પંપ કરી શકો છો. પુનઃપરિભ્રમણ તાપમાન નિયંત્રણ માટે ફાયદાકારક હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે ઠંડું કરવા અથવા ગરમ કરવા માટે ઉષ્મા વિનિમાયકમાંથી પ્રવાહ પસાર કરીને.
જો તમે સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કોષ રિએક્ટરના નિર્ગમ પર બેક પ્રેશર વાલ્વનો ઉપયોગ કરો છો, તો તમે કોષની અંદરનું દબાણ વધારી શકો છો. સોનિકેશનને તીવ્ર બનાવવા અને વાયુ પ્રાવસ્થાઓના ઉત્પાદનને પ્રભાવિત કરવા માટે કોષની અંદરનું દબાણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે. નીચું ઉત્કલનબિંદુ ધરાવતા પ્રક્રિયકો અથવા ઉત્પાદનો સાથે કામ કરતી વખતે પણ તે મહત્વપૂર્ણ છે.
પ્રવાહ પસાર થતો રહે તેવી સ્થિતિમાં સંચાલન સતત કામગીરી અને તેથી મોટા જથ્થામાં ઉત્પાદન શક્ય બનાવે છે.
જો પદાર્થ બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે વહેતો હોય, ઉદાહરણ તરીકે સોનોટ્રોડ અને કોષની દીવાલ વચ્ચે, તો તમે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનું અંતર ઘટાડી શકો છો. તેનાથી સ્થાનાંતરિત થતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાનું વધુ સારું નિયંત્રણ અને પ્રક્રિયાની વધુ સારી પસંદગીક્ષમતા શક્ય બને છે. આ ઉત્પાદનની ચોકસાઈ, વિતરણ અને ઉપજને સુધારી શકે છે.
સામાન્ય રીતે, પ્રવાહ કોષ રિએક્ટરની ગોઠવણીમાં સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ બેચ પ્રક્રિયામાં થતી સમકક્ષ પ્રક્રિયા કરતાં ઘણી વધુ ઝડપી હોઈ શકે છે. જે પ્રક્રિયાઓમાં કેટલાક કલાકો સુધીનો સમય લાગી શકે છે, તે વધુ સારું ઉત્પાદન આપતાં કેટલીક મિનિટોમાં પૂર્ણ કરી શકાય છે.

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.
• 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.