Ultrasonication היא שיטה יעילה ופשוטה לייצר מגנזיום הידריד לאחסון מימן. אולטרסאונד מאיץ את ההידרוליזה של מגנזיום ומימן על מנת ליצור מגנזיום הידריד. בניגוד לתהליך הדיסוציאטיבי הקונבנציונלי של ספיגת המוח, הידרוליזה קולית של מגנזיום הידיד פועלת בטמפרטורת החדר ובלחץ הסביבה. זה עושה את המסלול sono-כימי קל, בטוח וזמין. אולטרסאונד בעל ביצועים גבוהים מאפשר ייצור מהיר ויעיל של מחיצות מגנזיום הידריד גדולות.

מגנזיום הידריד לאחסון מימן

מגנזיום הידריד, MgH₂משך תשומת לב רבה כאפשרות לאחסון מימן. היתרונות העיקריים הם המשאב השופע שלה, ביצועים גבוהים, משקל קל, בעלות נמוכה, ובטיחות. בהשוואה להידרידים אחרים שמיש לאחסון מימן, MgH₂ בעל צפיפות אחסון המימן הגבוהה ביותר עם עד 7.6 wt%. מימן יכול להיות מאוחסן ב- Mg בצורה של הידרוידים מתכת מבוססי מ"ג. התהליך של סינתזת MgH2 ידוע בשם כימיסורפציה דיסוציאטיבית. שיטה נפוצה לייצור הידרואיד מתכת מבוסס Mg מ Mg ו- H2, היא היווצרות בטמפרטורה של 300-400 מעלות צלזיוס ולחץ מימן של 2.4-40 MPa. משוואת ההיווצרות הולכת כדרך: Mg + H₂ ⇌ MgH₂
הטיפול בחום גבוה מגיע עם השפעות השפלה משמעותיות של ההידרידים, כגון recrystallization, הפרדת פאזה, agglomeration חלקיקים וכו '. יתר על כן, טמפרטורות גבוהות לחצים להפוך את היווצרות של MgH2 עתיר אנרגיה, מורכב ובכך יקר. שיטה חלופית לא תרמית ופשוטה יותר באופן משמעותי היא הידרוליזה מקודמת באולטרסאונד של מגנזיום הידיד בטמפרטורת החדר ולחץ הסביבה.

הידרוליזה אולטרה סאונד של מגנזיום הידיד

Ultrasonication ידוע ביכולתה ליזום ולהאיץ תגובות כימיות, להשפיע על מסלולים כימיים ולשפר את היעילות הכוללת של תגובה. ההשפעות החיוביות של אולטרסאונד בתדר נמוך, כוח גבוה על תגובות כימיות ידוע בשם sono-כימיה.
אולטרסאונד כוח מוחל כבר על תגובות הטרוגניים רבים, קטליזות וסינתזות ב- R&D ושלב תעשייתי להגדלת התשואה, שיעור ההמרה ויעילות התגובה הכוללת. עבור הסינתזה ההידרוליטית של מגנזיום הידריד, sonication הוכח מדעית להיות מועיל מאוד, מדי.
Sonication משפר את העברת ההמונים ובכך מאיץ את התגובה, ומסייע להתגבר על המחסומים התרמודינמיים והקינטיקה. אנרגיה תרמית, כלומר חום, נדרשת כדי להניע את תהליכי הידרוגנציה ספיגה / desorption במגנזיום. השימוש במקורות אנרגיה תרמיים לא ישירים כגון אולטרסאונד כוח הוא חלופה יעילה על מנת לערער את יציבות מגנזיום הידיד.
קבוצת המחקר של Hiroi et al. (2011) חקרה את ההשפעה של ultrasonication בתדרים שונים על הידרוליזה של מגנזיום הידיד (MgH2). הם מצאו כי אולטרסאונד בתדר נמוך היה השיטה היעילה ביותר על מנת לקבל שיעור המרה גבוה. שיעור הידרוליזה ב sonication בתדר נמוך "הגיע גבוה ככל 76% במונחים של תואר התגובה ב 7.2 ks בתדר קולי של 28 kHz. ערך זה היה יותר מ 15 פעמים את הערך שהושג במקרה של מדגם לא sonicated, המציין צפיפות מימן שווה ערך של 11.6 מסה% על בסיס המשקל של MgH2."
התוצאות גילו כי אולטרסאונד ישפר את תגובת הידרוליזה של MgH2 על ידי הגדלת קצב התגובה קבוע בשל הדור של רדיקלים פילינג השכבה הפסיבית של Mg(OH)2 על MgH2 unreacted בשל הדור של כוחות גמה גדולים. (הירוי ואח ' 2011)

בעיה: הידרוליזה איטית של מגנזיום הידראיד

קידום הידרוליזה MgH2 באמצעות כרסום כדור, טיפול במים חמים או תוספים כימיים נחקרו, אך לא נמצאו כדי לשפר את שיעור ההמרה הכימית באופן משמעותי. לגבי תוספת של כימיקלים, תוספים כימיים, כגון סוכני אגירה, כלאטורים, מחליפי יון, אשר סייע למנוע היווצרות של שכבת Mg(OH)2 passivating, הפיק זיהומים בתהליך רכיבה על אופניים שלאחר מ ג.

פתרון: פיזור אולטרה סאונד של מגנזיום הידריד

פיזור אולטרה סאונד טחינה רטובה היא טכניקה יעילה מאוד לייצר חלקיקים בגודל ננו גבישים עם עקומת הפצה צרה מאוד. על ידי פיזור מגנזיום הידיד באופן שווה בגודל ננו, שטח הפנים הפעיל הופך מוגדל באופן משמעותי. יתר על כן, sonication מסיר שכבות passivating ומגביר את העברת ההמונים עבור שיעורי המרה כימית מעולה. כרסום אולטרה סאונד, פיזור, deagglomeration וניקוי משטח חלקיקים מצטיינים טכניקות כרסום אחרות ביעילות, אמינות ופשטות.

כרסום רטוב אולטרה סאונד ופיזור היא שיטה יעילה מאוד להפחתת גודל החלקיק, למשל של מגנזיום הידיד

מבנה ננו אולטרה סאונד של MgH2

ננו בגודל / ננו מובנה מגנזיום מבנים מבוססי כגון חלקיקי MgH2 ו nanofibres ניתן לשפר עוד יותר על ידי הפחתת גודל החלקיקים והתבואה, ובכך להקטין את היווצרות הידריד שלהם enthalpy ΔH. Nanostructuring אולטרה סאונד היא טכניקה יעילה מאוד המאפשרת לשנות את התרמודינמיקה של מגנזיום הידריד מבלי להשפיע על קיבולת המימן. חלקיקי MgH2 האולטרה-עדין מציגים יכולת דשן מימן משופרת באופן משמעותי.

אולטרה סאונדטורים בעלי ביצועים גבוהים עבור הידרוליזה MgH2

סונוכימיה – היישום של אולטרסאונד כוח לתגובות כימיות – היא טכנולוגיית עיבוד אמינה, המאפשרת ומאיצה את הסינתזות, התגובות הקטליטיות ותגובות הטרוגניות אחרות. תיק אולטרסוניקה Hielscher מכסה את הטווח המלא מ ultrasonicators מעבדה קומפקטית למערכות sonochemical תעשייתי עבור כל סוג של יישומים כימיים כגון הידרוליזה של מגנזיום הידיד שלה ננו כרסום / ננו-מבנה. זה מאפשר לנו ב Hielscher להציע לך ultrasonicator המתאים ביותר עבור סינתזה MgH2 חזוי שלך. הצוות המנוסה שלנו יסייע לכם מבדיקות היתכנות ומיטוב תהליכים להתקנת המערכת הקולית שלכם ברמת הייצור הסופית.
טביעת הרגל הקטנה של homogenizers הקולי שלנו, כמו גם צדדיות שלהם באפשרויות ההתקנה לגרום להם להתאים אפילו מתקני עיבוד בחלל קטן. מעבדי אולטרה סאונד מותקנים ברחבי העולם בכימיה משובחת, פטרו כימיה, ומתקני ייצור ננו חומר.

אצווה וליין

ניתן להשתמש בצייד סונוכימי של Hielscher לעיבוד אצווה וזרימה רציפה. עיבוד אצווה אולטרה סאונד הוא אידיאלי עבור בדיקות תהליך, אופטימיזציה ברמת ייצור קטנה עד בינונית. עבור הפקת כמויות גדולות של חומרים, עיבוד מוטבע עשוי להיות יתרון רב יותר. תהליך ערבוב מוטבע מתמשך דורש התקנה מתוחכמת – מורכב משאבה, צינורות או צינורות ומיכלים -, אבל זה יעיל מאוד, מהיר ודורש עבודה משמעותית פחות. Hielscher אולטרסוניקה יש את ההתקנה sonochemical המתאים ביותר עבור תגובת סונו סינתזה שלך, נפח עיבוד ומטרות.

בדיקות אולטרה סאונד וכורים עבור MgH2 הידרוליזה בכל קנה מידה

טווח המוצרים Hielscher Ultrasonics מכסה את הספקטרום המלא של מעבדים קוליים ממעבדה קומפקטית ultrasonicators מעל ספסל העליון ומערכות פיילוט למעבדים קוליים תעשייתיים לחלוטין עם היכולת לעבד משאיות לשעה. מגוון המוצרים המלא מאפשר לנו להציע לך את homogenizer קולי המתאים ביותר עבור קיבולת התהליך שלך מטרות הייצור.
מערכות ספסל אולטרה סאונד הן אידיאליות לבדיקת היתכנות ואופטימיזציה של תהליכים. קנה מידה ליניארי המבוסס על פרמטרי תהליך מבוססים מקל מאוד על הגדלת קיבולות העיבוד מהרבה קטן יותר לייצור מסחרי מלא. קנה מידה למעלה יכול להיעשות על ידי התקנת יחידה קולית חזקה יותר או קיבוץ באשכולות מספר ultrasonicators במקביל. עם UIP16000, Hielscher מציע הומוגניזר קולי החזק ביותר ברחבי העולם.

משרעת ניתנת לשליטה מדויקת לתוצאות אופטימליות

כל Ultrasonicators Hielscher ניתנים לשליטה במדויק ובכך סוסי עבודה אמינים בייצור. משרעת הוא אחד הפרמטרים תהליך מכריע המשפיעים על היעילות והיעילות של תגובות sonochemical כל Hielscher אולטרסוניקה’ מעבדים מאפשרים הגדרה מדויקת של המשרעת. Sonotrodes וצירים מאיץ הם אביזרים המאפשרים לשנות את משרעת בטווח רחב עוד יותר. מעבדי אולטראסוניות תעשייתי של Hielscher יכול לספק משרעת גבוהה מאוד ולספק את העוצמה אולטראסוניות הנדרשת עבור יישומים תובעניים. משרעת של עד 200μm ניתן להפעיל ברציפות בקלות בפעולה 24/7.
הגדרות משרעת מדויקות וניטור קבוע של הפרמטרים תהליך קולי באמצעות תוכנה חכמה לתת לך את האפשרות לטפל reagants שלך עם התנאים הקוליים היעילים ביותר. sonication אופטימלי עבור שיעור המרה כימית יוצא מן הכלל!
החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בתפקיד כבד ובסביבה תובענית. זה הופך את הציוד הקולי של Hielscher לכלי עבודה אמין שממלא את דרישות התהליך הכימי שלך.

האיכות הגבוהה ביותר – עוצב ומיוצר בגרמניה

כעסק בבעלות משפחתית וניהול משפחתי, הירושר מסדר עדיפויות באיכות הגבוהה ביותר עבור מעבדים אולטרה סאונד שלה. כל הultrasonicators תוכננו, יוצרו ונבדקו ביסודיות במטה שלנו בטלגרר ליד ברלין, גרמניה. החוסן והאמינות של ציוד האולטרסאונד של הירושר הופכים אותו לסוס עבודה בהפקה שלכם. 24/7 מבצע בעומס מלא ובסביבות תובעניות הוא מאפיין טבעי של מערבלי ביצועים גבוהים של Hielscher.
Hielscher אולטרסוניקה’ מעבדי אולטראסוניות תעשייתיים יכולים לספק משרעת גבוהה מאוד. משרעת של עד 200μm ניתן להפעיל ברציפות בקלות בפעולה 24/7. עבור משרעת גבוהה עוד יותר, sonotrodes אולטראסוניות מותאמות אישית זמינים.

הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו: