Hielscher ultrahang technológia

Sono-Elektrokémia és előnyei

Itt mindent megtalál, amit tudni kell az ultrahangos elektrokémiáról (sonoelectrochemistry): működési elv, alkalmazások, előnyök és sono-elektrokémiai berendezések – a sonoelectrochemistry-ra vonatkozó összes lényeges információt egy oldalon.

Miért alkalmazó ultrahangos elektrokémiai?

A kombináció az alacsony frekvenciájú, nagy intenzitású ultrahang hullámok elektrokémiai rendszerek jön sokpontos előnyöket, amelyek javítják a hatékonyságot és a konverziós arány az elektrokémiai reakciók.

A működési elve ultrahangos

A nagy teljesítményű ultrahangos feldolgozás, nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú ultrahang által generált ultrahang generátor és továbbított keresztül ultrahangos szonda (összehegeszthetősége) egy folyadékba. Nagy teljesítményű ultrahang tekinthető ultrahang tartományban 16-30kHz. Az ultrahang szonda kitágul és összehúzódik pl. 20 kHz-en, így másodpercenként 20 000 rezgést továbbít a közegbe. Amikor az ultrahangos hullámok áthaladnak a folyadékon, váltakozó nagynyomású (kompressziós) / alacsony nyomású (rarefaction vagy expansion) ciklusok létre perc vákuum buborékok vagy üregek, amelyek nőnek több nyomás ciklusok. A folyadék és a buborékok kompressziós fázisában a nyomás pozitív, míg a rarefaction fázis vákuumot (negatív nyomást) hoz létre. A kompressziós-tágulási ciklusok során a folyadék üregei addig nőnek, amíg el nem érik a méretet, amelyen nem képesek több energiát elnyelni. Ezen a ponton, akkor összeomlik erőszakosan. Ezeknek az üregeknek az implóziója különböző rendkívül energikus hatásokat eredményez, amelyeket az akusztikus / ultrahangos kavitáció jelenségének neveznek. Akusztikus kavitáció jellemzi sokoldalú rendkívül energikus hatások, amelyek hatással folyadékok, szilárd / folyékony rendszerek, valamint a gáz / folyadék rendszerek. Az energia-sűrű zóna vagy kavitációs zóna ismert úgynevezett hot-spot zóna, amely a legtöbb energia-sűrű közvetlen közelében az ultrahangos szonda, és csökken a növekvő távolság a összehegeszthetősége. Az ultrahangos kavitáció fő jellemzői közé tartozik a helyileg előforduló nagyon magas hőmérséklet és nyomás és a megfelelő különbségek, turbulenciák, és a folyékony streaming. Az ultrahangos üregek implóziója során ultrahangos forró pontokban, 5000 Kelvin hőmérsékletig, akár 200 atmoszféráig és folyékony fúvókákig, akár 1000 km / h-ig. Ezek a kiemelkedő energia-intenzív feltételek hozzájárulnak sonomechanical és sonochemical hatások, amelyek fokozzák elektrokémiai rendszerek különböző módokon.

Ultrasonic electrodes for sonoelectrochemical applications such as nanoparticle synthesis (electrosynthesis), hydrogen synthesis, electrocoagulation, wastewater treatment, breaking emulsions, electroplating / electrodeposition

Az ultrahangos processzorok szondái UIP2000hdT (2000 watt, 20 kHz) katódként és anódként hat nak egy elektrolitikus sejtben

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Ultrahangos hatások elektrokémiai reakciók

  • Növeli a tömeges átvitelt
  • A szilárd anyagok eróziója / diszperziója (elektrolitok)
  • A szilárd/folyékony határok megzavarása
  • Nagynyomású ciklusok

Az ultrahangos elektrokémiai rendszerek hatásai

Az alkalmazás hozzákeverésével elektrokémiai reakciók ismert különböző hatások az elektródák, azaz anód és katód, valamint az elektrolitikus oldat. Az ultrahangos kavitáció és az akusztikus streamelés jelentős mikromozgást generál, ami befolyásolja a folyékony fúvókákat és a reakciófolyadékba való keverést. Ez jobb hidrodinamikát és a folyadék/szilárd keverék mozgását eredményezi. Az ultrahangos kavitáció csökkenti a diffúziós réteg hatékony vastagságát egy elektródán. A csökkentett diffúziós réteg azt jelenti, hogy szonikálás minimalizálja a koncentráció különbség, ami azt jelenti, a konvergencia a koncentráció közelében egy elektróda és a koncentráció értéke az ömlesztett oldat ban támogatni ultrahangos rázatással. Az ultrahangos izgatottság hatása a koncentrációs gradiensekre a reakció során biztosítja a friss oldat állandó táplálását az elektródához és a reakcióanyag ról. Ez azt jelenti, szonikálás javult a teljes kinetika gyorsuló reakciósebesség és a növekvő reakció hozam.
Ultrahangos energia bevezetése a rendszerbe, valamint a szabad gyökök sonochemical képződésével az elektrokémiai reakció, amely egyébként elektroinaktív lett volna, kezdeményezhető. 
Az akusztikus rezgés és a folyamatos átvitel másik fontos hatása az elektróda felületektisztítási hatása. A passziváló rétegek és az elektródákon történő lerakódás oka korlátozza az elektrokémiai reakciók hatékonyságát és reakciósebességét. Hozzákeverésével tartja az elektródák tartósan tiszta és teljesen aktív a reakció. Hozzákeverésével jól ismert a gáztalanító hatása, amelyek előnyösek az elektrokémiai reakciók, túl. A nem kívánt gázok eltávolítása a folyadékból a reakció hatékonyabban futhat.

Előnyei ultrahangos rázatással támogatott elektrokémia

  • Megnövekedett elektrokémiai hozamok
  • 􏰭Fokozott elektrokémiai reakciósebesség
  • Jobb általános hatékonyság
  • Csökkentett diffúziós 􏰭rétegek
  • Továbbfejlesztett tömegátvitel az elektródán
  • Felületi aktiválás az elektródán
  • A passzifogadozó rétegek eltávolítása és a lerakódás
  • 􏰭Csökkentett elektróda-􏰭
  • A megoldás hatékony gáztalanítása
  • Kiváló galvanizálási minőség
Ultrasonic electrodes improve the efficiency, yield and conversion rate of electrochemical processes.

Az ultrahangos szonda elektródaként működik. Az ultrahang hullámok elősegítik az elektrokémiai reakciókat, ami jobb hatékonyságot, magasabb hozamokat és gyorsabb konverziós arányokat eredményez.
Amikor szonikálás kombinálva elektrokémia, ez sono-elektrokémia.

A Sonoelectrochemistry alkalmazásai

A sonoelectrochemistry különböző folyamatokra és különböző iparágakban alkalmazható. A sonoelectrochemistry nagyon gyakori alkalmazásai a következők:

  • Nanorészecske szintézis (elektroszintézis)
  • Hidrogénszintézis
  • Elektrokoaguláció
  • Szennyvíztisztító
  • Törés emulziók
  • Galvanizálás / Elektróda

A nanorészecskék sono-elektrokémiai szintézise

Hozzákeverésével sikeres volt alkalmazni szintetizálni a különböző nanorészecskék egy elektrokémiai rendszer. Magnetit, kadmium-szelén (CdSe) nanocsövek, platina nanorészecskék (NPs), arany NPs, fémes magnézium, bizmutén, nano-ezüst, ultra-finom réz, volfrám-kobalt (W-Co) ötvözet nanorészecskék, samaria/csökkentett grafén-oxid nanokompozit, sub-1nm poli (akrilsav)-capped réz nanorészecskék és sok más nano-méretű porok már sucefully felhasználásával előállított sonoelectrochemistry.
A szonokémiai nanorészecske szintézis előnyei közé tartozik a

  • a redukálószerek és felületaktív anyagok elkerülése
  • víz oldószerként történő használata
  • nanorészecske méretének beállítása különböző paraméterekkel (ultrahangos teljesítmény, áramsűrűség, lerakódási potenciál és ultrahangos vs elektrokémiai impulzusidők)

Az Ashasssi-Sorkhabi és a Bagheri (2014) sonoelektrokémiailag szintetizált polipirárfóliákat szintetizált, és az eredményeket elektroketikusan szintetizált polipirárfóliákkal hasonlította össze. Az eredmények azt mutatják, hogy a galvanosztatikus osztamától erősen tapadó és sima polipirrol (PPy) fólia acélból készült, 4 mA cm–2-es áramsűrűséggel 0,1 M oxálsav/0,1 M pirol oldatban. A sonoelectrochemical polimerizáció, kaptak nagy ellenállású és kemény PPy filmek sima felületű. Kimutatták, hogy a sonoelectrochemistriával készített PPy bevonatok jelentős korrózióvédelmet biztosítanak a St-12 acél számára. A szintetizált bevonat egységes volt, és nagy korrózióállóságot mutatott. Mindezek az eredmények annak a ténynek tulajdoníthatók, hogy az ultrahang növelte a reaktánsok tömeges átvitelét, és magas kémiai reakciósebességet okozott az akusztikus kavitáció és az ebből eredő magas hőmérséklet és nyomás révén. Az St-12 acél/két PPy bevonat/korrozív közeg interfész impedanciáinak érvényességét a KK transzformációk segítségével ellenőrizték, és alacsony átlagos hibákat figyeltek meg.

Hass és Gedanken (2008) számolt be a sikeres sono-elektrokémiai szintézise fémes magnézium nanorészecskék. A gringard reagens tetrahidrofuránban (THF) vagy dibutildiglyme oldatban történő sonoelektrokémiai folyamatának hatékonysága 41, 35% és 33, 08% volt. Az AlCl3 hozzáadása a Gringard megoldáshoz drámaian növelte a hatékonyságot, 82,70% és 51,69% -ra növelve a THF-et vagy a dibutyldiglyme-t.

Sono-elektrokémiai hidrogén gyártása

Ultrahangos rázatással támogatott elektrolízis jelentősen növeli a hidrogén hozama a víz vagy lúg oldatok. Kattintson ide, hogy többet tudjon meg az ultrahangos rázatással gyorsított elektrolitikus hidrogénszintézis!

Ultrahangos rázatással kell támogatott elektrokoaguláció

The application of low-frequency ultrasound to electrocoagulcation systems is known as sono-electrocoagulation. Studies show that sonication influences electrocoagulation positively resulting e.g., in higher removal efficiency of iron hydroxides from wastewater. The positive impact of ultrasonics on electrocoagulation is explained by the reduction of electrode passivation. Low-frequency, high-intensity ultrasound destructs deposited solid layer and removes them efficiently, thereby keeping the electrodes continuously fully active. Furthermore, ultrasonics activates both ion types, i.e. cations and anions, present in the electrodes reaction zone. Ultrasonic agitation results in high micro-movement of the solution feeding and carrying away raw material and product to and from the electrodes.
Példák a sikeres sono-elektrokoagulációs folyamatok csökkentése Cr(VI) a Cr(III) a gyógyszeripari szennyvíz, a teljes foszfor eltávolítása szennyvíz a finom vegyipar a foszfor eltávolítási hatékonyság 99,5% belül 10 min., színes és COD eltávolítása szennyvíz a cellulóz-és papíripar stb. A jelentett eltávolítási hatékonyság a szín, a COD, a Cr(VI), a Cu(II) és a P esetében 100%, 95%, 100%, 97,3% és 99,84% volt. (vö. & Al-Shannag, 2018)

A szennyező anyagok sono-elektrokémiai romlása

Ultrahangos rázatással támogatott elektrokémiai oxidáció és/vagy csökkentése reakciók alkalmazzák, mint hatékony módszer, hogy lebomlik a kémiai szennyező anyag. A sonomechanical és sonochemical mechanizmusok elősegítik a szennyező anyagok elektrokémiai lebomlását. Ultrahangos rázatással generált kavitáció eredményez intenzív izgatottság, mikro-keverés, tömeges átadása és eltávolítása passzivatáló rétegek az elektródák. Ezek a kavitációs hatások elsősorban az elektródák és az oldat közötti szilárd-folyadék tömegátvitel fokozását eredményezik. A sonochemical hatások közvetlenül befolyásolják a molekulákat. A molekulák homolytikus hasítása erősen reaktív oxidánsokat hoz létre. Vizes közegben és oxigén jelenlétében olyan gyökök keletkeznek, mint a HO•, HO2• és O• . •Oh gyökök ismert, hogy fontos a hatékony bomlása szerves anyagok. Összességében a sono-elektrokémiai lebomlás nagy hatékonyságot mutat, és alkalmas nagy mennyiségű szennyvízáram és más szennyezett folyadék kezelésére.
Például, Lllanos et al. (2016) megállapította, hogy jelentős szinergikus hatást kaptak a víz fertőtlenítésére, amikor az elektrokémiai rendszert szonikálással (sono-elektrokémiai fertőtlenítés) fokozták. A fertőtlenítési arány növekedése az E. coli sejtaggolomerát szuppresszióval, valamint a fertőtlenítőfajok fokozott termelésével függ össze. 
Esclapez et al. (2010) azt mutatta, hogy egy kifejezetten tervezett sonoelectrochemical reaktor (bár nem optimalizált) használták a skála-ig triklór-acetsav (TCAA) lebomlás, a jelenléte ultrahang mező generált UIP1000hd nyújtott jobb eredményeket (frakcionált konverzió97%, bomlási hatékonyság 26%, szelektivitás 0,92 és a jelenlegi hatékonyság 8%) alacsonyabb ultrahangos intenzitással és térfogatárammal. Figyelembe véve azt a tényt, hogy a kísérleti sonoelektrokémiai reaktor még nem volt optimalizálva, nagyon valószínű, hogy ezek az eredmények még tovább javíthatók.

Ultrahangos voltammetria és elektróda

Az elektróda-elhelyezést galvanosztatikusan, 15 mA/cm2 áramsűrűséggel végezték. Megoldások voltak kitéve hozzákeverésével elektróda előtt 5-60 percig. Egy Hielscher UP200S szonda típusú ultrasonicator 0,5-ös ciklusidő alatt használták. Hozzákeverésével valósult meg közvetlenül mártással az ultrahang szonda a megoldásba. Az ultrahangos hatás értékeléséhez az oldatra az elektróda delegálás előtt, ciklikus voltammetriát (CV) használtak a megoldás viselkedésének felfedésére, és lehetővé teszi az elektróda ideális feltételeinek előrejelzését. Meg kell jegyezni, hogy amikor az oldatot hozzákeverésével, mielőtt elektróda, lerakódás kezdődik kevésbé negatív potenciális értékek. Ez azt jelenti, hogy ugyanabban a jelenlegi a megoldás kevesebb potenciálra van szükség, mint a faj a megoldás viselkednek aktívabb, mint a nem ultrasonicated is. (vö. & Karahan 2017)

Ultrahangos UIP2000hdT (2000 watt, 20kHz) a katód és / vagy anód egy tank

Ultrahangos UIP2000hdT (2000 watt, 20kHz) a katód és / vagy anód egy tank

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Nagy teljesítményű elektrokémiai szondák és SonoElectroReaktorok

Hielscher Ultrasonics az Ön régóta tapasztalt partnere a nagy teljesítményű ultrahangos rendszerek. Gyártunk és forgalmazunk a legmodernebb ultrahangos szondákat és reaktorokat, amelyeket világszerte nagy igénybevételt jelentő alkalmazásokhoz használnak igényes környezetben. A sonoelectrochemistry, Hielscher kifejlesztett speciális ultrahangos szondák, amely működhet katód és / vagy anód, valamint ultrahangos reaktor sejtek alkalmas elektrokémiai reakciók. Ultrahangos elektródák és cellák állnak rendelkezésre galvanikus / voltai és elektrolitikus rendszerekhez.

Pontosan szabályozható amplitúdók az optimális eredményért

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Minden Hielscher ultrahangos processzor pontosan ellenőrizhető, és ezáltal megbízható munkalovak R&D és a termelés. Az amplitúdó az egyik legfontosabb folyamatparaméter, amely befolyásolja a sonochemically és sonomechanically indukált reakciók hatékonyságát és hatékonyságát. Minden Hielscher Ultrasonics’ lehetővé teszik az amplitúdó pontos beállítását. A Hielscher ipari ultrahangos processzorai nagyon nagy amplitúdót biztosítanak, és biztosítják a szükséges ultrahangos intenzitást az igényes sono-electrochamical alkalmazásokhoz. Az akár 200 μm-es amplitúdók a hét minden szélességében könnyen működtethetők.
A pontos amplitúdóbeállítások és az ultrahangos folyamat paraméterek intelligens szoftveren keresztüli állandó monitorozása lehetővé teszi a sonoelectrokémiai reakció pontos befolyásolását. Minden szonikálás során minden ultrahangos paraméter automatikusan rögzítésre kerül egy beépített SD-kártyán, így minden futtatás kiértékelhető és szabályozható. Optimális szonikálás a leghatékonyabb sonoelectrochemical reakciók!
Minden berendezés van épít részére a 24/7/365 használ alatt teli teher és -a robosztusság és szavahihetőség csinál ez a dolgozik ló -ban -a elektrokémiai folyamat. Ez teszi a Hielscher ultrahangos berendezését megbízható munkaeszközré, amely megfelel a sonoelectrochemical folyamat követelményeinek.

Legjobb minőség – Németországban tervezték és gyártották

Mint egy családi tulajdonban lévő és családi vállalkozás, Hielscher előnyben részesíti a legmagasabb minőségi szabványokat az ultrahangos processzorok. Minden ultrasonicators tervezték, gyártott és alaposan tesztelt a mi székhelye Teltow berlin közelében, Németország. Robusztussága és megbízhatósága Hielscher ultrahangos berendezések teszik a munka ló a termelés. A hielscher nagy teljesítményű ultrahangos szondáinak és reaktorainak természetes jellemzője a 24/7-es teljes terhelés mellett és nagy igénybevételt jelentő környezetben.

Lépjen kapcsolatba velünk most, és mondja el nekünk az elektrokémiai folyamat követelményeit! Javasoljuk, hogy a legmegfelelőbb ultrahangos elektródák és reaktor beállítás!

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, hogy kérjen további információkat ultrahangos processzorok, alkalmazások és az ár. Örömmel megvitatjuk önnel a folyamatot, és olyan ultrahangos rendszert kínálunk Önnek, amely megfelel az Ön igényeinek!









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok keverésalkalmazások, diszperziós, emulgeálás és extrakciós laboratóriumi, kísérleti és ipari méretű.

Irodalom / Referenciák