Sonoelectrochemistry beállítás – 2000 wattos ultrahang
A sonoelektrokémia ötvözi az elektrokémia előnyeit a sonochemistry-szel. Ezeknek a technikáknak a legnagyobb előnye az egyszerűség, az alacsony költség, a reprodukálhatóság és a méretezhetőség. A Hielscher Ultrasonics teljes sonoelectrochemical beállítást kínál kötegelt és inline használatra. A következőkből áll:
- fejlett ultrahangos generátor (2000 watt) automatikus hangolással, amplitúdóvezérléssel és kifinomult adatnaplózással,
- erős átalakító ultrahangos kürttel (ipari minőségű, 2000 watt, 20kHz),
- elektromos szigetelő, amely nem csökkenti az ultrahangos rezgéseket
- ultrahangos booster szarvak az amplitúdó növeléséhez vagy csökkentéséhez
- különböző sonotrode minták (A sonotrode az elektróda. Katód vagy anód.)
- áramlási cellás reaktor cserélhető cellafalakkal (alumínium, rozsdamentes acél, acél, réz, …)
Nem kell pazarolnia az idejét a saját beállításának fejlesztésére, csak azért, hogy kombinálhassa az ultrahangot az elektrokémiával. Nem kell elektromos módosításokat végeznie a szokásos ultrahangos berendezéseken. Szerezd meg ezt az ipari sonoelectrochemistry beállítást, és összpontosítsd erőfeszítéseidet és idődet a kémiai kutatásra és a folyamat optimalizálására!
Használatra kész Beállítás a szonoelektrokémiához
A Hielscher Ultrasonics könnyen használható sonoelectrochemical beállítást kínál adaptálható, rugalmas konfigurációval. Ez a beállítás alkalmas általános kutatás-fejlesztésre és folyamatoptimalizálásra, valamint közepes méretű gyártásra. A sonotrode az UIP2000hdT-nél (2000 watt, 20kHz) elektródaként használható kötegelt beállításban vagy egy áramlási cellával. Egyedülálló elektromos szigeteléssel rendelkezik. A sonoelectrochemical jelátalakító frissítése nem csökkenti az ultrahangos teljesítményt.
A standard sonotrode / elektróda 5. fokozatú titán, és úgy tervezték, hogy optimalizálja az ultrahangos intenzitás egységességét az oldalán. Más kivitelek és egyéb anyagok, például alumínium, acél vagy rozsdamentes acél is rendelkezésre állnak. Az ilyen kialakítású speciális áramlási cellás reaktor alumínium testtel rendelkezik, amelyet mindkét végén a műanyag csatlakozások elektromosan szigetelnek. Az alumínium profil olcsó áldozati elektródaként használható, és könnyen cserélhető más anyagokkal, például acéllal, rozsdamentes acéllal vagy rézzel. Más cellaátmérők vagy kialakítások is rendelkezésre állnak. A rajzon lévő cellának körülbelül 2-4 mm-es rése van az ultrahangos elektróda és a sejttest között. Ezért az ultrahangos hullámok akusztikus áramlást és kavitációt okoznak a sejttesten is. Ennek a kialakításnak az összes standard eleme elérhető németországi és amerikai raktárainkban. Természetesen ugyanazt a beállítást használhatja minden más nem elektromos ultrahangos és szonokémiai folyamathoz. Ez a beállítás ultrahanggal támogatott folyamatoknál is működik, magas elektromos impulzusokkal (HEP).
Fejlett ipari minőségű alkatrészek
Az UIP2000hdT-t sok ügyfél használja a pad-top tesztelés és a gyártás közötti szakadék áthidalására. Minden Hielscher műszer folyamatos működésre épül – 24h/7d/365d. Az UIP2000hdT érintőképernyővel, ethernet interfésszel, 24/7 Excel kompatibilis CSV protokollal rendelkezik SD-kártyán és hőelemmel a hőmérséklet ellenőrzéséhez. Az UIP2000hdT-t a böngészőn keresztül vezérelheti. Az UIP2000hdT-hez csatlakozó digitális nyomásérzékelő elérhető. Az UIP2000hdT megmutatja az elektróda tényleges nettó teljesítményét. Ez a nettó mechanikus ultrahangos teljesítmény a folyadékban. Ez lehetővé teszi, hogy figyelemmel kísérje és ellenőrizze az szonikáció minden másodpercét, pl. folyamatvezérlés vagy optimalizálás. A Hielscher ultrahangos készülékei nagyon reprodukálható és megismételhető eredményeket nyújtanak. Az eredményeket lineárisan skálázhatja a termelési szintre. Természetesen a Hielscher technikai csapata támogatja Önt a megfelelő kísérletek felállításában, és a Hielscher együttműködik Önnel, hogy a folyamat működjön.
Ha Ön újonc a kémia ezen ágában, további információkat talál a sonochemistry, elektrokémia és sonoelectrochemistry alább.
Sonochemistry + Electrochemistry = Sonoelectrochemistry
A sonoelektrokémia az elektrokémia és a sonochemistry kombinációja.
elektrokémia
Az elektrokémia villamos energiát ad a fizikai kémiához. Ez egy fejlett eszköz a reagensek vagy reagensek aktiválására elektronok átvitelével. Lehetővé teszi a célzott, szelektív kémiai átalakulásokat. Az elektrokémia felületi jelenség.
Sonokémia
A szonokémia akusztikus és kavitációs áramlást és aktiválási energiát ad a kémiai reakciókhoz. A sonochemistry legfontosabb mechanizmusa a kavitáció. A kavitációs buborékok összeomlása ultrahangos mezőben lokalizált forró pontokat hoz létre szélsőséges körülmények között, például 5000 Kelvin feletti hőmérsékleten, akár 1000 atmoszféra nyomáson és akár 1000 km / óra folyékony fúvókákon. Ez javítja az elektrokémiai reakciókat az elektródák felületén.
Sonoelectrochemistry
A sonoelektrokémia ötvözi a fent említett két technikát azáltal, hogy ultrahangos kezelést alkalmaz egy elektrokémiai beállításhoz. Az ultrahang befolyásolja a fontos elektrokémiai paramétereket és a kémiai folyamatok hatékonyságát. Az elektrokémiai oldatot vagy az elektroanalit hidrodinamikáját egy elektrokémiai cellában nagymértékben fokozza az ultrahang jelenléte. Az elektróda ultrahangos kürthöz való csatlakoztatása pozitív hatással van az elektróda felületi aktivitására és az elektroanalit fajok koncentrációs profiljára az egész cellában. A sonomechanikai hatások javítják az elektrokémiai fajok tömegszállítását az ömlesztett oldatból az elektroaktív felületre. Az ultrahangos elektróda csökkenti a diffúziós réteg vastagságát az elektróda felületén, növeli az elektróda lerakódásának / galvanizálásának vastagságát, növeli az elektrokémiai sebességet, hozamokat és hatékonyságot, növeli az elektróda lerakódásának porozitását és keménységét, javítja a gáz eltávolítását az elektrokémiai oldatokból; Tisztítja és újraaktiválja az elektróda felületét, csökkenti az elektróda túlpotenciálját a fém depassziválásával és a gázbuborék eltávolításával az elektróda felületén (kavitáció és akusztikus áramlás indukálja), és elnyomja az elektróda szennyeződését. A sonoelectrochemistry alkalmazásai közé tartozik az elektropolimerizáció, az elektrokoaguláció, a szerves elektroszintézis, az anyag elektrokémia, a környezeti elektrokémia, az elektroanalitikai kémia, a hidrogéntermelés és az elektróda lerakódás.
Sonoelektrokémia áramlásos kémiai alkalmazásokban
Ha szonoelektrokémiai folyamatokat hajt végre egy áramlási beállításban, beállíthatja a sonoelectrochemical reakciók tartózkodási idejét az áramlási sebesség változtatásával. Ismételt expozíció esetén visszakeringetheti, vagy egyszer átpumpálhatja a sejtet. A recirkuláció előnyös lehet a hőmérséklet szabályozásához, pl. hűtés vagy fűtés céljából hőcserélőn keresztül áramolva.
Ha ellennyomásos szelepet használ a szono-elektrokémiai cellás reaktor kimenetén, növelheti a cellán belüli nyomást. A cellán belüli nyomás nagyon fontos paraméter az ultrahangos kezelés fokozásához és a gázfázisok előállításának befolyásolásához. Fontos az alacsony forráspontú reagensekkel vagy termékekkel való munkavégzés során is.
Az átfolyó üzemmódban történő működés lehetővé teszi a folyamatos működést és ezáltal nagyobb mennyiségek előállítását.
Ha az anyag két elektróda, például a sonotrode és a sejtfal között áramlik, csökkentheti az elektródák közötti távolságot. Ez lehetővé teszi az átvitt elektronok számának jobb szabályozását és a reakció jobb szelektivitását. Ez javíthatja a termék pontosságát, eloszlását és hozamát.
Általánosságban elmondható, hogy a sonoelectrochemical reakciók egy áramlási cella reaktor elrendezésében sokkal gyorsabbak lehetnek, mint az analóg reakció egy kötegelt folyamatban. Az akár több órát is igénybe vevő reakciók néhány perc alatt befejezhetők, jobb terméket eredményezve.
Irodalom / Hivatkozások
- 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.