하이드로분해를 통한 마그네슘 하이드라이드 합성

초음파는 수소 저장을 위한 마그네슘 수화물을 생산하는 효율적이고 간단한 방법입니다. 초음파는 마그네슘 과 수소의 가수분해를 가속화하여 마그네슘 수산화를 형성합니다. 종래의 해리 화학화 공정과는 달리, 마그네슘 수화물의 초음파 가수분해는 실온 및 주변 압력에서 실행됩니다. 이를 통해 소노 화학 경로를 쉽고 안전하며 쉽게 사용할 수 있습니다. 고성능 초음파는 대형 마그네슘 수화물 벌크의 빠르고 효과적인 생산을 허용합니다.

수소 저장을 위한 마그네슘 하이드라이드

마그네슘 하이드라이드, MgH₂수소 저장 옵션으로 널리 주목받고 있습니다. 주요 장점은 풍부한 자원, 고성능, 경량, 저비용 및 안전입니다. 수소 저장에 사용할 수 있는 다른 수화물에 비해, MgH₂ 최대 7.6 wt %의 가장 높은 수소 저장 밀도를 가지고 있습니다. 수소는 Mg 기반 금속 수화물의 형태로 Mg에 저장할 수 있습니다. MgH2 합성의 과정은 해리 화학으로 알려져 있다. Mg및 H2로부터 Mg 기반 금속 수화물을 생산하는 일반적인 방법은 300-400°C의 온도와 2.4-40 MPa의 수소 압력에서 형성된다. 형성 방정식은 다음과 같이 간다 : Mg + H₂ ⇌ MgH₂
고열 처리는 재결정화, 위상 분리, 나노 입자 응집 등과 같은 수화물의 중요한 저하 효과와 함께 제공됩니다. 또한, 고온과 압력은 MgH2 에너지 집약적이고 복잡하며 비용이 많이 듭니다. 대체 비열 및 훨씬 더 간단한 방법은 실온 및 주변 압력에서 마그네슘 수화물의 초음파 승격 가수 분해입니다.

마그네슘 하이드라이드의 초음파 가수 분해

초음파는 화학 반응을 시작하고 가속화하고 화학 적 경로에 영향을 미치고 반응의 전반적인 효율성을 향상시키는 능력으로 잘 알려져 있습니다. 화학 반응에 대한 저주파, 고전력 초음파의 유익한 효과는 소노 화학으로 알려져 있습니다.
전력 초음파는 이미 R의 많은 이기종 반응, 촉매 및 신디사이저에 적용됩니다.&D 및 산업 단계는 수율, 전환율 및 전반적인 반응 효율성을 증가시합니다. 마그네슘 수화물의 가수분해합성을 위해 초음파 처리도 과학적으로 매우 유익한 것으로 입증되었습니다.
초음파 처리는 질량 전달을 개선하여 반응을 가속화하고 열역학 및 운동 장벽을 극복하는 데 도움이됩니다. 열 에너지, 즉 열은 마그네슘에서 흡수/탈착 수소화 공정을 구동하기 위해 요구된다. 전력 초음파와 같은 비 직접 열 에너지원의 사용은 마그네슘 수화물을 불안정하게 하기 위한 효율적인 대안입니다.
히로이 외(2011)의 연구그룹은 마그네슘 수화물(MgH2)의 가수분해에 대한 다양한 주파수에서 초음파의 효과를 조사하였다. 그(것)들은 저주파 초음파가 높은 전율을 얻기 위하여 가장 효율적인 방법이었다는 것을 것을을 발견했습니다. 저주파 초음파 처리의 가수 분해 속도는 "28 kHz의 초음파 주파수에서 7.2 ks에서 반응 정도측면에서 76 %까지 도달했습니다. 이 값은 비초음파 시료의 경우 얻은 값의 15배 이상으로, MgH2의 중량에 기초하여 11.6 질량%의 동등한 수소 밀도를 나타낸다."
그 결과 초음파는 대형 전단력의 생성으로 인하여 반응되지 않은 MgH2의 생성에 비해 Mg(OH)2의 수동적 층과 극각질 제거의 생성으로 인한 반응 속도를 지속적으로 증가시킴으로써 MgH2의 가수분해 반응을 향상시킬 것으로 나타났다. (히로리 외 2011)

문제: 마그네슘 하이드라이드의 느린 하이드로시스

공밀, 온수 처리 또는 화학 첨가제를 통한 MgH2 가수분해의 추진이 조사되었지만, 화학적 전환율을 유의히 향상시키는 것으로는 발견되지 않았다. 화학 물질의 첨가와 관련하여 완충제, 첼레이터 및 이온 교환기와 같은 화학 첨가제는 통과 Mg (OH)2 층의 형성을 방지하는 데 도움을 주었으며, Mg 후 사이클링 공정에서 불순물을 생산했습니다.

해결책: 수화물 마그네슘의 초음파 분산

초음파 분산 및 습식 밀링은 매우 좁은 분포 곡선으로 나노 크기의 입자와 결정을 생산하는 매우 효율적인 기술입니다. 나노 크기의 마그네슘 수화물을 고르게 분산시킴으로써 활성 표면적이 크게 확대됩니다. 또한 초음파 처리는 패시베이션 층을 제거하고 우수한 화학 전율을 위해 질량 전달을 증가시킵니다. 초음파 밀링, 분산, 디글로메션 및 입자 표면 청소는 효율성, 신뢰성 및 단순성 면에서 다른 밀링 기술을 능가합니다.

초음파 습식 밀링 및 분산은 마그네슘 수화물과 같은 입자 크기 감소를 위한 매우 효율적인 방법입니다.

MgH2의 초음파 나노 구조

MgH2 나노입자 및 나노섬유와 같은 나노 크기/나노 구조마그네슘 기반 구조는 입자와 입자 크기를 줄임으로써 더욱 강화될 수 있어 수화물 형성엔틸피 ΔH를 감소시킬 수 있다. 초음파 나노 구조는 수소 용량에 영향을 주지 않고 수화 마그네슘의 열역학을 변경할 수 있는 매우 효과적인 기술입니다. 초미세 MgH2 나노입자는 수소 탈착 능력을 현저히 향상시킵니다.

MgH2 가수분해용 고성능 초음파

sonochemistry – 화학 반응에 전원 초음파의 적용 – 합성, 촉매 반응 및 기타 이기종 반응을 용이하게하고 가속화하는 신뢰할 수있는 처리 기술입니다. Hielscher 초음파 포트폴리오는 소형 실험실 초음파 에서 산업 용 초음파 시스템에 이르기까지 수화 마그네슘 수화물의 가수 분해 및 나노 밀링 / 나노 구조화와 같은 모든 종류의 화학 적 응용 분야에 이르기까지 모든 범위를 다룹니다. 이것은 Hielscher에서 우리가 당신에게 당신의 상상 MgH2 합성에 가장 적합한 초음파 장치를 제공 할 수 있습니다. 우리의 오랜 경험이 풍부한 직원은 최종 생산 수준에 초음파 시스템의 설치에 타당성 테스트 및 공정 최적화에서 당신을 지원할 것입니다.
초음파 균질화제의 작은 발 인쇄와 설치 옵션의 다재다능함은 작은 공간 처리 시설에도 적합합니다. 초음파 프로세서는 미세 화학, 석유 화학 및 나노 재료 생산 시설에 전 세계적으로 설치됩니다.

배치 및 인라인

Hielscher의 sonochemical 장비는 배치 및 연속 유동 처리에 사용할 수 있습니다. 초음파 배치 처리는 공정 테스트, 최적화 및 중소 규모의 생산 수준에 이상적입니다. 대량의 재료를 생산하는 경우 인라인 처리가 더 유리할 수 있습니다. 연속 인라인 믹싱 공정에는 정교한 설정이 필요합니다. – 펌프, 호스 또는 파이프 및 탱크로 구성되지만 매우 효율적이고 빠르며 노동력이 훨씬 적습니다. Hielscher 초음파는 소노 합성 반응, 처리 부피 및 목표에 가장 적합한 초음파 설정을 제공합니다.

임의의 규모의 MgH2 가수분해용 초음파 프로브 및 반응기

Hielscher 초음파 제품 제품군은 벤치탑 과 파일럿 시스템을 통해 소형 실험실 초음파 에서 부터 시간당 트럭 부하를 처리할 수 있는 완전 산업용 초음파 프로세서에 이르기까지 모든 스펙트럼의 초음파 프로세서를 다룹니다. 전체 제품 범위를 통해 공정 용량 및 생산 목표에 가장 적합한 초음파 균질화제를 제공할 수 있습니다.
초음파 벤치탑 시스템은 타당성 테스트 및 공정 최적화에 이상적입니다. 확립된 공정 파라미터를 기반으로 선형 스케일업을 통해 처리 용량을 소규모 로트에서 완전 상업적 생산으로 매우 쉽게 늘릴 수 있습니다. 업 스케일링은 보다 강력한 초음파 장치를 설치하거나 여러 초음파 장치를 병렬로 클러스터링하여 수행할 수 있습니다. UIP16000을 통해 Hielscher는 전 세계적으로 가장 강력한 초음파 균질화제를 제공합니다.

최적의 결과를 위한 정밀하게 제어 가능한 진폭

모든 Hielscher 초음파 장치는 정밀하게 제어 할 수 있으며, 따라서 생산에서 신뢰할 수있는 작업 말. 진폭은 화학 적 반응의 효율성과 효과에 영향을 미치는 중요한 공정 매개 변수 중 하나입니다. 모든 힐셔 초음파’ 프로세서는 진폭의 정확한 설정을 허용합니다. Sonotrodes 및 부스터 혼은 더 넓은 범위에서 진폭을 수정 할 수있는 액세서리입니다. Hielscher의 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공하고 까다로운 응용 분야에 필요한 초음파 강도를 제공할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동에서 쉽게 연속하게 실행할 수 있습니다.
정밀진도 설정과 스마트 소프트웨어를 통한 초음파 공정 파라미터의 영구 모니터링을 통해 가장 효과적인 초음파 조건으로 레이건을 치료할 수 있습니다. 뛰어난 화학 전환율을 위한 최적의 초음파 처리!
Hielscher의 초음파 장비의 견고성은 중장비와 까다로운 환경에서 24/7 작동을 허용합니다. 따라서 Hielscher의 초음파 장비는 화학 공정 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수 있는 작업 도구로 만듭니다.

최고 품질 – 독일에서 설계 및 제조

가족 소유 및 가족이 운영하는 비즈니스인 Hielscher는 초음파 프로세서의 최고 품질 표준을 우선시합니다. 모든 초음파 는 독일 베를린 근처 텔토우에 있는 본사에서 설계, 제조 및 철저하게 테스트됩니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고성과 신뢰성은 생산에서 일하는 말입니다. 24/7 전체 부하 및 까다로운 환경에서작동은 Hielscher의 고성능 믹서의 자연스러운 특징입니다.
Hielscher 초음파’ 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동에서 쉽게 연속하게 실행할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 사용자 정의 초음파 sonotrodes를 사용할 수 있습니다.

아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.