Magnija hidrīda sintēze, izmantojot hidrolīzi

Ultrasonication ir efektīva un vienkārša metode magnija hidrīda ražošanai ūdeņraža uzglabāšanai. Ultraskaņa paātrina magnija un ūdeņraža hidrolīzi, lai veidotu magnija hidrīdu. Atšķirībā no tradicionālās disociatīvās ķīmijterapijas procesa magnija hidrīda ultraskaņas hidrolīze iet istabas temperatūrā un apkārtējās vides spiedienā. Tas padara sonoķīmisku maršrutu viegli, droši un viegli pieejami. Augstas veiktspējas ultraskaņa ļauj ātri un efektīvi ražot lielu magnija hidrīda beztaras.

Magnija hidrīds ūdeņraža uzglabāšanai

Magnija hidrīds, MgH₂, ir pievērsusi lielu uzmanību kā ūdeņraža uzglabāšanas iespēju. Galvenie ieguvumi ir tā bagātīgs resurss, augstas veiktspējas, vieglo svaru, zemu izmaksu un drošību. Salīdzinot ar citiem hidrīdiem, kas izmantojami ūdeņraža uzglabāšanai, MgH₂ ir augstākais ūdeņraža uzglabāšanas blīvums līdz 7,6 masas %. Ūdeņradi var uzglabāt Mg formā Mg bāzes metāla hidrīdi. MgH2 sintēzes process ir pazīstams kā disociatīva ķīmija. Izplatīta metode, kā ražot mg-based metāla hidrīdu no Mg un H2, ir veidošanās 300–400°C temperatūrā un ūdeņraža spiediens 2,4–40 MPa. Veidošanās vienādojums ir šāds: Mg + H₂ ⇌ MgH 1.14.14₂
Augstas termiskās apstrādes nāk ar ievērojamu degradācijas ietekmi hidrīdu, piemēram, rekristalizācija, fāzes segregācija, nanodaļiņu aglomerācija uc Turklāt augsta temperatūra un spiediens padara MgH2 energoietilpīgu, sarežģītu un tādējādi dārgu veidošanos. Alternatīva neinperācijas un ievērojami vienkāršāka metode ir ultrasoniski veicināta magnija hidrīda hidrolīze istabas temperatūrā un apkārtējās vides spiedienā.

Magnija hidrīda ultraskaņas hidrolīze

Ultrasonication ir labi pazīstama ar savu spēju uzsākt un paātrināt ķīmiskās reakcijas, ietekmēt ķīmiskos ceļus un uzlabot reakcijas vispārējo efektivitāti. Zemas frekvences augstas jaudas ultraskaņas labvēlīgo ietekmi uz ķīmiskajām reakcijām sauc par sonoķīmiju.
Jaudas ultraskaņa jau tiek lietota daudzām heterogēnām reakcijām, kakatalīzīm un sintēzām R&D un rūpniecības posmā, lai palielinātu ražu, konversijas likmi un vispārējo reakcijas efektivitāti. Attiecībā uz magnija hidrīda hidrolītisko sintēzi ir zinātniski pierādīts, ka arī ultraskaņas apstrāde ir ļoti izdevīga.
Ultraskaņas apstrāde uzlabo masas pārnesi, tādējādi paātrinot reakciju, un palīdz pārvarēt termodinamiskās un kinētikas barjeras. Siltumenerģija, t.i., siltumenerģija, ir nepieciešama, lai vadītu absorbcijas/desorbcijas hidrogenēšanas procesus magnijs. Nes tiešā siltumenerģijas avotu, piemēram, jaudas ultraskaņas, izmantošana ir efektīva alternatīva, lai destabilizētu magnija hidrīdu.
Hiroi et al. (2011) izpētes grupa pētīja ultrasonikācijas ietekmi dažādās frekvencēs uz magnija hidrīda (MgH2) hidrolīzi. Viņi konstatēja, ka zemas frekvences ultraskaņa ir visefektīvākā metode, lai iegūtu augstu konversijas likmi. Hidrolīzes ātrums zemā frekvences ultraitrā "sasniedza pat 76% reakcijas pakāpes ziņā 7,2 ks pie ultraskaņas frekvences 28 kHz. Šī vērtība vairāk nekā 15 reizes pārsniedza vērtību, kas iegūta nea sonicated parauga gadījumā, norādot ekvivalentu ūdeņraža blīvumu 11,6 masas%, pamatojoties uz MgH2 svaru."
Rezultāti atklāja, ka ultraskaņa uzlabos MgH2 hidrolīzes reakciju, palielinot reakcijas ātruma konstanti, jo rodas radikāli un pīlings pasīvais slānis Mg(OH)2 pār nereaģē MgH2 dēļ paaudzes lielu bīdes spēku. (Hiroi et al. 2011)

Problēma: Slow Hydrolysis magnija hidrīda

Tika pētīta MgH2 hidrolīzes veicināšana, izmantojot bumbu malšanu, karstā ūdens apstrādi vai ķīmiskās piedevas, bet netika konstatēts, ka tas ievērojami uzlabotu ķīmisko konversijas līmeni. Attiecībā uz ķīmisko vielu, ķīmisko piedevu, piemēram, bufervielu, helātu un jonu apmaiņas sēņu pievienošanu, kas palīdzēja novērst paspircējoša Mg(OH)2 slāņa veidošanos, radīja piemaisījumus pēc Mg cikliskā procesa.

Risinājums: Magnija hidrīda ultraskaņas izkliedēšana

Ultraskaņas izkliedēšana un mitrā frēzēšana ir ļoti efektīva metode, lai ražotu nano izmēra daļiņas un kristālus ar ļoti šauru sadales līkni. Vienmērīgi izkliedējot magnija hidrīdu nano izmērā, aktīvā virsmas zona kļūst ievērojami palielināta. Turklāt ultraskaņas apstrāde noņem caurlaidīgās kārtas un palielina masas pārnesi augstākās ķīmiskās konversijas ātrumiem. Ultraskaņas frēzēšana, izkliedēšana, deagglomerācija un daļiņu virsmas tīrīšana izceļ citas frēzēšanas metodes efektivitātē, ticamību un vienkāršību.

Ultraskaņas mitrā frēzēšana un izkliedēšana ir ļoti efektīva daļiņu izmēra samazināšanas metode, piemēram, magnija hidrīda

MgH2 ultraskaņas nanostructuring

Nano-size / nano strukturētas magnija bāzes struktūras, piemēram, MgH2 nanodaļiņas un nanošķiedras var vēl vairāk uzlabot, samazinot daļiņu un graudu izmēru, tādējādi samazinot to hidrīda veidošanos enthalpy ΔH. Ultraskaņas nanostructuring ir ļoti efektīva metode, kas ļauj mainīt magnija hidrīda termodinamiku, neietekmējot ūdeņraža jaudu. Ļoti smalkajām MgH2 nanodaļām ir ievērojami uzlabota ūdeņraža desorbcijas spēja.

Augstas veiktspējas ultrasonatori MgH2 hidrolīzei

Sonokīmija – jaudas ultraskaņas piestākņu piestāk anotācijas piemēsies ķīmiskām reakcijām – ir uzticama apstrādes tehnoloģija, kas atvieglo un paātrina sintēzi, katalītiskās reakcijas un citas hetergēniskas reakcijas. Hielscher Ultrasonics portfelis aptver pilnu diapazonu no kompaktiem laboratorijas ultrasonikatoriem līdz rūpnieciskām sonochemical sistēmām visu veidu ķīmiskajiem lietojumiem, piemēram, magnija hidrīda hidrolīzei un tā nano frēzēšanas / nano strukturēšanas. Tas ļauj mums Hielscher piedāvāt jums vispiemērotāko ultrasonicator jūsu paredzētajai MgH2 sintēzei. Mūsu ilgmūu pieredzējušie darbinieki palīdzēs jums no priekšizpētes un procesa optimizācijas līdz jūsu ultraskaņas sistēmas uzstādīšanai galīgajā ražošanas līmenī.
Mūsu ultraskaņas homogenizatoru mazā pēdu nospiedums, kā arī to daudzpusība uzstādīšanas opcijās padara tos piemērotus pat mazās telpas apstrādes iekārtās. Ultraskaņas procesori tiek uzstādīti visā pasaulē smalko ķīmiju, petro-ķīmija, un nanomateriālu ražošanas iekārtas.

Partija un iekļautā

Hielscher's sonochemical equipmment var izmantot partijas un nepārtrauktu caurplūdes apstrādi. Ultraskaņas partijas apstrāde ir ideāli piemērota procesa testēšanai, optimizācijai un mazam līdz vidējam ražošanas līmenim. Lai ražotu lielu materiālu apjomu, inline apstrāde varētu būt izdevīgāka. Nepārtrauktai iekļauto sajaukšanas procesu, ir nepieciešama sarežģīta iestatīšana – kas sastāv no sūkņa, šļūteņiem vai caurulēm un tvertnēm -, bet tas ir ļoti efektīvs, ātrs un prasa ievērojami mazāku darbaspēku. Hielscher Ultrasonics ir vispiemērotākais sonochemical setup jūsu sono sintēzes reakcija, apstrādes apjoms un mērķi.

Ultraskaņas zondes un reaktori MgH2 hidrolīzei jebkurā mērogā

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver pilnu ultraskaņas procesoru spektru no kompaktiem laboratorijas ultrasonatoriem pār galda un izmēģinājuma sistēmām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem ar spēju apstrādāt kravas automašīnas stundā. Pilns produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas homogenizatoru jūsu procesa jaudai un ražošanas mērķiem.
Ultraskaņas stenda sistēmas ir ideāli piemērotas priekšizpētes un procesu optimizācijas. Lineāra palielināšana, pamatojoties uz noteiktiem procesa parametriem, ļauj ļoti viegli palielināt apstrādes jaudu no mazākām partijām līdz pilnībā komerciālai ražošanai. Augšuppārkāpšanu var veikt, vai nu uzstādot jaudīgāku ultraskaņas vienību, vai arī paralēli klasterot vairākus ultraskaņas aparātus. Ar UIP16000 Hielscher piedāvā visspēcīgāko ultraskaņas homogenizatoru visā pasaulē.

Precīzi kontrolējama amplitūdas optimāliem rezultātiem

Visi Hielscher ultrasonicators ir precīzi kontrolējami un tādējādi uzticami darba zirgi ražošanā. Amplitūda ir viens no svarīgākajiem procesa parametriem, kas ietekmē sonoķīmisko reakciju efektivitāti un lietderību Visi Hielscher Ultrasonics’ procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un pastiprinātājs ragi ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un nodrošināt nepieciešamo ultraskaņas intensitāti prasīgiem lietojumiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un ultraskaņas procesa parametru pastāvīga uzraudzība, izmantojot viedo programmatūru, dod jums iespēju ārstēt savus reagantus ar visefektīvākajiem ultraskaņas apstākļiem. Optimāla ultraskaņas apstrāde izcilam ķīmiskam konversijas kursam!
Hielscher ultraskaņas iekārtu robustums ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Tas padara Hielscher ultraskaņas aprīkojumu par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu ķīmiskā procesa prasībām.

Augstākā kvalitāte – Projektē un ražo Vācijā

Hielscher kā ģimenes un ģimenes vadīts uzņēmums nosaka visaugstāko kvalitātes standartu prioritāti saviem ultraskaņas procesoriem. Visi ultrasonatori ir projektēti, ražoti un rūpīgi pārbaudīti mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas aprīkojuma robustums un uzticamība padara to par darba zirgu jūsu ražošanā. 24/7 ekspluatācija pilnā noslodzē un prasīgā vidē ir hielscher augstas veiktspējas maisītāju dabiska īpašība.
Hielscher Ultraskaņas’ rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodi.

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu: