Sonoelektroķīmijas iestatīšana – 2000 Vatu ultraskaņa

Sonoelektroķīmija apvieno elektroķīmijas priekšrocības ar sonochemistry. Lielākā priekšrocība šajās tehnikās ir to vienkāršība, zemas izmaksas, reproducējamība un mērogojamība. Hielscher Ultrasonics piedāvā pilnīgu sonoelektroķīmisko iestatīšanu partijas un inline lietošanai. Tā sastāv no:

• uzlabots ultraskaņas ģenerators (2000 vati) ar automātisko regulēšanu, amplitūdas kontroli un sarežģītu datu reģistrēšanu,
• spēcīgs pārveidotājs ar ultraskaņas ragu (rūpnieciskā klase, 2000 vati, 20kHz),
• elektriskais izolators, kas nemazina ultraskaņas vibrācijas
• ultraskaņas pastiprinātājs ragi amplitūdas palielināšanai vai samazināšanai
• dažādas sonotrode dizainu (sonotrode ir elektrods. Katods vai anods.)
• plūsmas šūnu reaktors ar maināmām šūnu sienām (alumīnijs, nerūsējošais tērauds, tērauds, varš, …)

Jums nav nepieciešams tērēt savu laiku attīstīt savu setup tikai, lai jūs varētu apvienot ultraskaņas ar elektroķīmiju. Jums nav nepieciešams veikt elektriskas izmaiņas standarta ultraskaņas iekārtas. Iegūstiet šo rūpniecisko sonoelectrochemistry setup un koncentrēt savus centienus un laiku uz savu ķīmisko pētniecību un procesu optimizāciju!

Gatavs sonoeltroķīmijai lietošanai

Hielscher Ultrasonics piedāvā viegli lietojamu sonoelectrochemical setup ar pielāgojamu, elastīgu konfigurāciju. Šis iestatījums ir piemērots vispārējai pētniecībai un izstrādei un procesu optimizācijai, kā arī vidēja mēroga ražošanai. Sonotrode pie UIP2000hdT (2000 vati, 20kHz) var izmantot kā elektrodu partijas iestatījumos vai vienā līnijā ar plūsmas šūnu. Tam ir unikāls elektriskās izolācijas dizains. Sonoelectrochemical pārveidotājs jauninājums nesamazina ultraskaņas jaudu.
Standarta sonotrods/elektrods ir 5. klases titāns, un tas ir paredzēts, lai optimizētu ultraskaņas intensitātes vienveidību gar tās pusi. Ir pieejami citi dizaini un citi materiāli, piemēram, alumīnijs, tērauds vai nerūsējošais tērauds. Īpaša plūsmas šūnu reaktora šo dizainu ir alumīnija korpuss, kas ir elektriski izolētas ar plastmasas savienojumiem abos galos. Alumīnija profilu var izmantot kā zemu izmaksu upurēšanas elektrodu un to var viegli aizstāt ar citiem materiāliem, piemēram, tērauda, nerūsējošā tērauda vai vara. Ir pieejami citi šūnu diametri vai dizaini. Zīmējuma šūna ir aptuveni 2-4 mm plaisa starp ultraskaņas elektrodu un šūnu ķermeni. Tāpēc ultraskaņas viļņi izraisa akustisko straumēšanu un kavitāciju arī uz šūnu korpusa. Visi šī dizaina standarta priekšmeti ir pieejami mūsu noliktavās Vācijā un ASV. Protams, jūs varat izmantot to pašu iestatījumu visiem citiem nesīkiem ultraskaņas un sonoķīmiskajiem procesiem. Šis iestatījums darbojas arī ultraskaņas atbalstītiem procesiem ar augstu elektrisko impulsu (HEP).

Šis sonoelectrochemistry setup neatstāj daudz ko vēlēties. Vienīgais, kas pa kreisi, var būt otrais UIP2000hdT kā otrais elektrods.

Sonoelektroķīmija

Sonoelectrochemistry apvieno divas metodes, kas minētas iepriekš, piemērojot ultrasonikāciju elektroķīmiskai setup. Ultraskaņa ietekmē svarīgus elektroķīmiskos parametrus un ķīmisko procesu efektivitāti. Elektroķīmisko šķīdumu vai elektroanalīta hidrodinamiku elektroķīmiskajā šūnā ievērojami pastiprina ultraskaņas klātbūtne. Elektroda savienošanai ar ultraskaņas ragu ir pozitīva ietekme uz elektroda virsmas aktivitāti un elektroanalītisko sugu koncentrācijas profilu visā šūnā. Sonomehāniskā iedarbība uzlabo elektroķīmisko sugu masveida transportēšanu no neiesaiņota šķīduma uz elektroaktīvo virsmu. Ultraskaņas elektrods samazina difūzijas slāņa biezumu elektroda virsmā, palielina elektroda nogulsnēšanās/galvanācijas biezumu, palielina elektroķīmiskos ātrumus, ienesīgumu un efektivitāti, palielina elektroda nogulsnēšanās porositāti un cietību, uzlabo gāzu attīrīšanos no elektroķīmiskiem risinājumiem; attīra un reaktivizē elektroda virsmu, samazina elektroda pārpotenciālus, metāla depauziāciju un gāzes burbuļu noņemšanu uz elektroda virsmas (ko izraisa kavitācija un akustiskā plūsma), un nomāc elektroda pārapstrādi. Sonoelektroķīmijas pielietojums ietver elektropolimerizāciju, elektrokoagulāciju, organisko elektrosintēzi, materiālu elektroķīmiju, vides elektroķīmiju, elektroanalītisko ķīmiju, ūdeņraža ražošanu un elektrodu nogulsnēšanos.

Sonoelectrochemistry in Flow Chemistry Pieteikumi

Ja jūs veicat sonoelektroķīmisko procesu plūsmas iestatījumu, jūs varat pielāgot uzturēšanās laiku sonoeltroķīmisko reakciju, mainot plūsmas ātrumu. Jūs varat recirculate atkārtotai iedarbībai vai sūkni caur šūnu vienu reizi. Recirkulācija var būt izdevīga temperatūras kontrolei, piemēram, plūst caur siltummaini dzesēšanai vai sildīšanai.
Ja jūs izmantojat pretspiediena vārstu pie izejas sono-elektroķīmisko šūnu reaktora, jūs varat palielināt spiedienu iekšpusē šūnā. Spiediens šūnā ir ļoti svarīgs parametrs, lai pastiprinātu ultraskaņu un ietekmētu gāzes fāžu ražošanu. Tas ir svarīgi arī, strādājot ar reaģentiem vai produktiem ar zemu viršanas temperatūru.
Ekspluatācija caurplūdes režīmā ļauj veikt nepārtrauktu darbību un tādējādi ražot lielākus apjomus.
Ja materiāls plūst starp diviem elektrodiem, piemēram, sonotrode un šūnu sieniņu, jūs varat samazināt attālumu starp elektrodiem. Tas ļauj labāk kontrolēt pārnesto elektronu skaitu un labāku reakcijas selektivitāti. Tas var uzlabot produkta precizitāti, izplatīšanu un ražu.
Kopumā sonoeltroķīmiskās reakcijas plūsmas šūnu reaktora izkārtojumā var būt daudz ātrāka nekā analogā reakcija partijas procesā. Reakcijas, kas var ilgt līdz vairākām stundām var pabeigt pēc vairākām minūtēm, radot labāku produktu.

---

Literatūra/atsauces

• 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.