Sono-Electroquímica ne yá ventajas

Nuwa encontrará ga̲tho nä'ä t'ot'e ga pädi dige electroquímica ultrasónica (sonoelectroquímica): ndui 'be̲fi, aplicaciones, ventajas ne equipos sonocelectroquímicos – nga̲tho ar ungumfädi relevante dige ar sonoelectroquímica ja 'nar página.

¿Yogo'ä da t'uni ultrasonidos ja ar electroquímica?

Ar combinación ar ondas ar ultrasonido xí hñets'i'i ar frecuencia ne ar mextha intensidad ko sistemas electroquímicos ku̲hu̲ ko múltiples njapu'befi, da mejoran ar dätä nt'ot'e ne ar tasa conversión ya reacciones electroquímicas.

Ar ndui 'be̲fi ya ultrasonidos

Pa ar procesamiento ultrasónico mar hñets'i rendimiento, ultrasonido mextha intensidad ne xí hñets'i'i ar frecuencia xí generado ja 'nar generador ultrasonido ne transmitido a través de 'nar sonda ultrasónica (sonotrodo) jar 'nar líquido. Ultrasonido mextha nts'edi nu'u̲ t'uni ultrasonido jar rango 16 — 30 kHz. Sonda ultrasonido ar expande ne contrae, ngu, da 20 kHz, transmitiendo nja'bu̲ respectivamente 20.000 ar vibraciones ya mfe̲tsi ja ar nt'uni. Nu'bu̲ ya ondas ultrasónicas viajan a través de ar líquido, alternando ciclos mextha presión (compresión) yá xí hñets'i'i presión (rarefacción wa expansión) crean t'olo burbujas ar vacío wa cavidades, da crecen Nxoge varios ciclos presión. Nxoge ar fase compresión jar líquido ne ya burbujas, ar presión ar positiva, mente da fase ya rara da produce 'nar vacío (presión negativa). Nxoge ar ciclos compresión-expansión, ya cavidades ar líquido crecen asta da alcanzan 'nar tamaño, ja hingi xi absorber mäs energía. Jar nuna punto, implosionan violentamente. Implosión esas cavidades xta lugar da varios efectos altamente energéticos, da pädi komongu ar fenómeno ar cavitación acústica yá ultrasónica. Ar cavitación ar acústica bí caracteriza ya múltiples efectos altamente energéticos, da afectan jar líquidos, sistemas sólidos yá líquidos, nja'bu ngu sistemas gas yá líquido. Ar xe̲ni densa energética wa ya xe̲ni cavitacional ar pädi komongu ar llamada xe̲ni punto mpa, ar mäs densa energéticamente ja ya proximidades ar sonda ultrasónica ne disminuye ko ar aumento ar mbi ndezu̲ ar sonotrodo. Ya ndu'mi características ar cavitación ultrasónica incluyen temperaturas ne presiones xi altas da ocurren localmente ne ya diferenciales nge, turbulencias ne transmisión líquidos. Nxoge ar implosión cavidades ultrasónicas jar puntos mañä ultrasónicos, ar xi medir temperaturas ar asta 5000 Kelvin, presiones ga 200 ar atmósferas ne ar chorros líquidos ko asta 1000 km yá h. Gi excelentes nkohi energía intensa contribuyen efectos sonomecánicos ne sonoquímicos da intensifican ya sistemas electroquímicos ndunthe ya maneras.

Ya efectos ya ultrasonidos ja ya sistemas electroquímicos

Ár nt'ot'e ultrasonidos ma reacciones electroquímicas ar conocida ya varios efectos ja ya electrodos, es decir, ánodo ne cátodo, nja'bu ngu ár njäts'i electrolítica. Ar cavitación ar ultrasónica ne ar streaming acústico generan 'nar micro-movimiento significativo, nä'ä provoca chorros líquido ne agitación jar fluido reacción. 'Me̲hna bí traduce 'nar mäs xi hño hidrodinámica ne yá 'ñäni ar mezcla líquida yá sólida. Ar cavitación ultrasónica reduce ar espesor efectivo ar capa difusión ja 'nar electrodo. 'Nar capa difusión reducida ir bo̲ni ke ar sonicación minimiza ar diferencia concentración, nä'ä ir bo̲ni ke ar convergencia ar concentración ya proximidades 'nar electrodo ne ár hmädi concentración jar ár njäts'i granel da promueven ya ultrasonidos. Ar influencia ar agitación ultrasónica ja ya gradientes concentración Nxoge ar reacción asegura alimentación 'befi nzäm'bu ár njäts'i fresca ja ar electrodo ne ar carting fuera de ar hñei reaccionado. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ar sonicación mejoró ar cinética Nxoge acelerando ar tasa reacción ne aumentando rendimiento reacción.
Ya nthuts'i ñut'i energía ultrasónica jar ko, nja'bu̲ komongu ar formación sonoquímica ar radicales libres, reacción electroquímica, nä'ä ar nä'ä contrario habría xi electroinactiva, ar to da du'mi. 
Ma'na ntsoni mahyoni ar vibración ar acústica ne ar streaming ar ntsoni limpieza dige ya superficies ya electrodos. Ya capas ar pasivas ne ar suciedad ya electrodos limitan ar dätä nt'ot'e ne ar tasa reacción ya reacciones electroquímicas. Ultrasonidos mantiene ya electrodos nzäm'bu da limpios ne completamente activos pa ar reacción. Ultrasonidos ar hño conocido ja yá efectos ya desgasificación, ne ya beneficiosos jar reacciones electroquímicas, 'nehe. Eliminando ya gases hingi deseados ar líquido, ar reacción to da mäs xi hño.

Aplicaciones de Sonoelectroquímica

Sonoelectrochemistry ar to da t'uni yá procesos ne ja ya 'na'ño industrias. Ya aplicaciones xi pa ngatho ar sonoelectroquímica incluyen ya nuya:

• Síntesis nanopartículas (electrosíntesis)
• Síntesis hidrógeno
• Electrocoagulación
• Nt'ot'e ya dehe residuales
• Romper emulsiones
• Electroplacado yá Electrodeposición

Síntesis sonoelectroquímica nanopartículas

Ultrasonidos ar aplicó ko éxito pa sintetizar ndunthe ya nanopartículas ja 'nar ko ya electroquímico. Nanotubos magnetita, cadmio-selenio (CdSe), nanopartículas platino (NPs), NPs ar k'axt'i, magnesio metálico, bismuteno, nano — t'axi, cobre ultrafino, nanopartículas aleación tungsteno-cobalto (W — Co), samaria yá nanocompuesto ya óxido grafeno reducido, nanopartículas cobre poli(ácido acrílico) sub — 1nm ne xingu ya polvos ar tamaño nanocito.
Ya ventajas ar síntesis nanopartículas sonoelectroquímicas incluyen ar

• Nu'bu ar reducción agentes ne tensioactivos
• njapu'befi ar dehe ngu disolvente
• ar za ar tamaño ya nanopartículas variando ya parámetros (nts'edi ultrasónica, densidad corriente, ár hne deposición ne ya tiempos pulso ultrasónico vs electroquímico)

Ashasssi — Sorkhabi ne Bagheri (2014) sintetizaron películas polipirrole sonoelectroquímicamente ne compararon ya resultados películas polipirroles electroquierronizadas. Ya resultados muestran ne ar sonoelectrodeposición galvanostática produjo 'nar película polipirrole fuertemente adherente ne lisa (PPyrrole) jar asero, ko 'nar densidad corriente 4 mA cm — 2 jar njäts'i ya pirrol ácido oxálico 0,1 M yá 0,1 ya M. Utilizando ar polimerización sonoelectroquímica, obtuvieron películas PPy resistentes ne mextha resistencia ko superficie lisa. Ar xi demostrado ke ya recubrimientos PPy preparados ya sonoelectroquímica proporcionan 'nar mfats'i ngatho ja ya corrosión sustancial jar ar asero St — 12. Ar recubrimiento sintetizado mar uniforme ne presentaba 'nar mextha resistencia 'na jar corrosión. Nuya resultados xi atribuir ar jar hecho ne ar ultrasonido mejoró ar transferencia masa ja ya reactivos ne ya causó altas tasas reacción química a través de ar cavitación acústica ne ya altas temperaturas ne presiones da t'ot'e 'na. Validez ya datos impedancia pa ar interfaz asero St — 12 yá yoho recubrimientos PPy yá nt'ot'e corrosivos ar comprobó utilizando ya transformaciones KK, ne bí observaron errores t'ot'e ar bajos.

Hass ne Gedanken (2008) informaron ar ar exitosa síntesis sonoelectroquímica nanopartículas metálicas ar magnesio. Ya eficiencias proceso sonoelectroquímico ar reactivo Gringard jar tetrahidrofurano (THF) wa 'nar njäts'i ya dibutildénimo ma 41,35% ne 33,08%, respectivamente. Ar adición AlCl3 jar ár njäts'i Gringard bi hñuts'i drásticamente ar dätä nt'ot'e, elevando dá 82,70% ne 51,69% jar THF wa dibutyldiglyme, respectivamente.

Producción hidrógeno sonoelectroquímico

Electrólisis promovida ya ultrasonidos aumenta significativamente ya rendimiento hidrógeno ar dehe wa soluciones alcalinas. 'Yot'e clic nuwa pa lei mäs dige ar síntesis hidrógeno electrolítico acelerado ya ultrasonidos!

Electrocoagulación asistida ya ultrasonidos

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.
Ejemplos procesos exitosos sono — electrocoagulación ya reducción ar Cr (VI) jar Cr (III) ja ya dehe residuales farmacéuticas, ar eliminación fósforo Nxoge ya efluentes ar industria química fina ko 'nar dätä nt'ot'e eliminación fósforo ma ja ar 99,5% jar 10 ya min., ar eliminación ar njät'i ne COD ya efluentes ar industria ar pulpa ne ar he̲'mi, etc. Ya eficiencias ar eliminación notificadas pa ár njät'i, COD, Cr (VI), Cu (II) ne hne ma 100%, 95%, 100%, 97.3% ne 99.84%, respectivamente. (cf. Al — Qodah & Ya ar — Shannag, 2018)

Degradación sonoelectroquímica ar contaminantes

Ya reacciones ar oxidación electroquímica y/o reducción promovidas ya ultrasonidos ar aplican komongu ya nt'ot'e potente pa degradar contaminante ar químico. Ya mecanismos sonomecánicos ne sonoquímicos promueven degradación electroquímica ja ya contaminantes. Cavitación generada ya ultrasonidos produce agitación intensa, micromezcla, transferencia ar masa ne ar eliminación capas pasivas ya electrodos. Nuya efectos cavitacionales da hneki ya principalmente ja 'nar mejora ar transferencia masa sólido-líquido ja ya electrodos ne ár njäts'i. Ya efectos sonoquímicos afectan Hmunts'i ja ya moléculas. Escote homolítico moléculas crea oxidantes altamente reactivos. Ja ya nt'ot'e acuosos ne 'bu̲i Kwä oxígeno, ar producen radicales komongu ar HO•, ar HO2• ne ar O•. •Se mfädi ya radicales o ya mahyoni pa ar descomposición nt'ot'e xi hño materiales orgánicos. Da general, ar degradación sonoelectroquímica gi 'ñudi 'nar mextha dätä nt'ot'e ne ar adecuada pa ar nt'ot'e ya dätä volúmenes corrientes ar dehe residuales ne ma'ra ya líquidos contaminados.
Ngu, Lllanos ne ma'ra (2016) bí dini nä'ä bí obtuvieron 'nar ntsoni sinérgico significativo pa ar desinfección ar dehe nu'bu̲ ko ya electroquímico da intensificó ya sonicación (desinfección sonoelectroquímica). Nuna aumento ar tasa desinfección ar bí nthe̲hu̲ ne xi relacionado ko ya supresión ya aggolomerados celulares ar E. coli, nja'bu ngu 'nar dätä producción especies desinfectantes. 
(2010) mostraron ke 'nar reactor sonoelectroquímico diseñado específicamente (wat'i hingi optimizado) bí utilizó Nxoge ar ampliación ar degradación ar ácido tricloroacético (TCAA), 'bu̲i Kwä hwähi ultrasonido generado ko ar UIP1000hd proporcionó mpädi mäs xi resultados (conversión fraccional 97%, dätä nt'ot'e degradación 26%, selectividad 0.92 ne ya dätä nt'ot'e nu'bya 8%) intensidades ultrasónicas mäs bajas ne flujo volumétrico. Yá ja ar hecho ne ar reactor sonoelectroquímico prepiloto aún mi hingi ar xi optimizado, xähmä na da nuya resultados tsa da mejorar ar aún mi mäs.

Voltammetría ultrasónica ne electrodeposición

Ar electrodeposición bí zits'i da t'ot'e xi hño galvanostáticamente 'nar densidad corriente 15 mA yá cm2. Ya soluciones ma sometidas ma ultrasonidos 'bu̲ 'be̲tho ar electrodeposición Nxoge 5 — 60 ya t'olo ora. 'Nar Hielscher Up200S ultrasonicador ar klase sonda ar utilizó ja 'nar pa ciclo 0,5. Ultrasonidos ar logró sumergiendo Hmunts'i sonda ultrasonido jar ár njäts'i. Pa evaluar ar impacto ultrasónico jar ár njäts'i 'be̲tho ar electrodeposición, bí utilizó ar voltammetría cíclica (CV) jar 'mui revelar comportamiento ár njäts'i ne permite predecir ya nkohi ideales pa ar electrodeposición. Ar gi hyandi da nu'bu̲ ár njäts'i nu'u da somete ya ultrasonidos 'bu̲ 'be̲tho ar electrodeposición, ar deposición comienza jar valores potenciales nja'bu̲ negativos. 'Me̲hna ir bo̲ni ke jar xkagentho ar corriente jar ár njäts'i ar requiere menos ár hne, ya ne ya especies ár njäts'i da comportan ya mäs activo da ja ya hingi ultrasónicos. (cf. Yurdal & Karahan 2017)

Sondas electroquímicas mar hñets'i ar rendimiento ne ar SonoElectroReactores

Hielscher Ultrasonidos ge ár socio experimentado ndezu̲ mahä'mu̲ pa sistemas ultrasónicos mar hñets'i ar rendimiento. Fabricamos ne distribuimos sondas ne reactores ultrasónicos thuhú generación, nä'ä da utilizan jar nga̲tho ar ximha̲i da aplicaciones hontho pesado entornos exigentes. Pa ar sonoelectroquímica, Hielscher xi desarrollado sondas ultrasónicas hontho, nä'ä xi nu'u hingi nthe komongu cátodo ne / wa ánodo, nja'bu̲ komongu células ar reactor ultrasónicos adecuados pa reacciones electroquímicas. Electrodos ya ultrasónicos ne ya células gi 'bu̲hu̲ da 'mui da sistemas galvánicos yá voltaicos, nja'bu ngu electrolíticos.

Amplitudes controlables ko precisión pa da resultados óptimos

Ga̲tho ya procesadores ultrasónicos Hielscher ya controlables precisión ne, ir fani 'be̲fi fiables jar R&D ne producción. Ar amplitud ge 'na ya parámetros cruciales ar ar proceso da influyen ar dätä nt'ot'e ne eficacia ya reacciones inducidas sonoquímica ne ar sonomecánica. Ga̲tho ya ultrasonidos Hielscher’ ya procesadores permiten ar za preciso ar amplitud. Ya procesadores ultrasónicos industriales ar Hielscher xi ofrecer amplitudes xi altas ne ofrecer ar intensidad ultrasónica mahyoni pa ar aplicaciones sonoelectroelédicas exigentes. Ya amplitudes asta 200 m ar xi ejecutar hingi hembi da ar nt'ot'e continua jar funcionamiento 24 yá 7.
Ya ajustes ar amplitud precisos ne ar monitorización 'befi nzäm'bu ya parámetros ar proceso ultrasónico a través de software inteligente t'umbi ár posibilidad da ñut'i nu'u ja ar reacción sonoelectroquímica ko ya precisión. Kadu̲ 'nar sonicación Nxoge ngatho ya parámetros ultrasónicos ar registran automáticamente 'na jar tarheta SD incorporada, ja modo da kadu̲ 'nar carrera to da evaluada ne controlada. Sonicación óptima pa ya reacciones sonoelectroquímicas mäs eficientes!
Ya equipos gi 'bu̲hu̲ construidos da njapu'befi 24 yá 7 yá 365 jár plena ar carga ne ár robustez ne fiabilidad bí convierten jar fani dí mpe̲fi jar ár proceso ar electroquímico. 'Me̲hna thogi ne ar equipo ultrasónico Hielscher da 'nar herramienta ar 'be̲fi confiable da cumpla ko yá requisitos proceso sonoelectroquímico.

Máxima ar hño – Diseñado ne fabricado nu Alemäña

Ngu empresa ya meni ne ya meni, Hielscher prioriza ya mäs altos estándares hño pa yá procesadores ultrasónicos. Ya ultrasonicadores gi 'bu̲hu̲ diseñados, fabricados ne probados ma ts'o̲e ja ma 'mui jar Teltow, cerca de Berlín, nu Alemäña. Ar robustez ne ar fiabilidad ar equipo ultrasónico Hielscher bí convierten ja 'nar fani dí mpe̲fi jar ár producción. Funcionamiento ar 24 yá 7 da plena ya carga ne entornos exigentes ge 'nar característica xi ya sondas ne ya reactores ultrasónicos mar hñets'i rendimiento Hielscher.

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