Teknologjia e ultrazërit Hielscher

Sono-Elektrokimi dhe Avantazhet e saj

Këtu do të gjeni të gjitha ato që ju duhet të dini në lidhje me elektrokimi tejzanor (sonoelektrochemistry): parimi i punës, aplikimet, përparësitë dhe pajisjet sono-elektrokimike – të gjitha informacionet përkatëse rreth sonoelektrokimisë në një faqe.

Pse të aplikojmë ultrasonikën në elektrokimi?

Kombinimi i valëve të ultrazërit me frekuencë të ulët, me intensitet të lartë me sistemet elektrokimike vjen me përfitime të shumëfishta, të cilat përmirësojnë efikasitetin dhe shkallën e konvertimit të reaksioneve elektrokimike.

Parimi i punës së ultrasonikës

Për përpunim ultrasonik me performancë të lartë, ultrazëri me intensitet të lartë, me frekuencë të ulët gjenerohet nga një gjenerator me ultratinguj dhe transmetohet përmes një sonde tejzanor (sonotrode) në një lëng. Ekografia me fuqi të lartë konsiderohet ultratinguj në intervalin 16-30kHz. Sonda me ultratinguj zgjerohet dhe tkurret p.sh., në 20kHz, duke transmetuar përkatësisht 20,000 dridhje për sekondë në medium. Kur valët tejzanor udhëtojnë përmes lëngut, ciklet alternative të presionit të lartë (shtypjes) / presionit të ulët (rrallimi ose zgjerimi) krijojnë flluska ose zgavra të vakumit minutë, të cilat rriten në disa cikle presioni. Gjatë fazës së kompresimit të lëngut dhe flluskave, presioni është pozitiv, ndërsa faza e rrallimit prodhon një vakum (presion negativ). Gjatë cikleve të kompresimit-zgjerimit, zgavrat në lëng rriten derisa të arrijnë një madhësi, në të cilën nuk mund të thithin më shumë energji. Në këtë pikë, ata implodojnë me dhunë. Shpërthimi i atyre kaviteteve rezulton në efekte të ndryshme shumë energjike, të cilat njihen si fenomeni i kavitacionit akustik / tejzanor. Kavitacioni akustik karakterizohet nga efekte të shumëfishta shumë energjike, të cilat ndikojnë në lëngje, sisteme të ngurta / të lëngshme, si dhe sisteme të gazit / lëngut. Zona e dendur nga energjia ose zona kavitacionale njihet si e ashtuquajtura zonë e nxehtë, e cila është më e dendura nga energjia në afërsi të sondës tejzanore dhe bie me rritjen e distancës nga sonotroda. Karakteristikat kryesore të kavitacionit tejzanor përfshijnë temperatura dhe presione shumë të larta që ndodhin në vend dhe diferencimet përkatëse, turbulencat dhe rrjedhjet e lëngjeve. Gjatë implosionit të zgavrave tejzanor në pikat e nxehta tejzanor, mund të maten temperatura deri në 5000 Kelvin, presione deri në 200 atmosferë dhe avionë të lëngshëm me deri në 1000km / h. Këto kushte të jashtëzakonshme me intensitet të lartë të energjisë kontribuojnë në efekte sonomekanike dhe sonokimike që intensifikojnë sistemet elektrokimike në mënyra të ndryshme.

Ultrasonic electrodes for sonoelectrochemical applications such as nanoparticle synthesis (electrosynthesis), hydrogen synthesis, electrocoagulation, wastewater treatment, breaking emulsions, electroplating / electrodeposition

Sondat e procesorëve tejzanor UIP2000hdT (2000 vat, 20 kHz) veprojne si katode dhe anode ne nje qelize elektrolitike

Kërkesë informacioni





Efektet tejzanor në reagimet elektrokimike

  • Rrit transferimin e masës
  • Erozioni / shpërndarja e trupave të ngurtë (elektrolitet)
  • Prishja e kufijve të ngurtë / të lëngët
  • Ciklet e presionit të lartë

Efektet e ultrasonikës në sistemet elektrokimike

Zbatimi i ultrasonikimit në reaksionet elektrokimike është i njohur për efekte të ndryshme në elektroda, dmth anode dhe katodë, si dhe tretësirë elektrolitike. Kavitimi tejzanor dhe rryma akustike gjenerojnë mikro-lëvizje të rëndësishme, duke penguar avionë të lëngshëm dhe agjitacion në lëngun e reagimit. Kjo rezulton në përmirësimin e hidrodinamikës dhe lëvizjen e përzierjes së lëngut / të ngurtë. Kavitimi tejzanor zvogëlon trashësinë efektive të shtresës së difuzionit në një elektrodë. Një shtresë e reduktuar e difuzionit do të thotë që sonifikimi minimizon ndryshimin e përqendrimit, që do të thotë konvergjenca e përqendrimit në afërsi të një elektrode dhe vlera e përqendrimit në tretësirën e madhe promovohet ultrasonikisht. Ndikimi i agjitacionit tejzanor në gradientët e përqendrimit gjatë reagimit siguron ushqimin e përhershëm të tretësirës së freskët të elektrodës dhe largimin e materialit të reaguar. Kjo do të thotë që sonifikimi përmirësoi kinetikën e përgjithshme duke përshpejtuar shpejtësinë e reagimit dhe rritjen e rendimentit të reagimit.
Me futjen e energjisë tejzanor në sistem, si dhe formimin sonokimik të radikalëve të lirë, mund të fillohet reaksioni elektrokimik, i cili përndryshe do të kishte qenë elektroaktiv. Një efekt tjetër i rëndësishëm i dridhjeve dhe rrjedhës akustike është efekti i pastrimit në sipërfaqet e elektrodës. Shtresat pasivizuese dhe ndotja në elektroda kufizojnë efikasitetin dhe shpejtësinë e reagimit të reaksioneve elektrokimike. Ultrasonikimi i mban elektrodat përgjithmonë të pastra dhe plotësisht aktive për reagim. Ultrasonikimi është i njohur për efektet e tij të degazimit, të cilat janë të dobishme edhe në reaksionet elektrokimike. Heqja e gazrave të padëshiruar nga lëngu, reagimi mund të funksionojë më efikas.

Përfitimet e elektrokimisë së promovuar në mënyrë ultrasonike

  • Rritja e rendimenteve elektrokimike
  • SpeedShpejtësia e shtuar e reaksionit elektrokimik
  • Përmirësimi i efikasitetit të përgjithshëm
  • Shtresat e difuzionit të reduktuar
  • Transferimi i përmirësuar i masës në elektrodë
  • Aktivizimi i sipërfaqes në elektrodë
  • Heqja e shtresave pasivizuese dhe ndotja
  • Over Mbivotencat e elektrodës së zvogëluar
  • Degazimi efikas i tretësirës
  • Cilësi superiore e elektroplatingut
Ultrasonic electrodes improve the efficiency, yield and conversion rate of electrochemical processes.

Sonda tejzanor funksionon si elektrodë. Valët me ultratinguj promovojnë reaksione elektrokimike duke rezultuar në efikasitet të përmirësuar, rendimente më të larta dhe shpejtësi më të shpejtë të konvertimit.
Kur sonifikimi kombinohet me elektrokimi, kjo është sono-elektrokimi.

Zbatimet e Sonoelectrochemistry

Sonoelektrokimia mund të zbatohet në procese të ndryshme dhe në industri të ndryshme. Zbatimet shumë të zakonshme të sonoelektrokimisë përfshijnë sa vijon:

  • Sinteza e nanopëzëzave (elektrosinteza)
  • Sinteza e hidrogjenit
  • Elektrokoagulimi
  • Trajtimi i ujërave të ndotura
  • Thyerja e emulsioneve
  • Elektroplazimi / Elektrodepozicionimi

Sinteza Sono-Elektrokimike e Nanopjeshtrave

Ultrasonication u zbatua me sukses për të sintetizuar nano-grimca të ndryshme në një sistem elektrokimik. Nanotubë magnetit, kadmium-selen (CdSe), nanopjesëza platin (NP), NP ari, magnez metalik, bismuten, nano-argjend, bakër tepër i imët, nanopjesë aliazh tungsten-kobalt (W-Co), samari / nanomom oksid grafeni i reduktuar , nano grimca bakri me kapak poli (acid akrilik) nën-1nm dhe shumë pluhura të tjerë me madhësi nano janë prodhuar në mënyrë të mjaftueshme duke përdorur sonoelektrokiminë.
Përparësitë e sintezës së nano-grimcave sonoelektrokimike përfshijnë

  • shmangia e agjentëve reduktues dhe surfaktantëve
  • përdorimi i ujit si tretës
  • rregullimi i madhësisë së nanopjesëzës nga parametra të ndryshëm (fuqia tejzanor, dendësia e rrymës, potenciali i depozitimit dhe kohët e impulsit tejzanor vs elektrokimik)

Ashasssi-Sorkhabi dhe Bagheri (2014) sintetizuan filma polipirrole në mënyrë sonoelektrokimike dhe krahasuan rezultatet me filma polipirol të sintetizuar elektrokeshikisht. Rezultatet tregojnë se sonoelektrodepozicioni galvanostatik prodhoi një film polipiroli (PPy) fort të ngjitur dhe të lëmuar në çelik, me një densitet aktual prej 4 mA cm – 2 në tretësirë 0,1 M acid oksalik / 0,1 M pirol. Duke përdorur polimerizimin sonoelektrokimik, ata morën filma me rezistencë të lartë dhe të fortë PPy me sipërfaqe të lëmuar. Beenshtë treguar se veshjet PPy të përgatitura nga sonoelektrokimia sigurojnë mbrojtje të konsiderueshme nga korrozioni në çelikun St-12. Veshja e sintetizuar ishte uniforme dhe shfaqte një rezistencë të lartë ndaj korrozionit. Të gjitha këto rezultate mund t'i atribuohen faktit që ultrazëri rriti transferimin në masë të reaguesve dhe shkaktoi shpejtësi të larta të reagimit kimik përmes kavitacionit akustik dhe temperaturave dhe presioneve të larta që rezultojnë. Vlefshmëria e të dhënave të rezistencës për ndërfaqen e çelikut St-12 / dy veshjeve PPy / media korrozive u kontrollua duke përdorur transformimet e KK, dhe u vërejtën gabime të ulëta mesatare.

Hass dhe Gedanken (2008) raportuan sintezën e suksesshme sono-elektrokimike të nanopjesëzave metalike të magnezit. Efikasiteti në procesin sonoelektrokimik të reagensit Gringard në tetrahidrofuran (THF) ose në një tretësirë dibutyldiglyme ishin përkatësisht 41.35% dhe 33.08%. Shtimi i AlCl3 në tretësirën Gringard rriti efikasitetin në mënyrë dramatike, duke e rritur atë përkatësisht në 82.70% dhe 51.69% në THF ose dibutyldiglyme.

Prodhimi Sono-Elektrokimik i Hidrogjenit

Elektroliza e promovuar në mënyrë ultrasonike rrit ndjeshëm rendimentin e hidrogjenit nga uji ose solucionet alkaline. Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth sintezës së hidrogjenit elektrolitik të përshpejtuar ultrasonikisht!

Elektrokoagulimi me Asistencë Ultrasonike

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.
Shembuj për proceset e suksesshme të sono-elektrokoagulimit janë zvogëlimi i Cr (VI) në Cr (III) në ujërat e zeza farmaceutike, heqja e fosforit total nga rrjedhjet e industrisë kimike të imët me një efikasitet të largimit të fosforit ishte 99.5% brenda 10 minutash, largimi i ngjyrës dhe COD nga rrjedhjet e industrisë së pulpës dhe letrës, etj. Efikasiteti i raportuar i heqjes për ngjyrën, COD, Cr (VI), Cu (II) dhe P ishte 100%, 95%, 100%, 97.3% dhe 99.84% , përkatësisht. (krh. El-Qodah) & Al-Shannag, 2018)

Degradimi Sono-Elektrokimik i Ndotësve

Reagimet e oksidimit dhe / ose reduktimit elektrokimik të promovuar në mënyrë ultrasonike zbatohen si metodë e fuqishme për të degraduar ndotësin kimik. Mekanizmat sonomekanike dhe sonokimike promovojnë degradimin elektrokimik të ndotësve. Kavitimi i gjeneruar në mënyrë ultrasonike rezulton në agjitacion intensiv, mikro-përzierje, transferim në masë dhe heqjen e shtresave pasivizuese nga elektrodat. Këto efekte kavitacionale rezultojnë kryesisht në një përmirësim të transferimit të masës së ngurtë-lëng midis elektrodave dhe solucionit. Efektet sonokimike ndikojnë drejtpërdrejt në molekulat. Ndarja homolitike e molekulave krijon oksidantë shumë reaktivë. Në mjediset ujore dhe në prani të oksigjenit, prodhohen radikale të tilla si HO •, HO2 • dhe O •. • Radikalët e OH dihen të jenë të rëndësishëm për dekompozimin efikas të materialeve organike. Në përgjithësi, degradimi sono-elektrokimik tregon efikasitet të lartë dhe është i përshtatshëm për trajtimin e vëllimeve të mëdha të rrjedhave të ujërave të ndotura dhe lëngjeve të tjera të ndotura.
Për shembull, Lllanos et al. (2016) zbuloi se efekti sinergjik i rëndësishëm u mor për dezinfektimin e ujit kur sistemi elektrokimik u intensifikua nga sonifikimi (dezinfektimi sono-elektrokimik). Kjo rritje në shkallën e dezinfektimit u zbulua se lidhej me agolomeratet e qelizave të shtypjes E. coli, si dhe një prodhim të zgjeruar të specieve dezinfektuese. Esclapez etj. (2010) tregoi se një reaktor sonoelektrokimik i projektuar posaçërisht (megjithëse nuk është i optimizuar) u përdor gjatë rritjes së degradimit të acidit trikloroacetik (TCAA), prania e fushës me ultratinguj të gjeneruar me UIP1000hd siguroi rezultate më të mira (shndërrimi i fraksionuar 97%, efikasiteti i degradimit 26%, selektiviteti 0.92 dhe efikasiteti aktual 8%) në intensitete ultrasonike më të ulta dhe fluksin vëllimor. Duke marrë parasysh faktin, që reaktori sonoelektrokimik para-pilot ende nuk ishte optimizuar, ka shumë të ngjarë që këto rezultate të përmirësohen edhe më tej.

Voltametria tejzanor dhe elektrodepozicioni

Elektrodepozicionimi u krye galvanostatikisht në densitetin e rrymës prej 15 mA / cm2. Zgjidhjet iu nënshtruan ultrasonikimit përpara elektrodozicionimit për 5-60 minuta. Një Hielscher Ultrasonicator i tipit sondë UP200S është përdorur në një kohë cikli prej 0.5. Ultrasonikacioni u arrit duke zhytur drejtpërdrejt sondën e ultrazërit në tretësirë. Për të vlerësuar ndikimin tejzanor në tretësirë përpara elektrodozicionimit, voltammetria ciklike (CV) u përdor në mënyrë që të zbulohej sjellja e solucionit dhe bën të mundur parashikimin e kushteve ideale për elektrodozicionimin. Shtë vërejtur se kur tretësira i nënshtrohet ultrasonikimit para elektrodepozicionimit, depozitimi fillon me vlera më pak të mundshme negative. Kjo do të thotë që në të njëjtën rrymë në tretësirë kërkohet më pak potencial, pasi speciet në tretësirë sillen më aktive sesa në ato jo ultrasonikuara. (krh. Yurdal & Karahan 2017)

Tejzanor UIP2000hdT (2000 vat, 20 kHz) si katodë dhe / ose anodë në një rezervuar

Tejzanor UIP2000hdT (2000 vat, 20 kHz) si katodë dhe / ose anodë në një rezervuar

Kërkesë informacioni





Sondat Elektrokimike me Performancë të Lartë dhe SonoElectroReactors

Hielscher Ultrasonics është partneri juaj me përvojë për një kohë të gjatë për sistemet tejzanor me performancë të lartë. Ne prodhojmë dhe shpërndajmë sonda dhe reaktorë tejzanor të nivelit më të lartë, të cilët përdoren në të gjithë botën për aplikime të rënda në mjedise kërkuese. Për sonoelektrokimi, Hielscher ka zhvilluar sonda ultrasonike speciale, të cilat mund të veprojnë si katodë dhe / ose anodë, si dhe qeliza reaktori tejzanor të përshtatshme për reaksione elektrokimike. Elektrodat dhe qelizat tejzanor janë në dispozicion për sistemet galvanike / voltaike, si dhe sistemet elektrolitike.

Amplituda saktësisht të kontrollueshme për rezultate optimale

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Të gjithë procesorët tejzanor të Hielscher janë saktësisht të kontrollueshëm dhe në këtë mënyrë kuaj pune të besueshëm në R&D dhe prodhimi. Amplituda është një nga parametrat thelbësorë të procesit që ndikon në efikasitetin dhe efektivitetin e reaksioneve të shkaktuara sonokimikisht dhe sonomekanikisht. Të gjitha Ultrasonics Hielscher’ procesorët lejojnë vendosjen precize të amplitudës. Procesorët tejzanor industrial të Hielscher mund të japin amplituda shumë të larta dhe të japin intensitetin e kërkuar ultrasonik për kërkime të zbatimeve sono-elektrokamike. Amplituda deri në 200 μm mund të drejtohet lehtësisht vazhdimisht në funksionimin 24/7.
Cilësimet precize të amplitudës dhe monitorimi i përhershëm i parametrave të procesit tejzanor përmes softuerit inteligjent ju japin mundësinë për të ndikuar saktësisht në reaksionin sonoelektrokimik. Gjatë çdo ekzekutimi të sonifikimit, të gjithë parametrat tejzanor regjistrohen automatikisht në një kartë SD të integruar, në mënyrë që secila ekzekutim të vlerësohet dhe kontrollohet. Bërja e zërit optimale për reaksionet më efikase të sonoelektrokimisë!
Të gjitha pajisjet janë ndërtuar për përdorim 24/7/365 nën ngarkesë të plotë dhe qëndrueshmëria dhe besueshmëria e saj e bëjnë atë kalin e punës në procesin tuaj elektrokimik. Kjo i bën pajisjet tejzanor të Hielscher-it një mjet të besueshëm pune që plotëson kërkesat tuaja të procesit sonoelektrokimik.

Cilësia më e lartë – Projektuar dhe prodhuar në Gjermani

Si biznes familjar dhe familjar, Hielscher i jep përparësi standardeve më të larta të cilësisë për përpunuesit e tij tejzanor. Të gjithë ultrasonicatorët janë projektuar, prodhuar dhe testuar plotësisht në selinë tonë në Teltow afër Berlinit, Gjermani. Fuqia dhe besueshmëria e pajisjeve tejzanor të Hielscher e bëjnë atë një kalë pune në prodhimin tuaj. Operacioni 24/7 nën ngarkesë të plotë dhe në mjedise kërkuese është një karakteristikë natyrore e sondave dhe reaktorëve tejzanor të Hielscher me performancë të lartë.

Na kontaktoni tani dhe na tregoni në lidhje me kërkesat tuaja të procesit elektrokimik! Ne do t'ju rekomandojmë elektrodat tejzanor dhe përshtatjen e reaktorëve më të përshtatshëm!

Na kontaktoni! / Pyet Na!

Pyesni për më shumë informacion

Ju lutemi përdorni formularin më poshtë për të kërkuar informacione shtesë në lidhje me procesorët tejzanor, aplikacionet dhe çmimin. Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj me ju dhe t'ju ofrojmë një sistem tejzanor që plotëson kërkesat tuaja!









Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikacioneve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.

Literatura / Referencat