Vodorod hosil bo'lishini kuchaytirish uchun magniy gidridining gidrolizini tezlashtirish uchun sonikatsiya magniy gidridiga qo'llaniladi. Bundan tashqari, ultratovushli nanostrukturali magniy gidrid, ya'ni MgH2 nanozarralari vodorodni saqlash qobiliyatini yaxshilaydi.

Vodorodni saqlash uchun magnezium gidrid

Magniy gidrid, MgH₂, vodorodni saqlash varianti sifatida keng e'tiborni tortdi. Asosiy afzalliklarga ko'p resurs, yuqori unumdorlik, engil vazn, arzon narx va xavfsizlik kiradi. Vodorodni saqlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan boshqa gidridlarga nisbatan MgH₂ vodorod saqlash zichligi eng yuqori bo'lib, og'irligi 7,6% gacha. Vodorod Mg tarkibida Mg asosidagi metall gidridlar shaklida saqlanishi mumkin. MgH2 sintezi jarayoni dissotsiativ kimyosorbtsiya deb ataladi. Mg va H2 dan Mg asosidagi metall gidridni ishlab chiqarishning keng tarqalgan usuli bu 300-400 ° S haroratda va 2,4-40 MPa vodorod bosimida hosil bo'lishdir. Shakllanish tenglamasi quyidagicha bo'ladi: Mg + H₂ ⇌ MgH₂
Yuqori issiqlik bilan ishlov berish gidridlarning qayta kristallanish, fazalarni ajratish, nanozarrachalar aglomeratsiyasi va boshqalar kabi sezilarli degradatsiya ta'siri bilan birga keladi. Bundan tashqari, yuqori harorat va bosim MgH2 hosil bo'lishini energiya talab qiladigan, murakkab va shuning uchun qimmat qiladi.

Magniy gidridining ultratovushli gidrolizi

Hiroi va boshqalar. (2011) MgH2 nano-zarralari va nanotolalarning sonikatsiyasi MgH2 + 2H2O = Mg (OH) 2 + 2H2 + 277 kJ gidroliz reaktsiyasini kuchaytirganligini ko'rsatdi. Ushbu tadqiqotda MgH2 nanotolalari xona haroratida 14,4% massa vodorodni saqlashning maksimal hajmini ko'rsatdi. Bundan tashqari, tadqiqotchilar sonikatsiya va MgH2 gidrolizining kombinatsiyasi vodorodni isitishsiz va hech qanday kimyoviy vositani qo'shmasdan samarali ishlab chiqarish uchun sezilarli darajada samarali ekanligini ko'rsatdi. Shuningdek, ular past chastotali ultratovushni yuqori konversiya tezligini olish uchun eng samarali usul ekanligini aniqladilar. Past chastotali sonikatsiyada gidroliz tezligi "28 kHz ultratovush chastotasida 7,2 ks da reaktsiya darajasi bo'yicha 76% ga yetdi. Bu qiymat soniklanmagan namunada olingan qiymatdan 15 baravar ko'proq edi, bu MgH2 og'irligi asosida 11,6 massa% ga teng ekvivalent vodorod zichligini ko'rsatadi.
Natijalar ultratovush tekshiruvi MgH2 ning gidrolizlanish reaktsiyasini kuchaytirib, radikal hosil bo'lishiga qarab reaksiya tezligini doimiy ravishda oshirib, Mg (OH) 2 ning passiv qatlamini reaksiyaga kirishmagan MgH2 ga nisbatan katta siljish kuchlari hosil bo'lishiga olib keladi. (Hiroi va boshq. 2011)

Muammo: Magnezium gidridning sekin gidrolizi

Balli frezalash, issiq suv bilan ishlov berish yoki kimyoviy qo'shimchalar orqali magniy gidrid gidrolizini rag'batlantirish o'rganildi, ammo kimyoviy konversiya tezligini sezilarli darajada oshirishi aniqlanmadi. Kimyoviy moddalar qo'shilishi bilan bog'liq holda, buferlash vositalari, chelatatorlar va ion almashinuvchilari kabi kimyoviy qo'shimchalar Mg (OH) 2 ning passivlashtiruvchi qatlamining shakllanishiga yo'l qo'ymaslikka yordam berdi, Mg dan keyingi aylanish jarayonida aralashmalar hosil qildi.

Biznes: Magniy gidridining ultratovush bilan tarqalishi

Ultrasonik dispersiya va ho'l frezeleme - bu juda tor taqsimot egri chizig'iga ega nano o'lchamdagi zarralar va kristallarni ishlab chiqarishning yuqori samaradorligi. Magnezium gidridni nano o'lchamda teng ravishda tarqatish orqali faol sirt maydoni sezilarli darajada kattalashadi. Bundan tashqari, sonikatsiya passivatsiya qiluvchi qatlamlarni olib tashlaydi va yuqori kimyoviy konversiya stavkalari uchun massa uzatilishini oshiradi. Ultrasonik frezalash, disperslash, deagglomeratsiya va zarrachalarni sirtini tozalash samaradorligi, ishonchliligi va soddaligi bilan boshqa frezalash usullaridan ustundir.

Ultrasonik nam frezeleme va tarqatish zarracha hajmini kamaytirish uchun juda samarali usuldir, masalan magniy gidrid

Nanostrukturali magniy gidrid yaxshilangan vodorod saqlash sifatida

Nano-strukturali magniy gidridlari bir vaqtning o'zida MgH2 ning ab/de-sorbsion termodinamik va kinetik xususiyatlarini oshirishga imkon beruvchi samarali strategiya ekanligi ilmiy jihatdan isbotlangan. MgH2 nanozarralari va nanotolalar kabi nano-o'lchamli / nano-strukturali magniyga asoslangan tuzilmalar zarracha va don hajmini kamaytirish orqali yanada yaxshilanishi mumkin, shu bilan ularning gidrid hosil bo'lish entalpiyasi DH ni kamaytiradi. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, nano-o'lchamdagi MgH2 ning parchalanishi uchun reaktsiya to'sig'i MgH2 massasidan sezilarli darajada past bo'lib, MgH2 ning nanostruktura muhandisligi yaxshilangan ishlash uchun termodinamik va kinetik jihatdan qulay ekanligini ko'rsatadi. (Qarang: Ren va boshqalar, 2023)

Ommaviy MgH2 va nanostrukturali o'ta nozik MgH2 ning vodorodning emilimi va desorbsiyasi uchun energiya to'siqlarini taqqoslash.
(o'rganish va grafik: © Chjan va boshq., 2020)

Magniy gidridining ultratovushli nanosizlashtirish va nanostrukturasi

Ultrasonik nanostruktura - bu vodorod sig'imiga ta'sir qilmasdan magniy gidridining termodinamikasini o'zgartirishga imkon beruvchi juda samarali usul. Juda nozik MgH2 nanozarralari sezilarli darajada yaxshilangan vodorod desorbsiya qobiliyatini namoyish etadi. Nano o'lchamli magniy gidridi - bu nuqsonlarni kiritish, vodorod diffuziya yo'llarini qisqartirish, yadrolanish joylarini ko'paytirish hisobiga vodorod ab-/de-sorbtsiya haroratini sezilarli darajada kamaytirish va MgH2 ning qayta/de-gidrogenatsiya tezligini oshirish usulidir. , va Mg-H bog'lanishining destabilizatsiyasi.
Oddiy sonokimyoviy davolash, ayniqsa, magniy zarralarini davolashda kam energiyali gidridlarni hosil qilish imkoniyatini beradi. Masalan, Baidukova va boshqalar. (2026) suvli suspenziyalarda magniy zarralarini sonokimyoviy ishlov berish orqali gözenekli magniy-magniy gidroksid matritsasida past energiyali gidridlarni hosil qilish imkoniyatini ko'rsatdi.

Vodorodni samarali saqlash uchun sonokimyoviy sintezlangan nano-magniy gidrid

Ultrasonik usulda tayyorlangan magniy gidrid nanopartikullari vodorodning og'irligi 6,7% ga qaytariladigan atrof-muhit haroratining qaytarilishiga erishadi.
Vodorodni saqlash uchun tashuvchi sifatida engil metall gidridlaridan foydalanish vodorodni xavfsiz va samarali saqlash uchun istiqbolli yondashuv hisoblanadi. Ma'lum bir metall gidrid, magniy gidrid (MgH2) vodorodning yuqori miqdori va tabiatda magniyning ko'pligi tufayli katta qiziqish uyg'otdi. Biroq, ommaviy MgH2 barqaror bo'lishning kamchiliklariga ega, faqat 300 ° C dan yuqori haroratlarda vodorodni chiqaradi. Bu vodorodni saqlash bilan bog'liq ilovalar uchun amaliy va samarasiz.
Chjan va boshqalar. (2020) MgH2 ning o'ta nozik nanozarrachalarini yaratish orqali atrof-muhit haroratida qaytariladigan vodorodni saqlash imkoniyatini o'rganib chiqdi. Ular metateza jarayonini boshlash uchun sonikatsiyadan foydalanganlar, bu samarali ikki tomonlama parchalanish jarayonidir. Nanopartikullarni yaratish maqsadida suyuqlik va qattiq moddalardan tashkil topgan atala uchun sonikatsiya qo'llanildi. Ushbu nanozarrachalar, hech qanday qo'shimcha iskala tuzilmalarisiz, asosan 4-5 nm atrofida o'lchamlarda muvaffaqiyatli ishlab chiqarilgan. Ushbu nanozarralar uchun y 30 ° C da 6,7 og'irlikdagi vodorodni qayta tiklanadigan saqlash hajmini o'lchadi, bu ilgari ko'rsatilmagan muhim yutuq. Bunga termodinamik beqarorlik va kinetik to'siqlarni kamaytirish orqali erishildi. Yalang'och nanozarralar, shuningdek, 150 ° C da 50 tsikl davomida vodorodning barqaror va tez aylanishini ko'rsatdi, bu MgH2 massasi bilan solishtirganda sezilarli yaxshilanishdir. Ushbu topilmalar sonikatsiyani vodorod saqlash uchun MgH2 ning yuqori samaradorligiga olib keladigan potentsial davolash sifatida taqdim etadi.
(Qarang: Chjan va boshq. 2020)

Zarrachalar hajmini taqsimlash ultra nozik MgH2 sonication so'ng tayyorlangan.
(o'rganish va grafik: © Chjan va boshq., 2020)

Magniy gidridini davolash uchun yuqori samarali ultratovush apparatlari

Sonokimyo – kuchli ultratovushni kimyoviy reaktsiyalarga qo'llash – sintez, katalitik reaksiyalar va boshqa getergen reaktsiyalarni osonlashtiradigan va tezlashtiradigan ishonchli qayta ishlash texnologiyasidir. Hielscher Ultrasonics portfeli ixcham laboratoriya ultrasonikatorlaridan tortib, magniy gidridining gidrolizi va uning nano-frezeleme / nano-strukturasi kabi barcha turdagi kimyoviy ilovalar uchun sanoat sonokimyoviy tizimlarga qadar to'liq assortimentni o'z ichiga oladi. Bu bizga Hielscher-da sizga ko'zda tutilgan MgH2 jarayoni uchun eng mos ultrasonikatorni taklif qilish imkonini beradi. Bizning ko'p yillik tajribali xodimlarimiz sizga texnik-iqtisodiy sinovlar va jarayonni optimallashtirishdan ultratovush tizimingizni yakuniy ishlab chiqarish darajasiga o'rnatishgacha yordam beradi.
Bizning ultratovushli homogenizatorlarimizning kichik oyoq bosimi, shuningdek ularning o'rnatish variantlarida ko'p qirrali bo'lishi ularni hatto kichik kosmik ishlov berish moslamalariga moslashtiradi. Ultrasonik protsessorlar butun dunyo bo'ylab ingichka kimyo, neft kimyosi va nano-materiallar ishlab chiqarish korxonalarida o'rnatiladi.

To'plam va chiziq

Hielscher sonokimyoviy uskunalari partiyaviy va uzluksiz oqim orqali ishlov berish uchun ishlatilishi mumkin. Ultrasonik partiyalarni qayta ishlash jarayonlarni sinovdan o'tkazish, optimallashtirish va kichik va o'rta o'lchamdagi ishlab chiqarish darajasi uchun idealdir. Katta hajmdagi materiallarni ishlab chiqarish uchun inline ishlov berish foydaliroq bo'lishi mumkin. Uzluksiz inline aralashtirish jarayoni murakkab sozlashni talab qiladi – nasos, shlanglar yoki quvurlar va rezervuarlardan iborat - ammo u juda samarali, tezkor va sezilarli darajada kam mehnat talab qiladi. Hielscher Ultrasonics sizning sono-sintez reaktsiyangiz, ishlov berish hajmi va maqsadlaringiz uchun eng mos sonokimyoviy sozlamalarga ega.

MgH2 gidrolizining ultratovush probalari va reaktorlari har qanday miqyosda

Hielscher Ultrasonics mahsulot assortimenti ultratovushli protsessorlarning to'liq spektrini qamrab oladi laboratoriya ultrasonikatorlaridan dastgoh usti va uchuvchi tizimlar soatiga yuk mashinalarini qayta ishlash quvvatiga ega to'liq sanoat ultratovushli protsessorlarga. To'liq mahsulot assortimenti sizga jarayonning hajmi va ishlab chiqarish maqsadlari uchun sizga eng mos ultratovushli homogenizatorni taklif qilishimizga imkon beradi.
Ultrasonik dastgoh tizimlari texnik-iqtisodiy sinov va jarayonni optimallashtirish uchun juda mos keladi. Jarayonning belgilangan parametrlari asosida chiziqli miqyosni oshirish qayta ishlash quvvatlarini kichik partiyalardan to to'liq tijorat ishlab chiqarishgacha oshirishni juda osonlashtiradi. Kattalashtirish yanada kuchli ultratovush qurilmasini o'rnatish yoki bir nechta ultratovush moslamalarini parallel ravishda klasterlash orqali amalga oshirilishi mumkin. UIP16000 bilan Hielscher butun dunyo bo'ylab eng kuchli ultratovushli homogenizatorni taklif etadi.

Optimal natijalar uchun aniq boshqariladigan amplitudalar

Barcha Hielscher ultrasonikatorlari aniq boshqariladigan va shu bilan ishlab chiqarishda ishonchli ishlaydigan otlardir. Amplituda sonokimyoviy reaktsiyalarning samaradorligi va samaradorligiga ta'sir qiluvchi hal qiluvchi jarayon parametrlaridan biridir Barcha Hielscher Ultrasonics protsessorlari amplitudani aniq sozlash imkonini beradi. Sonotrodlar va kuchaytiruvchi shoxlar amplitudani yanada kengroq diapazonda o'zgartirishga imkon beruvchi aksessuarlardir. Hielscher sanoat ultratovushli protsessorlari juda yuqori amplitudalarni etkazib berishi va talab qilinadigan ilovalar uchun zarur bo'lgan ultratovush intensivligini etkazib berishi mumkin. 200 mikrongacha bo'lgan amplitudalar 24/7 ishda osongina uzluksiz ishlashi mumkin.
Amplitudaning aniq parametrlari va ultratovushli jarayon parametrlarini aqlli dasturiy ta'minot orqali doimiy nazorat qilish reagentlaringizni eng samarali ultratovush sharoitlari bilan davolash imkoniyatini beradi. Ajoyib kimyoviy konversiya tezligi uchun optimal sonikatsiya!
Hielscher ultratovush uskunasining mustahkamligi og'ir yuklarda va talabchan muhitda 24/7 ishlash imkonini beradi. Bu Hielscherning ultratovush uskunasini kimyoviy jarayon talablariga javob beradigan ishonchli ish vositasiga aylantiradi.

Eng yuqori sifat – Germaniyada ishlab chiqarilgan va ishlab chiqarilgan

Oilaviy va oilaviy biznes sifatida Hielscher ultratovushli protsessorlari uchun eng yuqori sifat standartlariga ustunlik beradi. Barcha ultratovush apparatlari Germaniyaning Berlin yaqinidagi Teltow shahridagi bosh ofisimizda ishlab chiqilgan, ishlab chiqarilgan va sinchkovlik bilan sinovdan o'tgan. Hielscher ultratovush uskunasining mustahkamligi va ishonchliligi uni ishlab chiqarishda ish otiga aylantiradi. To'liq yuk ostida va talabchan muhitda 24/7 ishlash Hielscherning yuqori samarali mikserlarining tabiiy xususiyati hisoblanadi.
Hielscher Ultrasonics sanoat ultratovushli protsessorlari juda yuqori amplitudalarni etkazib berishi mumkin. 200 µm gacha bo'lgan amplitudalar 24/7 ishda osongina uzluksiz ishlashi mumkin. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovushli sonotrodlar mavjud.

Quyidagi jadval sizga bizning ultrasonicators taxminiy qayta ishlash quvvatiga ega ekanligidan dalolat beradi: