Elektrod yuzasining ifloslanishiga yechim
Elektrod yuzasining ifloslanishi koʻplab elektrokimyoviy ishlab chiqarish jarayonlarida va elektrokimyoviy sensorlarda jiddiy muammo hisoblanadi. Elektrodning ifloslanishi elektrokimyoviy hujayraning ishlash koʻrsatkichlari va energiya samaradorligiga taʼsir qilishi mumkin. Ultratovush bilan ishlov berish elektrodning ifloslanishini oldini olish va bartaraf etishning samarali vositasidir.
Elektrodning ifloslanishi elektronlar uzatilishi uchun zarur boʻlgan elektrolitning elektrod bilan jismoniy kontaktini kamaytiradi va shu sababli elektrokimyoviy reaksiya tezligini pasaytiradi. Koʻpincha ifloslantiruvchi modda bilan elektrod yuzasi oʻrtasidagi gidrofil, gidrofob yoki elektrostatik oʻzaro taʼsirlar natijasida ifloslantiruvchi modda elektrod yuzasidagi muayyan tuzilmaviy elementlarga yopishadi.
Ifloslanishga qarshi usullar sirtni oʻzgartirish yoki uni polimerlar yoxud uglerod nanotubalari yoki grafen kabi uglerod asosidagi materiallar bilan qoplashni oʻz ichiga oladi; bu materiallar katta sirt maydoni, elektrokatalitik xususiyatlari va ifloslanishga chidamliligi tufayli qoʻllaniladi. Muqobil ravishda, metall nanozarrachalar elektrokatalitik xususiyatlar va yuqori elektr oʻtkazuvchanligi bilan birga ifloslanishga qarshi xususiyatlarga ham ega boʻlishi mumkin.
Ultratovushli mexanik tebratish ifloslanishga qarshi muqobil usuldir.
Ifloslanishga qarshi ultratovushli tebratishda ultratovush yordamida faollashtirilgan suyuqlikka botirilgan yuzalardan ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlashni osonlashtirish yoki kuchaytirish uchun suyuqlikdagi yuqori chastotali, yuqori intensivlikdagi tovush toʻlqinlaridan foydalaniladi. Elektrod yuzasini ultratovush bilan tozalash elektrod yuzalaridan ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash qobiliyati jihatidan noyob texnologiyadir. Ultratovushli tozalash texnologiyasi har qanday hoʻllangan elektrod yuzasiga, jumladan, berk teshiklar, rezbalar va sirt konturlariga kirib, ularni tozalashga qodir.
Elektrod yuzasining tozaligini yaxshilashga boʻlgan talablar ultratovushli tebratish texnologiyasining rivojlanishiga turtki boʻldi. Bugungi kunda elektrodlarni ultratovush chastotasida mexanik tebratish yoki elektrod yuzasini bilvosita tozalash uchun elektrod yaqinidagi suyuqlikni tebratish mumkin.
Elektrod yuzasining ifloslanishiga qarshi bilvosita usul
Elektrod yuzalarining ifloslanishiga qarshi bilvosita usulda ultratovush quvvati elektrod yaqinidagi suyuqlikka uzatiladi. Bu suyuqlik ultratovush quvvatini adsorbsiyalaydi va ushbu quvvatning bir qismini elektrod yuzasiga uzatadi; u yerda hosil boʻladigan ultratovushli kavitatsiya ifloslanish qatlamlarini olib tashlaydi. Umuman olganda, bu bilvosita usul tabiatan «toʻgʻridan-toʻgʻri koʻrish chizigʻi» tamoyiliga asoslanadi; yaʼni samarali boʻlishi uchun ifloslangan yuzaga bevosita yetib borish imkoniyati boʻlishi kerak.
Sonoelektrokimyoda qoʻllash uchun ultratovushli elektrod (katod)
Elektrodning ifloslanishi elektrodda tobora oʻtkazmaydigan qatlam hosil qiluvchi ifloslantiruvchi modda taʼsirida elektrod yuzasining passivlanishini anglatadi. Koʻpincha ifloslantiruvchi modda elektrokimyoviy reaksiyaning yon mahsuloti boʻladi.
Elektrod yuzasining ifloslanishiga qarshi bevosita usul
Hielscher Ultrasonics elektrodlarni bevosita tebratish uchun noyob ultratovushli konstruksiyani taklif etadi. Ushbu konstruksiyada ultratovush tebranishlari bevosita elektrodga uzatiladi. Shu sababli ultratovush quvvati elektrodning hoʻllangan yuzasiga yetkaziladi; bu yerda yuzaning tezlanishi va yuza bilan kontaktda boʻlgan kavitatsiya pufakchalarining qulab soʻnishi yuzaga yoʻnalgan yuqori bosimli suyuqlik oqimini hosil qiladi. Ultratovush yordamida hosil qilinadigan suyuqlik oqimi ifloslanish qatlamlarining oldini olish va ularni olib tashlashning yaxshi usulidir.
Bilishga arziydigan maʼlumotlar
Ultratovushli tebratishning elektrokimyoviy tizimga boshqa mumkin boʻlgan taʼsirlari quyidagilarni oʻz ichiga oladi:
- gidrodinamika va massa uzatilishini yaxshilash;
- konsentratsiya gradiyentlariga va kinetik rejimlar almashinishiga taʼsir qilib, reaksiya mexanizmi va mahsulotlariga taʼsir koʻrsatish;
- elektrokimyoviy yoʻl bilan hosil qilingan oraliq kimyoviy turlarning reaksiyalarini sonokimyoviy faollashtirish; va
- ultratovush qoʻllanilmagan tizim elektrokimyoviy jihatdan faol boʻlmagan sharoitlarda elektrokimyoviy reaksiyaga kirishadigan kimyoviy turlarni sonokimyoviy yoʻl bilan hosil qilish.
Elektrod ifloslanishining turlari
Gidrofil oʻzaro taʼsirlar natijasida yuzaga keladigan ifloslanish gidrofob oʻzaro taʼsirlar natijasida yuzaga keladigan ifloslanishga qaraganda koʻproq qaytar boʻlishga moyil. Yuzalari koʻproq gidrofob boʻlgan elektrodlar, masalan, uglerod asosidagi elektrodlar, aromatik birikmalar, toʻyingan yoki alifatik birikmalar yoxud oqsillar kabi gidrofob komponentlarni oʻz ichiga olgan ifloslanishga koʻmaklashishi mumkin. Oqsillar va boshqa biologik materiallar kabi biologik makromolekulalar, hujayralar, hujayra parchalari yoki DNA/RNA ham elektrod yuzasining ifloslanishiga sabab boʻlishi mumkin.
Davriy ishlov berish qurilmasidagi yuqori quvvatli 2000 vattli ultratovushli katod va/yoki anod