Sonoelektrokimyo qurilmasi – 2000 vattli ultratovush

Sonoelektrokimyo elektrokimyoning afzalliklarini sonokimyo bilan birlashtiradi. Bu usullarning eng katta afzalligi ularning soddaligi, arzonligi, natijalarining qayta hosil qilinishi va miqyosini kengaytirish imkoniyatidir. Hielscher Ultrasonics davriy va oqim liniyasida foydalanish uchun toʻliq sonoelektrokimyoviy qurilmani taklif etadi. U quyidagilardan iborat:

• avtomatik sozlash, amplitudani boshqarish va maʼlumotlarni qayd etishning ilgʻor tizimiga ega zamonaviy ultratovush generatori (2000 vatt),
• ultratovush ruporiga ega kuchli oʻzgartirgich (sanoat darajasidagi, 2000 vatt, 20kHz),
• ultratovush tebranishlarini kamaytirmaydigan elektr izolyatori
• amplitudani oshirish yoki kamaytirish uchun ultratovush kuchaytirgich ruporlari
• turli sonotrod konstruksiyalari (Sonotrod elektrod vazifasini bajaradi. Katod yoki anod.)
• devorlari almashtiriladigan oqim hujayrasi reaktori (alyuminiy, zanglamaydigan poʻlat, poʻlat, mis, …)

Ultratovushni elektrokimyo bilan birlashtirish uchungina oʻz qurilmangizni ishlab chiqishga vaqt sarflashingiz shart emas. Standart ultratovush uskunasining elektr tizimini oʻzgartirishingiz shart emas. Ushbu sanoat sonoelektrokimyo qurilmasini oling va kuchingiz hamda vaqtingizni kimyoviy tadqiqotlaringizga va jarayonni optimallashtirishga qarating!

Sonoelektrokimyo uchun foydalanishga tayyor qurilma

Hielscher Ultrasonics moslashtiriladigan, oʻzgartirishga qulay konfiguratsiyaga ega, foydalanish oson boʻlgan sonoelektrokimyoviy qurilmani taklif etadi. Ushbu qurilma umumiy tadqiqot va ishlanmalar, jarayonni optimallashtirish, shuningdek, oʻrta miqyosdagi ishlab chiqarish uchun mos keladi. UIP2000hdT (2000 vatt, 20kHz) qurilmasidagi sonotroddan davriy qurilmada yoki oqim hujayrasi bilan oqim liniyasida elektrod sifatida foydalanish mumkin. U oʻziga xos elektr izolyatsiyasi konstruksiyasiga ega. Oʻzgartirgichni sonoelektrokimyoviy foydalanish uchun takomillashtirish ultratovush quvvatini kamaytirmaydi.
Standart sonotrod/elektrod 5-markali titandan tayyorlangan va uning yon yuzasi boʻylab ultratovush intensivligining bir xilligini optimallashtirish uchun moʻljallangan. Boshqa konstruksiyalar hamda alyuminiy, poʻlat yoki zanglamaydigan poʻlat kabi boshqa materiallar ham mavjud. Ushbu konstruksiyaning maxsus oqim hujayrasi reaktori alyuminiy korpusga ega boʻlib, u har ikki uchidagi plastik ulanishlar yordamida elektr jihatdan izolyatsiyalangan. Alyuminiy profildan arzon sarflanuvchi elektrod sifatida foydalanish mumkin va uni poʻlat, zanglamaydigan poʻlat yoki mis kabi boshqa materiallar bilan osongina almashtirish mumkin. Hujayraning boshqa diametrlari yoki konstruksiyalari ham mavjud. Chizmada koʻrsatilgan hujayrada ultratovush elektrodi bilan hujayra korpusi orasida taxminan 2–4 mm tirqish bor. Shu sababli ultratovush toʻlqinlari hujayra korpusida ham akustik oqim va kavitatsiyani yuzaga keltiradi. Ushbu konstruksiyaning barcha standart qismlari Germaniya va AQShdagi omborlarimizda mavjud. Albatta, ayni qurilmadan boshqa barcha elektr qoʻllanilmaydigan ultratovush va sonokimyoviy jarayonlarda ham foydalanishingiz mumkin. Ushbu qurilma yuqori elektr impulslari (HEP) bilan ultratovush yordamida amalga oshiriladigan jarayonlar uchun ham ishlaydi.

Sanoat darajasidagi ilgʻor komponentlar

Koʻplab mijozlar UIP2000hdT qurilmasidan laboratoriya stolida oʻtkaziladigan sinovlardan ishlab chiqarishga oʻtish uchun foydalanadilar. Barcha Hielscher asboblari uzluksiz ishlash uchun yaratilgan – 24h/7d/365d. UIP2000hdT sensorli ekran, Ethernet interfeysi, maʼlumotlarni SD kartaga Excel bilan mos CSV formatida 24/7 qayd etish tizimi va haroratni kuzatish uchun termopara bilan jihozlangan. UIP2000hdT qurilmasini brauzeringiz orqali boshqarishingiz mumkin. UIP2000hdT qurilmasiga ulanadigan raqamli bosim sensori ham mavjud. UIP2000hdT elektroddagi haqiqiy sof chiqish quvvatini koʻrsatishi mumkin. Bu suyuqlikdagi sof mexanik ultratovush quvvatidir. Bu ultratovush bilan ishlov berishning har bir soniyasini, masalan, jarayonni boshqarish yoki optimallashtirish uchun kuzatish va tekshirish imkonini beradi. Hielscher ultratovush qurilmalari qayta hosil qilinish va takrorlanish darajasi juda yuqori boʻlgan natijalarni taʼminlaydi. Natijalaringiz miqyosini ishlab chiqarish darajasigacha chiziqli ravishda kengaytirishingiz mumkin. Albatta, Hielscher texnik jamoasi sizga tegishli tajribalarni tashkil etishda yordam beradi va Hielscher jarayoningizni ishlatish uchun siz bilan birga ishlaydi.

Ushbu sonoelektrokimyo qurilmasida istalgan imkoniyatlarning deyarli barchasi mavjud. Qoʻshimcha ravishda kerak boʻlishi mumkin boʻlgan yagona narsa – ikkinchi elektrod sifatida ikkinchi UIP2000hdT.

Agar kimyoning ushbu yoʻnalishi bilan endigina tanishayotgan boʻlsangiz, quyida sonokimyo, elektrokimyo va sonoelektrokimyo haqida qoʻshimcha maʼlumot topasiz.

Sonokimyo + Elektrokimyo = Sonoelektrokimyo

Sonoelektrokimyo – elektrokimyo va sonokimyoning birikmasi.

Elektrokimyo

Elektrokimyo fizik kimyoga elektrni qoʻshadi. U elektronlarni uzatish orqali reagentlar yoki reaksiyaga kirishuvchi moddalarni faollashtirishning ilgʻor vositasidir. U maqsadli, selektiv kimyoviy oʻzgarishlarni amalga oshirish imkonini beradi. Elektrokimyo sirt hodisasidir.

Sonokimyo

Sonokimyo kimyoviy reaksiyalarga akustik va kavitatsion oqim hamda faollanish energiyasini qoʻshadi. Sonokimyodagi eng muhim mexanizm kavitatsiyadir. Ultratovush maydonida kavitatsiya pufakchalarining qulab tushishi 5000 Kelvindan yuqori harorat, 1000 atmosferagacha bosim va soatiga 1000 kilometrgacha tezlikdagi suyuqlik oqimchalari kabi ekstremal sharoitlarga ega mahalliy issiq nuqtalarni hosil qiladi. Bu elektrodlar yuzasidagi elektrokimyoviy reaksiyalarni yaxshilaydi.
Sonokimyo haqida batafsil oʻqing!

Sonoelektrokimyo

Sonoelektrokimyo elektrokimyoviy qurilmaga ultratovush bilan ishlov berishni qoʻllash orqali yuqorida keltirilgan ikki usulni birlashtiradi. Ultratovush muhim elektrokimyoviy parametrlarga va kimyoviy jarayonlarning samaradorligiga taʼsir qiladi. Ultratovush mavjudligi elektrokimyoviy eritmani yoki elektrokimyoviy hujayradagi elektroanalitning gidrodinamikasini sezilarli darajada yaxshilaydi. Elektrodni ultratovush ruporiga ulash elektrod yuzasining faolligiga va butun hujayradagi elektroanalit turlarining konsentratsiya profiliga ijobiy taʼsir qiladi. Sonomexanik taʼsirlar elektrokimyoviy turlarning eritma hajmidan elektrofaol yuzaga massa koʻchishini yaxshilaydi. Ultratovush elektrodi elektrod yuzasidagi diffuziya qatlamining qalinligini kamaytiradi, elektrodga choʻktirilgan/galvanik qoplamaning qalinligini oshiradi, elektrokimyoviy jarayonlarning tezligini, unumlarini va samaradorliklarini oshiradi, elektrodga choʻktirilgan qoplamaning gʻovakligi va qattiqligini oshiradi, elektrokimyoviy eritmalardan gazni chiqarishni yaxshilaydi; elektrod yuzasini tozalaydi va qayta faollashtiradi, metallni depassivatsiyalash va elektrod yuzasidagi gaz pufakchalarini chiqarish orqali (kavitatsiya va akustik oqim taʼsirida) elektrodlarning ortiqcha potensiallarini kamaytiradi hamda elektrodning ifloslanishini bostiradi. Sonoelektrokimyoning qoʻllanish sohalariga elektropolimerizatsiya, elektrokoagulyatsiya, organik elektrosintez, materiallar elektrokimyosi, atrof-muhit elektrokimyosi, elektroanalitik kimyo, vodorod ishlab chiqarish va elektrodga qoplama choʻktirish kiradi.

Oqim kimyosi ilovalarida sonoelektrokimyo

Agar sonoelektrokimyoviy jarayonlarni oqimli qurilmada amalga oshirsangiz, hajmiy oqim tezligini oʻzgartirish orqali sonoelektrokimyoviy reaksiyalarning turish vaqtini sozlashingiz mumkin. Takroriy taʼsir uchun qayta aylantirishingiz yoki hujayra orqali bir marta nasos bilan oʻtkazishingiz mumkin. Qayta aylantirish haroratni boshqarish uchun, masalan, sovitish yoki isitish maqsadida issiqlik almashtirgich orqali oqizishda foydali boʻlishi mumkin.
Agar sonoelektrokimyoviy hujayra reaktorining chiqishida qarshi bosim klapanidan foydalansangiz, hujayra ichidagi bosimni oshirishingiz mumkin. Hujayra ichidagi bosim ultratovush bilan ishlov berishni kuchaytirish va gaz fazalarining hosil boʻlishiga taʼsir koʻrsatish uchun juda muhim parametrdir. U qaynash harorati past boʻlgan reaksiyaga kirishuvchi moddalar yoki mahsulotlar bilan ishlashda ham muhimdir.
Oqib oʻtish rejimida ishlash uzluksiz ishlash va shu orqali kattaroq hajmlarda ishlab chiqarish imkonini beradi.
Agar material ikki elektrod orasidan, masalan, sonotrod bilan hujayra devori orasidan oqsa, elektrodlar orasidagi masofani kamaytirishingiz mumkin. Bu uzatiladigan elektronlar sonini yaxshiroq boshqarish va reaksiyaning yaxshiroq selektivligini taʼminlash imkonini beradi. Bu mahsulotning aniqligi, taqsimoti va unumini yaxshilashi mumkin.
Umuman olganda, oqim hujayrasi reaktori tizimidagi sonoelektrokimyoviy reaksiyalar davriy jarayondagi mos reaksiyadan ancha tezroq boʻlishi mumkin. Bir necha soatgacha davom etishi mumkin boʻlgan reaksiyalar bir necha daqiqada yakunlanib, yaxshiroq mahsulot hosil qilishi mumkin.

Adabiyotlar / Manbalar

• 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.