Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: [email protected]

Сонохимична редукция на паладиеви наночастици

Palladium (Pd) is well known for its catalytic properties and is also widely used in materials research, electronics manufacturing, medicine, hydrogen purification, and various chemical applications. Using a sonochemical route, the size and morphology of palladium particles can be controlled by adjusting the PVP/Pd ratio. This enables the ultrasonic synthesis of either very fine, monodisperse nanoparticles or larger palladium aggregates, allowing particle dimensions to be tailored for optimal catalytic performance.

Ултразвуково производство на паладиеви наночастици

Sonicator UP100H for sonochemical nanoparticle synthesisUltrasonic palladium nanoparticle reduction offers a fast, reagent-efficient route to Pd(0) nanoparticles by using acoustic cavitation to generate localized high-energy conditions and reducing radicals in solution, enabling palladium ions to be reduced without conventional high-temperature processing.
A key advantage is process control: sonication time and stabilizer concentration, such as the PVP/Pd ratio, can influence whether the product forms as well-dispersed, rounded nanoparticles around 5 nm or as larger aggregates around 20 nm, which is industrially relevant because palladium performance in catalysis depends strongly on particle size, morphology, dispersion, and surface area. Since palladium nanoparticles are widely valuable as heterogeneous catalysts, electrocatalysts, and functional materials, ultrasonic reduction is attractive for producing finely dispersed Pd catalysts under comparatively mild liquid-phase conditions, with potential benefits for chemical synthesis, environmental catalysis, fuel-cell technologies, and other processes where high catalytic activity and efficient noble-metal utilization are economically important.

Искане за информация



Ултразвуков уред UIP2000hdT за мощна ултразвук и оптимален контрол на процеса

Industrial nanoparticle processing със сонатор UIP2000hdT

Nemamcha and Rehspringer (2008) have investigated the sonochemical production of dispersed and aggregated palladium nanoparticles. Therefore, a Pd(NO₃)₂ solution has been sonicated with the ultrasonic lab homogenizer UP100H in presence of ethylene glycol (EG) and polyvinylpyrrolidone (PVP).

Sample Preparation Procedure

Пробите бяха подготвени, както следва:
За пробите — смеси от 30 ml EG и 5,10-6mol of PVP were preprared by magnetic stirring for 15 min. For the different samples, different amount of Pd(NO₃)₂ solution, 1.5mL and 2mL, were added. The sample mixtures were prepared with the ratio of 2·10-3mol Pd(NO₃)₂ in sample (a) and 2.66·10-3mol Pd(NO₃)₂ in sample (b). Both mixtures were sonicated in a 20mL vial using a probe-type ultrasonicator. Samples were taken after sonication times of 30, 60, 90, 120, 150, and 180 min.

Анализът на резултатите от експеримента показва, че:

    1. Сонохимичната редукция на Pd(II) до Pd(0) зависи от времето на ултразвук.
    2. Високото моларно съотношение PVP/Pd(II) води до образуването на монодисперсни паладиеви частици със заоблена форма и среден диаметър около 5nm.
    3. Въпреки това, ниското PVP/Pd(II) моларно съотношение включва получаването на агрегати паладиеви наночастици с голямо разпределение по размер, центрирано при 20nm.

Сонохимичният път на редуциране на паладиеви (II) йони Pd(II) към паладиеви атоми Pd(0) може да се приеме, че е следното:

  • (1) Water pyrolysis: H₂O → •OH+•H
  • (2) Radical formation: RH (Reducing agent) + •OH(•H) → •R + H₂O(H₂)
  • (3) Редукция на йоните: Pd(II) + редуциращи радикали (•H, •R) → Pd(0) + R•CHO + H+
  • (4) Образуване на частици: NPd(0) → Pdn

Резултат: В зависимост от съотношението PVP/Pd(II), диспергиран или агрегиран PdN бяха получени.

Монодиспергирани и агрегирани Pd наночастици, получени чрез ултразвукова редукция на Pd(II)

Sonochemical reduction of Palladium: sample a (left) contains a high amount of PVP, sample b (right) a low amount of PVP. Sonication time with UP100H: 180 min. Sample a shows mono dispersed Pd nano particles, sample b aggregated Pd nano particles.
Images and study: ©Nemamcha and Rehspringer, 2008

Анализ и резултати

UV-видимите абсорбционни анализи потвърждават връзката между сонохимичната редукция на паладиеви йони (II) до паладиеви (0) атоми и времето на задържане в ултразвуковото поле. Редукцията на паладиеви йони (II) до паладиеви (0) атоми прогресира и може да бъде напълно постигната с увеличаване на времето за ултразвук. Микроснимките на трансмисионната електронна микроскопия (TEM) показват, че:

  1. When a high amount of PVP is added, the sonochemical reduction of palladium ions leads to the formation of monodispersed palladium particles with spherical shape and a mean diameter of approx. 5nm.
  2. The use of a small quantity of PVP involves the obtaining of aggregates palladium nanoparticles. The dynamic light scattering (DLS) measurements reveal that the palladium nanoparticles aggregates have a large size distribution centered at 20nm.
Наноразмерни частици са получени от Nemamcha et al. (2008) чрез сонохимична редукция на Pd(II) до Pd(0)

The lab sonicator UP100H has been used for the preparation of palladium nano-particles.

Сонохимия: Ултразвукова редукция на паладий

Паладиеви (Pd) наночастици могат да бъдат получени чрез ултразвук

Поискайте повече информация

Please use the form below to request additional information about sonicators for nanoparticle synthesis, application notes and prices. We will be glad to discuss your nanoparticle processing with you and to offer you the best sonicator fulfilling your needs!




 

Това видео на ултразвуковия хомогенизатор UP100H показва неговия компактен дизайн и разнообразни приложения, като диспергиране, хомогенизиране, смесване, дегазиране или емулгиране.

Ултразвуков уред UP100H (100 вата) - Компактен ултразвуков хомогенизатор

Миниатюра на видео

 

Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.

Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.

Литература/Препратки

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.