Sono-elektrokemisk syntese af nanopartikler

Den ultralydsfremmede elektrokemiske syntese af nanopartikler er en yderst effektiv og omkostningseffektiv vej til fremstilling af nanopartikler af høj kvalitet i stor skala. Den sono-elektrokemiske syntese, også kendt som sonoelektrodeposition, gør det muligt at fremstille nanostrukturer af forskellige materialer og former.

Sonoelektrokemisk syntese og sonoelektrodeposition af nanopartikler

Sonoelektrokemisk syntese eller sonoelektrodeposition er en teknik, der bruges til at fremstille metalliske nanopartikler, der anvender ultralyd med høj effekt under elektroaflejringsprocessen for at fremme masseoverførslen af voksende nanopartikler på katodeoverfladen og den omgivende opløsning.
Til sonoelektrokemisk syntese eller sonoelektroaflejring af nanopartikler kombineres virkningerne af sonokemi med elektroaflejringsprocessen. De sonoelektrokemiske virkninger af kraftige ultralydsbølger og den resulterende akustiske kavitation på kemiske reaktioner er forårsaget af meget høje temperaturer, tryk og deres respektive differentialer, som udvikler sig i og omkring de kollapsende kavitationsbobler. Ved at kombinere sonokemi med elektrokemi tilbyder sonoelektrokemi sammenføjede effekter såsom forbedrer masseoverførsel, overfladerensning af elektrodeoverfladerne, afgasning af opløsningen samt øgede reaktionshastigheder. Alt i alt udmærker sonoelektrokemisk nanopartikelsyntese (sonoelektrodeposition) sig ved høje udbytter af nanopartikler af høj kvalitet, som kan produceres under milde forhold i en hurtig og omkostningseffektiv proces. Procesparametrene for sonoelektrokemi og sonoelektrodeposition gør det muligt at påvirke partikelstørrelse og morfologi.
Læs mere om sonoelektrokemisk aflejring af nanopartikler og nanostrukturerede materialer!

Hvordan fungerer sonoelektrokemisk syntese / sonoelektrodeposition?

Den grundlæggende opsætning af et sonoelektrodepositionssystem til sonoelektrokemisk nanopartikelsyntese er ret enkel. Den eneste forskel mellem en sonoelektrodepositionsopsætning og en elektrodepositionsopsætning er det faktum, at der til elektroderne i sonoelektrodepositionssystemet anvendes ultralydssonde(r). Ultralydssonden fungerer som arbejdselektrode til at syntetisere metalliske nanopartikler. En af de vigtigste drivende virkninger af ultralyd i sonoelektrodeposition er den øgede masseoverførsel mellem elektrode (katode og/eller anode) og den omgivende opløsning.
Da procesparametrene for sonoelektrokemisk syntese og sonoelektrodeposition kan kontrolleres og justeres præcist, kan nanopartikler af kontrolleret størrelse og form syntetiseres. Sonoelektrokemisk syntese og sonoelektrodeposition kan anvendes på en lang række metalliske nanopartikler og nanostrukturerede komplekser.

Fordelene ved sonoelektrokemisk nanopartikelsyntese

NTNU-forskningsgruppen af Prof. Islam og Prof. Pollet genoptager i deres forskningsartikel (2019) de vigtigste fordele ved den sonoelektrokemiske produktion af nanopartikler som følger: "(i) en stor forbedring i massetransport nær elektroden, hvorved hastigheden og nogle gange mekanismen for de elektrokemiske reaktioner ændres, (ii) en modifikation af overflademorfologi gennem kavitationsstråler ved elektrode-elektrolyt-grænsefladen, forårsager normalt en forøgelse af overfladearealet og (iii) en udtynding af elektrodediffusionslagets tykkelse og derfor ionudtømning." (Islam et al. 2019)

Højtydende elektrokemiske sonder og reaktorer

Hielscher Ultrasonics er din mangeårige erfarne partner til højtydende ultralydssystemer inden for sonokemi og sonoelektrokemi. Vi fremstiller og distribuerer avancerede ultralydssonder og reaktorer, som bruges over hele verden til tunge applikationer i krævende miljøer. Til sonoelektrokemi og sonoelektrodeposition har Hielscher udviklet specielle ultralydssonder, reaktorer og isolatorer. Ultralydssonderne fungerer som katode og / eller anode, mens ultralydsreaktorcellerne giver de optimale betingelser for elektrokemiske reaktioner. Ultralydselektroder og celler fås til galvaniske / voltaiske såvel som elektrolytiske systemer.

Præcist kontrollerbare amplituder for optimale resultater

Alle Hielscher ultralydsprocessorer er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste i R&D og produktion. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten og effektiviteten af sonokemisk og sonomekanisk inducerede reaktioner. Alle Hielscher ultralydsapparater’ Processorer giver mulighed for den præcise indstilling af amplituden. Hielschers industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og levere den krævede ultralydsintensitet til krævende sono-elektrochamale applikationer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at påvirke den sonoelektrokemiske reaktion præcist. Under hver sonikeringskørsel registreres alle ultralydsparametre automatisk på et indbygget SD-kort, så hver kørsel kan evalueres og kontrolleres. Optimal sonikering til mest effektive sonoelektrokemiske reaktioner!
Alt udstyr er bygget til 24/7/365 brug under fuld belastning, og dets robusthed og pålidelighed gør det til arbejdshesten i din elektrokemiske proces. Dette gør Hielschers ultralydsudstyr til et pålideligt arbejdsredskab, der opfylder dine sonoelektrokemiske proceskrav.

Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland

Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydapparater er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robustheden og pålideligheden af Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er en naturlig egenskab ved Hielschers højtydende ultralydssonder og reaktorer.

Kontakt os nu og fortæl os om dine elektrokemiske proceskrav! Vi vil anbefale dig de bedst egnede ultralydselektroder og reaktoropsætning!