Nanoosakeste sono-elektrokeemiline süntees
Nanoosakeste ultraheli edendatud elektrokeemiline süntees on väga tõhus ja kulutõhus viis kvaliteetsete nanoosakeste tootmiseks suures ulatuses. Sono-elektrokeemiline süntees, tuntud ka kui sonoelektrodepositsioon, võimaldab valmistada erinevate materjalide ja kujuga nanostruktuure.
Nanoosakeste sonoelektrokeemiline süntees ja sonoelektrodepositsioon
Sonoelektrokeemiline süntees või sonoelektrodepositsioon on meetod, mida kasutatakse metalliliste nanoosakeste tootmiseks, rakendades elektrodepositsiooniprotsessi ajal suure võimsusega ultraheli, et soodustada kasvavate nanoosakeste massiülekannet katoodi pinnale ja ümbritsevale lahusele.
Nanoosakeste sonoelektrokeemilise sünteesi või sonoelektrodepositsioneerimise jaoks kombineeritakse sonokeemia mõju elektrodepositsiooni protsessiga. Võimsate ultraheli lainete sonoelektrokeemilised mõjud ja sellest tulenev akustiline kavitatsioon keemilistele reaktsioonidele on põhjustatud väga kõrgetest temperatuuridest, rõhkudest ja nende vastavatest diferentsiaalidest, mis arenevad kokkuvarisevates kavitatsioonimullides ja nende ümber. Kombineerides sonokeemiat elektrokeemiaga, pakub sonoelektrokeemia ühendatud efekte, näiteks parandab massiülekannet, elektroodipindade pindade puhastamist, lahuse degaseerimist ja suurenenud reaktsioonikiirust. Kokkuvõttes paistab sonoelektrokeemiline nanoosakeste süntees (sonoelektrodepositsioon) silma kvaliteetsete nanoosakeste kõrge saagisega, mida saab toota kergetes tingimustes kiires ja kulutõhusas protsessis. Sonoelektrokeemia ja sonoelektrodepositsiooni protsessiparameetrid võimaldavad mõjutada osakeste suurust ja morfoloogiat.
Loe lähemalt nanoosakeste ja nanostruktuursete materjalide sonoelektrokeemilise sadestumise kohta!
- Väga tõhus
- Kohaldatav paljude materjalide ja konstruktsioonide suhtes
- kiire protsess
- “One pot” Protsess
- Kerged tingimused
- Odav
- Ohutu ja lihtne kasutada
Kuidas toimib sonoelektrokeemiline süntees? sonoelektrodepositsioon?
Sonoelektrodepositsioonisüsteemi põhiseadistus sonoelektrokeemilise nanoosakeste sünteesiks on üsna lihtne. Ainus erinevus sonoelektrodepositsiooni seadistuse ja elektrodepositsiooni seadistuse vahel on asjaolu, et sonoelektrodepositsioonisüsteemi elektroodide jaoks kasutatakse ultraheli sondi(sid). Ultraheli sond toimib töötava elektroodina metalliliste nanoosakeste sünteesimiseks. Ultraheli üks peamisi liikumapanevaid mõjusid sonoelektrodepositsioonis on suurenenud massiülekanne elektroodi (katoodi ja? või anoodi) ja ümbritseva lahuse vahel.
Kuna sonoelektrokeemilise sünteesi ja sonoelektrodepositsiooni protsessiparameetreid saab täpselt kontrollida ja reguleerida, saab sünteesida kontrollitud suuruse ja kujuga nanoosakesi. Sonoelektrokeemiline süntees ja sonoelektrodepositsioon on rakendatavad paljudele metallilistele nanoosakestele ja nanostruktuursetele kompleksidele.
Sonoelektrokeemilise nanoosakeste sünteesi eelised
The NTNU research group of Prof. Islam and Prof. Pollet resume in their research article (2019) the main advantages of the sonoelectrochemical production of nanoparticles as following: “(i) a great enhancement in mass transport near the electrode, thereby altering the rate, and sometimes the mechanism of the electrochemical reactions, (ii) a modification of surface morphology through cavitation jets at the electrode-electrolyte interface, usually causing an increase of the surface area and (iii) a thinning of the electrode diffusion layer thickness and therefore ion depletion.” (Islam et al. 2019)
- metallilised nanoosakesed
- sulami ja pooljuhtnanopulbrid
- polümeersed nanoosakesed
- nanokomposiidid
näiteks
- vase (Cu) nanoosakesed (NP)
- magnetiit (Fe3O4) Np-d
- Volfram-koobalti (W-Co) sulami NP-d
- tsingi (Zn) nanokompleksid
- kulla (Au) nanorodid
- ferromagnetiline Fe45Pt55 NP-d
- kaadmiumtelluriidi (CdTe) kvanttäpid (QD)
- pliitelluriidi (PbTe) nanorodid
- fullereenilaadne molübdeendisulfiid (MoS2)
- polüaniliini (PA) nanoosakesed
- polü(N-metüülaniliin) (PNMA) juhtiv polümeer
- polüpürrool? mitmeseinalised süsiniknanotorud (MWCNT)? kitosaani nanokomposiidid

Ultraheli protsessorite sondid UIP2000hdT (2000 vatti, 20kHz) toimida elektroodidena nanoosakeste sonoelektrodepositsioneerimiseks
Suure jõudlusega elektrokeemilised sondid ja reaktorid
Hielscher Ultrasonics on teie pikaajaline kogenud partner suure jõudlusega ultraheli süsteemide jaoks sonokeemias ja sonoelektrokeemias. Toodame ja levitame tipptasemel ultraheli sonde ja reaktoreid, mida kasutatakse kogu maailmas raskeveokite jaoks nõudlikes keskkondades. Sonoelektrokeemia ja sonoelektrodepositsiooni jaoks on Hielscher välja töötanud spetsiaalsed ultraheli sondid, reaktorid ja isolaatorid. Ultraheli sondid toimivad katoodi ja? või anoodina, samas kui ultraheli reaktorirakud pakuvad optimaalseid tingimusi elektrokeemiliste reaktsioonide jaoks. Ultraheli elektroodid ja rakud on saadaval nii galvaaniliste? voltaatiliste kui ka elektrolüütiliste süsteemide jaoks.
Täpselt kontrollitavad amplituudid optimaalsete tulemuste saavutamiseks
Kõik Hielscheri ultraheli protsessorid on täpselt kontrollitavad ja seega usaldusväärsed tööhobused R-is&D ja tootmine. Amplituud on üks olulisi protsessi parameetreid, mis mõjutavad sonokeemiliselt ja sonomehaaniliselt indutseeritud reaktsioonide tõhusust ja tõhusust. Kõik Hielscheri ultraheli’ processors allow for the precise setting of the amplitude. Hielscher’s industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes and deliver the required ultrasonic intensity for demanding sono-electrochamical applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation.
Täpsed amplituudi seaded ja ultraheli protsessi parameetrite püsiv jälgimine nutika tarkvara kaudu annavad teile võimaluse mõjutada sonoelektrokeemilist reaktsiooni täpselt. Iga ultrahelitöötluse ajal salvestatakse kõik ultraheli parameetrid automaatselt sisseehitatud SD-kaardile, nii et iga jooksu saab hinnata ja kontrollida. Optimaalne ultrahelitöötlus kõige tõhusamate sonoelektrokeemiliste reaktsioonide jaoks!
All equipment is built for the 24/7/365 use under full load and its robustness and reliability make it the work horse in your electrochemical process. This makes Hielscher’s ultrasonic equipment a reliable work tool that fulfils your sonoelectrochemical process requirements.
Kõrgeim kvaliteet – Disainitud ja toodetud Saksamaal
As a family-owned and family-run business, Hielscher prioritizes highest quality standards for its ultrasonic processors. All ultrasonicators are designed, manufactured and thoroughly tested in our headquarter in Teltow near Berlin, Germany. Robustness and reliability of Hielscher’s ultrasonic equipment make it a work horse in your production. 24/7 operation under full load and in demanding environments is a natural characteristic of Hielscher’s high-performance ultrasonic probes and reactors.
Võtke meiega kohe ühendust ja rääkige meile oma elektrokeemiliste protsesside nõuetest! Soovitame teile kõige sobivamaid ultraheli elektroode ja reaktori seadistust!
Võta meiega ühendust!? Küsi meilt!

Ultrasonikaatori sond UIP2000hdT toimib elektroodina nanoosakeste sünteesi sonoelektrokeemilises seadistuses.
Kirjandus? Viited
- Cabrera L., Gutiérrez S., Herrasti P., Reyman D. (2010): Sonoelectrochemical synthesis of magnetite. Physics Procedia 3, 2010. 89-94.
- Md Hujjatul Islam, Michael T.Y. Paul, Odne S. Burheim, Bruno G.Pollet (2019): Recent developments in the sonoelectrochemical synthesis of nanomaterials. Ultrasonics Sonochemistry Volume 59, December 2019, 104711.
- Yurdal K.; Karahan İ.H. (2017): A Cyclic Voltammetry Study on Electrodeposition of Cu-Zn Alloy Films: Effect of Ultrasonication Time. Acta Physica Polonica Vol 132, 2017. 1087-1090.
- Mason, T.; Sáez Bernal, V. (2012): An Introduction to Sonoelectrochemistry In: Power Ultrasound in Electrochemistry: From Versatile Laboratory Tool to Engineering Solution. First Edition. Edited by Bruno G. Pollet. 2012 John Wiley & Sons, Ltd.
- Haas, I.: Gedanken A. (2008): Synthesis of metallic magnesium nanoparticles by sonoelectrochemistry. Chemical Communications 15(15), 2008. 1795-1798.
- Ashassi-Sorkhabi, H.; Bagheri R. (2014): Sonoelectrochemical and Electrochemical Synthesis of Polypyrrole Films on St-12 Steel and Their Corrosion and Morphological Studies. Advances in Polymer Technology Vol. 33, Issue 3; 2014.
- 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.
- 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.

High performance ultrasonics! Hielscher’s product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.