رسوب سونوئلکروشیمیایی
رسوب سونوالکروشیمیایی تکنیک سنتز است که سونوشیمی و الکتروشیمی را با هم ترکیب می کند، برای تولید بسیار کارآمد و سازگار با محیط زیست نانومواد. رنو به عنوان سریع، ساده، و موثر، رسوب sonoelectrochemical اجازه می دهد تا برای سنتز کنترل شکل نانوذرات و نانوکامپوزیت.
Sono-Electrodeposition of Nanoparticles
برای سونوالکتروداژی (همچنین رسوب سونوئلتروشیمیایی، آبکاری سونوشیمیایی، یا الکتروداژ سونوشیمیایی) با هدف سنتز نانوذرات، از یک یا دو پروب مافوق صوت (sonotrodes یا شاخ) به عنوان الکترود استفاده می شود. روش رسوب سونوئلکروشیمیایی بسیار کارآمد و همچنین ساده و بی خطر برای عمل است که اجازه می دهد تا نانوذرات و نانوساختارها را به مقدار زیاد سنتز کند. علاوه بر این، رسوب سونوالکروشیمیایی یک فرایند تشدید شده است، به این معنی که فراصوت فرایند الکترولیز را تسریع می کند تا واکنش تحت شرایط اثربخشتر اجرا شود.
استفاده از سونوگرافی قدرت به تعلیق به طور قابل توجهی افزایش می دهد فرایندهای انتقال جرم به دلیل جریان ماکروسکوپی و نیروهای حفره ای بین صورت میکروسکوپی. در الکترودهای مافوق صوت (سونو الکترود) ، ارتعاش مافوق صوت و حفره به طور مداوم حذف محصولات واکنش از سطح الکترود. با از بین بردن هر گونه رسوب منفعل کننده، سطح الکترود به طور مداوم برای سنتز ذرات جدید در دسترس است.
حفره تولید سونوگرافی ترویج تشکیل نانوذرات صاف و یکنواخت است که به طور همگن در فاز مایع توزیع شده است.
پردازنده های مافوق صوت 2x با پروب, که به عنوان الکترود عمل می کنند, به عنوان یکی از کاتد و آند. ارتعاش سونوگرافی و حفره فرایندهای الکتروشیمیایی را ترویج می کند.
- نانوذرات
- نانوذرات هسته پوسته
- نانو ذره پشتیبانی تزئین شده
- نانوساختارها
- نانوکامپوزیت
- پوشش
رسوب سونوئلکروشيمی نانوذرات
هنگامی که یک میدان مافوق صوت به الکترولیت مایع اعمال می شود, پدیده های حفره مافوق صوت متنوع مانند جریان آکوستیک و میکرو jetting, امواج شوک, افزایش انتقال جرم از / به الکترود و تمیز کردن سطح (حذف لایه های انفعل کننده) ترویج الکتروداژ / فرایندهای آبکاری. اثرات مفید فراصوت بر الکتروداژی / آبکاری در حال حاضر برای نانوذرات متعدد، از جمله نانوذرات فلزی، نانوذرات نیمه هادی، نانوذرات هسته پوسته و نانوذرات داپ شده نشان داده شده است.
نانوذرات متاليکی الکترودپوزيت شده سونوشيميايی مانند Cr، Cu و Fe افزايش قابل توجهی در سختی نشان می دهند، در حالی که Zn افزايش مقاومت به خوردگی را نشان می دهد.
ماستای و همکاران (۱۹) نانوذرات CdSe را از طریق رسوب سونوئلکروشیمیایی سنتز کردند. تنظیمات الکتروداژی مختلف و پارامترهای مافوق صوت اجازه می دهد برای تغییر اندازه کریستال نانوذرات CdSe از بی شکل اشعه ایکس تا 9 نانومتر (فاز اسفالریت).
آشاسی-سرخابی و باقری (1393) مزایای سنتز سونو الکتروشیمیایی پلی پایرول (PPy) بر روی فولاد St-12 را در یک محیط اسید اکسالیک با استفاده از تکنیک گالواناستاتیک با چگالی فعلی 4 میلیA/cm2 نشان دادند. استفاده مستقیم از سونوگرافی با فرکانس پایین با استفاده از UP400S مافوق صوت منجر به ساختارهای سطحی جمع و جور تر و همگن تر از پلیpyrrole. نتایج نشان داد که مقاومت پوششی (Rcoat)، مقاومت به خوردگی (Rcorr)، و مقاومت واربورگ نمونه های آماده شده مافوق صوت بیشتر از پلی پی آرول غیر فراصوتی سنتز شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی پوسیده اثرات مثبت فراصوت را در طول الکتروداژ بر روی ریولوژی ذرات تجسم کرد: نتایج نشان می دهد که سنتز سونوالکروشیمیایی به شدت چسبنده و هموار پوشش های پلی پایبند پلیpyrrole را به دست می آورد. با مقایسه نتایج حاصل از رسوب سونو-الکترو با الکتروداژی معمولی، مشخص است که پوشش های تهیه شده توسط روش سونوالکروشیمی مقاومت به خوردگی بالاتری دارند. فراصوت سلول الکتروشیمیایی منجر به افزایش انتقال جرم و در فعال سازی سطح الکترود کار می شود. این اثرات به طور قابل توجهی به سنتز بسیار کارآمد، با کیفیت بالا از پلی پی آرول کمک می کند.
تصاویر SEM از (a) PPy و (ب) sonoelectrochemial سپرده پلی پایرول (PPy-US) پوشش بر روی فولاد St-12 (بزرگنمایی 7500×)
(مطالعه و تصاویر: © آشاسی-سرخابی و باقری، 1393)
الکتروداژ سونوشیمیایی اجازه تولید نانوذرات، نانوذرات هسته پوسته، پشتیبانی با پوشش نانوذرات، و مواد نانوساختار را می دهد.
(تصویر و مطالعه: ©اسلام و همکاران ۲۰۱۹)
رسوب سونوئلکروشيمی نانوکامپوزيت ها
ترکیب فراصوت با الکترودپوزیت اثر بخش است و اجازه می دهد تا برای سنتز facile از نانوکامپوزیت.
خاریتونوف و همکاران (2021) سنتز نانوکامپوزیت Cu–Sn–TiO2 پوشش توسط الکترودپوزیشن سونوشیمیایی از حمام اسید اگسالیک علاوه بر این شامل 4 گرم / dm3 TiO2 تحت بی قراری مکانیکی و مافوق صوت. درمان سونوگرافی با سونوگرافی Hielscher UP200Ht در فرکانس 26 کیلو هرتز و 32 W / dm3 قدرت انجام شد. نتایج نشان داد که بی قراری مافوق صوت باعث کاهش تشديد ذرات TiO2 می شود و اجازه رسوب نانوکامپوزيت های متراکم Cu–Sn–TiO2 را می دهد. هنگامی که در مقایسه با بی قراری مکانیکی معمولی، پوشش های Cu–Sn–TiO2 که تحت فراصوت رسوب می کنند، با همگنی بالاتر و سطح صاف تر مشخص می شوند. در نانوکامپوزیت های فراصوت شده، اکثریت ذرات TiO2 در ماتریس Cu–Sn تعبیه شده بودند. معرفی بی قراری سونوگرافی توزیع سطح نانوذرات TiO2 را بهبود می بخشد و مانع از جماعت می شود.
نشان داده شده است که نانوکامپوزیت Cu–Sn–TiO2 پوشش های تشکیل شده توسط الکترودپوزیشن به کمک مافوق صوت نمایشگاه خواص ضد میکروبی عالی در برابر باکتری اشریشکلی.
تصاویر SEM از سونو الکتروشیمیایی رسوب پوشش Cu–Sn–TiO2 در چگالی جریان کاتدیک 0.5 A/dm2 و 1.0 A/dm2.
(مطالعه و تصاویر: © خاریتونوف و همکاران، ۲۰۲۱)
کاوشگر مافوق صوت به عنوان الکترود عمل می کند. امواج سونوگرافی ترویج واکنش های الکتروشیمیایی و در نتیجه بهبود بهره وری, بازده بالاتر و نرخ تبدیل سریع تر.
Sonoelectrochemistry فرایندهای الکتروداژی را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.
تجهیزات سونوئلکروشیمیایی با کارایی بالا
Hielscher مافوق صوت تامین تجهیزات مافوق صوت با کارایی بالا برای قابل اعتماد و کارآمد sono - الکتروداژ / sonoelectroplating از نانو مواد. محدوده محصول شامل سیستم های سونوگرافی با قدرت بالا، سونو الکترودها، راکتورها و سلول ها برای برنامه رسوب سونو الکتروشیمیایی خود را.
تماس با ما! / از ما بپرسید!
کاوشگر سونوگرافی UIP2000hdT به عنوان الکترود در راه اندازی sonoelectrochemical برای سنتز نانوذرات عمل می کند.
ادبیات/منابع
- Dmitry S. Kharitonov, Aliaksandr A. Kasach, Denis S. Sergievich, Angelika Wrzesińska, Izabela Bobowska, Kazimierz Darowicki, Artur Zielinski, Jacek Ryl, Irina I. Kurilo (2021): Ultrasonic-assisted electrodeposition of Cu-Sn-TiO2 nanocomposite coatings with enhanced antibacterial activity. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 75, 2021.
- Ashassi-Sorkhabi, Habib; Bagheri, Robabeh (2014): Sonoelectrochemical and Electrochemical Synthesis of Polypyrrole Films on St-12 Steel and Their Corrosion and Morphological Studies. Advances in Polymer Technology 2014.
- Hyde, Michael; Compton, Richard (2002): How ultrasound influence the electrodeposition of metals. Journal of Electroanalytical Chemistry 531, 2002. 19-24.
- Mastai, Y., Polsky, R., Koltypin, Y., Gedanken, A., & Hodes, G. (1999): Pulsed Sonoelectrochemical Synthesis of Cadmium Selenide Nanoparticles. Journal of the American Chemical Society, 121(43), 1999. 10047–10052.
- Josiel Martins Costa, Ambrósio Florêncio de Almeida Neto (2020): Ultrasound-assisted electrodeposition and synthesis of alloys and composite materials: A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 68, 2020.
Hielscher Ultrasonics تولید هموژنیزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.