Nanohiukkasten sono-sähkökemiallinen synteesi
Nanohiukkasten ultraäänellä edistetty sähkökemiallinen synteesi on erittäin tehokas ja kustannustehokas reitti tuottaa korkealaatuisia nanohiukkasia suuressa mittakaavassa. Sono-sähkökemiallinen synteesi, joka tunnetaan myös nimellä sonoelektrodipositio, mahdollistaa eri materiaalien ja muotojen nanorakenteiden valmistamisen.
Nanohiukkasten sonoelektrokemiallinen synteesi ja sonoelektrodipositio
Sonoelektrokemiallinen synteesi tai sonoelektrodipositio on tekniikka, jota käytetään metallisten nanohiukkasten tuottamiseen käyttämällä suuritehoista ultraääntä elektrodipinnoitusprosessin aikana kasvavien nanohiukkasten massansiirron edistämiseksi katodipinnalla ja ympäröivässä liuoksessa.
Nanohiukkasten sonoelektrokemiallista synteesiä tai sonoelektrodipositiota varten sonokemian vaikutukset yhdistetään elektrodipositioprosessiin. Voimakkaiden ultraääniaaltojen sonoelektrokemialliset vaikutukset ja niistä johtuva akustinen kavitaatio kemiallisiin reaktioihin johtuvat erittäin korkeista lämpötiloista, paineista ja niiden vastaavista eroista, jotka kehittyvät romahtavissa kavitaatiokuplissa ja niiden ympärillä. Yhdistämällä sonokemian sähkökemiaan sonoelectrokemia tarjoaa yhdistettyjä vaikutuksia, kuten parantaa massansiirtoa, elektrodipintojen pintapuhdistusta, liuoksen kaasunpoistoa sekä lisääntyneitä reaktionopeuksia. Kaiken kaikkiaan sonoelektrokemiallinen nanohiukkassynteesi (sonoelektrodipositio) ylittää korkealaatuisten nanohiukkasten korkeat saannot, jotka voidaan tuottaa lievissä olosuhteissa nopeassa ja kustannustehokkaassa prosessissa. Sonoelectrokemian ja sonoelektrodiposition prosessiparametrit mahdollistavat hiukkaskoon ja morfologian vaikuttamisen.
Lue lisää nanohiukkasten ja nanorakenteisten materiaalien sonoelektrokemiallisesta kerrostumisesta!
- Erittäin tehokas
- Soveltuu moniin materiaaleihin ja rakenteisiin
- Nopea prosessi
- "Yksi potti" -prosessi
- lievät olosuhteet
- huokea
- Turvallinen ja helppo käyttää
Kuinka sonoelektrokemiallinen synteesi / sonoelektrodipositio toimii?
Sonoelektrodipositiojärjestelmän perusasetukset sonoelektrokemialliseen nanohiukkassynteesiin ovat melko yksinkertaisia. Ainoa ero sonoelektrodipositioasetuksen ja elektrodipositioasetuksen välillä on se, että sonoelektrodipositiojärjestelmän elektrodeille käytetään ultraäänianturia (-antureita). Ultraäänianturi toimii työelektrodina metallisten nanohiukkasten syntetisoimiseksi. Yksi ultraäänen tärkeimmistä ajavista vaikutuksista sonoelektrodipositiossa on lisääntynyt massansiirto elektrodin (katodi ja / tai anodi) ja ympäröivän liuoksen välillä.
Koska sonoelektrokemiallisen synteesin ja sonoelektrodiposition prosessiparametreja voidaan ohjata ja säätää tarkasti, voidaan syntetisoida kontrolloidun koon ja muodon nanohiukkasia. Sonoelektrokemiallinen syntetisaattori ja sonoelektrodipositio soveltuvat monenlaisiin metallisiin nanohiukkasiin ja nanorakenteisiin komplekseihin.
Sonoelektrokemiallisen nanohiukkassynteesin edut
Prof. Islam ja professori Pollet jatkavat tutkimusartikkelissaan (2019) nanohiukkasten sonoelektrokemiallisen tuotannon tärkeimpiä etuja seuraavasti: "(i) suuri parannus massakuljetuksessa elektrodin lähellä, mikä muuttaa sähkökemiallisten reaktioiden nopeutta ja joskus mekanismia, (ii) pinnan morfologian muutos kavitaatiosuihkujen kautta elektrodin ja elektrolyytin rajapinnassa, aiheuttaa yleensä pinta-alan kasvun ja (iii) elektrodin diffuusiokerroksen paksuuden ohenemisen ja siten ionien ehtymisen." (Islam et al. 2019)
- metalliset nanohiukkaset
- seos- ja puolijohdenanojauheet
- Polymeeriset nanohiukkaset
- nanokomposiitit
kuten
- kupari (Cu) nanohiukkaset (NP)
- magnetiitti (Fe3O4) NP:t
- Volframi-koboltista (W-Co) valmistetut NP:t
- sinkin (Zn) nanokompleksit
- kultaiset (Au) nanosauvat
- ferromagneettinen Fe45Pt55 NP: t
- kadmiumtelluridin (CdTe) kvanttipisteet (QD)
- lyijytelluridin (PbTe) nanosauvat
- fullereenin kaltainen molybdeenidisulfidi (MoS2)
- polyaniliini (PA) nanohiukkaset
- poly(N-metyylianiliini) (PNMA) johtava polymeeri
- polypyrroli/moniseinämäiset hiilinanoputket (MWCNT:t)/kitosaanin nanokomposiitit

Ultraääniprosessorien anturit UIP2000hdT (2000 wattia, 20 kHz) toimivat elektrodeina nanohiukkasten sonoelektrodipositiolle
Korkean suorituskyvyn sähkökemialliset mittapäät ja reaktorit
Hielscher Ultrasonics on pitkäaikainen kokenut kumppanisi korkean suorituskyvyn ultraäänijärjestelmille sonokemiassa ja sonoelektrokemiassa. Valmistamme ja jakelemme huippuluokan ultraääniantureita ja reaktoreita, joita käytetään maailmanlaajuisesti raskaisiin sovelluksiin vaativissa ympäristöissä. Sonoelectrokemiaa ja sonoelektrodipositiota varten Hielscher on kehittänyt erityisiä ultraääniantureita, reaktoreita ja eristeitä. Ultraäänianturit toimivat katodina ja / tai anodina, kun taas ultraäänireaktorisolut tarjoavat optimaaliset olosuhteet sähkökemiallisille reaktioille. Ultraäänielektrodeja ja -kennoja on saatavana galvaanisiin / sähköisiin sekä elektrolyyttisiin järjestelmiin.
Tarkasti säädettävät amplitudit optimaalisiin tuloksiin
Kaikki Hielscherin ultraääniprosessorit ovat tarkasti hallittavissa ja siten luotettavia työhevosia R: ssä&D ja tuotanto. Amplitudi on yksi ratkaisevista prosessiparametreista, jotka vaikuttavat sonokemiallisesti ja sonomekaanisesti indusoitujen reaktioiden tehokkuuteen ja vaikuttavuuteen. Kaikki Hielscherin ultraääni’ Prosessorit mahdollistavat amplitudin tarkan asettamisen. Hielscherin teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudit ja tuottaa vaaditun ultraääni-intensiteetin vaativiin sono-electrochamical-sovelluksiin. Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti ajaa jatkuvasti 24/7 toiminnassa.
Tarkat amplitudiasetukset ja ultraääniprosessiparametrien pysyvä seuranta älykkään ohjelmiston avulla antavat sinulle mahdollisuuden vaikuttaa sonoelektrokemialliseen reaktioon tarkasti. Jokaisen sonikaatioajon aikana kaikki ultraääniparametrit tallennetaan automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille, jotta jokainen ajo voidaan arvioida ja ohjata. Optimaalinen sonikaatio tehokkaimmille sonoelektrokemiallisille reaktioille!
Kaikki laitteet on rakennettu 24/7/365-käyttöön täydellä kuormituksella, ja niiden kestävyys ja luotettavuus tekevät niistä sähkökemiallisen prosessisi työjuhdan. Tämä tekee Hielscherin ultraäänilaitteista luotettavan työvälineen, joka täyttää sonoelektrokemialliset prosessivaatimukset.
Korkealaatuisia – Suunniteltu ja valmistettu Saksassa
Perheyrityksenä ja perheyrityksenä Hielscher asettaa etusijalle ultraääniprosessoriensa korkeimmat laatustandardit. Kaikki ultraäänilaitteet suunnitellaan, valmistetaan ja testataan perusteellisesti pääkonttorissamme Teltowissa lähellä Berliiniä, Saksassa. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys ja luotettavuus tekevät siitä työhevosen tuotannossasi. 24/7 toiminta täydellä kuormituksella ja vaativissa ympäristöissä on Hielscherin korkean suorituskyvyn ultraäänianturien ja reaktoreiden luonnollinen ominaisuus.
Ota yhteyttä nyt ja kerro meille sähkökemiallisista prosessivaatimuksistasi! Suosittelemme sinulle sopivimpia ultraäänielektrodeja ja reaktorin asetuksia!
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Ultraäänilaitteen koetin UIP2000hdT toimii elektrodina sonoelektrokemiallisessa asennuksessa nanohiukkassynteesiä varten.
Kirjallisuus / Viitteet
- 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.

Korkean suorituskyvyn ultraääni! Hielscherin tuotevalikoima kattaa koko spektrin kompaktista laboratorion ultraäänilaitteesta penkkiyksiköiden yli täysteollisiin ultraäänijärjestelmiin.