Hielscher Ultrasonics
Keskustelemme mielellämme prosessistasi.
Soita meille: +49 3328 437-420
Lähetä meille sähköpostia: [email protected]

Palladiumin nanohiukkasten sonokemiallinen pelkistys

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.

Palladiumin nanohiukkasten ultraäänituotanto

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.

Tietopyyntö



Ultrasonicator UIP2000hdT tehokkaaseen sonikaatioon ja optimaaliseen prosessinohjaukseen

Industrial nanoparticle processing kaikuluotaimella 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

Näytteet valmistettiin seuraavasti:
Näytteitä varten seokset, joissa on 30 ml EG:tä ja 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.

Kokeellisten tulosten analyysi osoittaa, että:

    1. Pd (II): n sonokemiallinen pelkistys Pd (0) riippuu sonikaatioajasta.
    2. Korkea PVP / Pd (II) moolisuhde johtaa monodispergoituneiden palladiumhiukkasten muodostumiseen, joilla on pyöristetty muoto ja keskimääräinen halkaisija noin 5 nm.
    3. Alhainen PVP / Pd (II) moolisuhde sisältää kuitenkin palladiumnanohiukkasten aggregaattien saamisen, joiden suuri kokojakauma on keskitetty 20 nm: iin.

Sonokemiallinen reitti palladium (II) ionien pelkistämiseksi Pd(II) palladiumatomeihin PD(0) voidaan olettaa olevan seuraava:

  • (1) Water pyrolysis: H₂O → •OH+•H
  • (2) Radical formation: RH (Reducing agent) + •OH(•H) → •R + H₂O(H₂)
  • (3) Ionien pelkistys: Pd(II) + pelkistävät radikaalit (•H, •R) → Pd(0) + R•CHO + H+
  • (4) Hiukkasten muodostuminen: nPd(0) → Pdn

Tulos: PVP/Pd(II)-suhteesta riippuen dispergoitu tai aggregoitu Pdn saatiin.

Monodispergoidut ja aggregoidut Pd-nanohiukkaset, jotka on saatu Pd(II):n ultraäänipelkistyksellä

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

Analyysi ja tulokset

UV-näkyvät absorptioanalyysit vahvistavat palladium(II)-ionien sonokemiallisen pelkistymisen palladium(0)atomeiksi ja retentioajan välisen suhteen ultraäänikentässä. Palladiumin (II) ionien pelkistyminen palladium (0) -atomeiksi etenee ja voidaan saavuttaa täysin lisäämällä sonikaatioaikaa. Lähetyselektronimikroskopian (TEM) mikrografiat osoittavat, että:

  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.
(2008) on valmistanut nanokokoisia hiukkasia pelkistämällä Pd (II) - Pd (0) sonokemiallisesti

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

Sonokemia: Palladiumin ultraäänipelkistys

Palladium (Pd) nanohiukkaset voidaan valmistaa sonikaatiolla

Kysy lisää

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!




 

Tämä video UP100H-ultraäänihomogenisaattorista näyttää sen kompaktin suunnittelun ja monipuoliset sovellukset, kuten dispergointi, homogenisointi, sekoittaminen, kaasunpoisto tai emulgointi.

Ultrasonicator UP100H (100 wattia) - kompakti ultraäänihomogenisaattori

Videon pikkukuva

 

Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Laatu valmistettu Saksassa

Hielscher-ultraääniastiat ovat tunnettuja korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppokäyttöisyys mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscher-ultraäänilaitteet käsittelevät helposti karkeita olosuhteita ja vaativia ympäristöjä.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys ja painottaa erityisesti korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita, joissa on huipputeknologia ja käyttäjäystävällisyys. Tietenkin, Hielscher-ultraäänilaitteet ovat CE-yhteensopivia ja täyttävät UL: n, CSA: n ja RoHs: n vaatimukset.

Kirjallisuus/viitteet

Keskustelemme mielellämme prosessistasi.