સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન
સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન એ સંશ્લેષણ તકનીક છે, જે નેનોમટેરિયલ્સના અત્યંત કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ ઉત્પાદન માટે સોનોકેમિસ્ટ્રી અને ઈલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીને જોડે છે. ઝડપી, સરળ અને અસરકારક તરીકે પ્રખ્યાત, સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન નેનોપાર્ટિકલ્સ અને નેનોકોમ્પોઝીટ્સના આકાર-નિયંત્રિત સંશ્લેષણ માટે પરવાનગી આપે છે.
નેનોપાર્ટિકલ્સનું સોનો-ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન
નેનોપાર્ટિકલ્સનું સંશ્લેષણ કરવાના હેતુથી સોનોઈલેક્ટ્રોડેપોઝિશન (સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન, સોનોકેમિકલ ઈલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ અથવા સોનોકેમિકલ ઈલેક્ટ્રોડિપોઝિશન) માટે, એક અથવા બે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ (સોનોટ્રોડ્સ અથવા શિંગડા) નો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોડ્સ તરીકે થાય છે. સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશનની પદ્ધતિ અત્યંત કાર્યક્ષમ તેમજ ચલાવવા માટે સરળ અને સલામત છે, જે મોટી માત્રામાં નેનોપાર્ટિકલ્સ અને નેનોસ્ટ્રક્ચર્સનું સંશ્લેષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે. વધુમાં, સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન એ એક તીવ્ર પ્રક્રિયા છે, જેનો અર્થ છે કે સોનિકેશન વિદ્યુત વિચ્છેદન પ્રક્રિયાને વેગ આપે છે જેથી પ્રતિક્રિયા વધુ અસરકારક પરિસ્થિતિઓમાં ચલાવી શકાય.
સસ્પેન્શન પર પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ લાગુ કરવાથી મેક્રોસ્કોપિક સ્ટ્રીમિંગ અને માઇક્રોસ્કોપિક ઇન્ટરફેસિયલ કેવિટેશનલ ફોર્સિસને કારણે માસ ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોડ્સ (સોનો-ઇલેક્ટ્રોડ્સ) પર, અલ્ટ્રાસોનિક વાઇબ્રેશન અને પોલાણ સતત ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી પરથી પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોને દૂર કરે છે. કોઈપણ પેસિવેટિંગ ડિપોઝિશનને દૂર કરીને, નવા કણોના સંશ્લેષણ માટે ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી સતત ઉપલબ્ધ રહે છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-જનરેટેડ પોલાણ સરળ અને સમાન નેનોપાર્ટિકલ્સની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે જે પ્રવાહી તબક્કામાં સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે.
પ્રોબ સાથે 2x અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ, જે ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે કામ કરે છે, એટલે કે કેથોડ અને એનોડ. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કંપન અને પોલાણ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓને પ્રોત્સાહન આપે છે.
- નેનોપાર્ટિકલ્સ
- કોર-શેલ નેનોપાર્ટિકલ્સ
- નેનોપાર્ટિકલ ડેકોરેટેડ સપોર્ટ
- નેનોસ્ટ્રક્ચર્સ
- nanocomposites
- થર
નેનોપાર્ટિકલ્સનું સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન
જ્યારે પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પર અલ્ટ્રાસોનિક ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વિવિધ અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણની ઘટનાઓ જેમ કે એકોસ્ટિક સ્ટ્રીમિંગ અને માઇક્રો-જેટિંગ, શોક વેવ્સ, ઇલેક્ટ્રોડમાંથી/માસ-ટ્રાન્સફર એન્હાન્સમેન્ટ અને સપાટીની સફાઈ (પેસિવેટિંગ લેયર્સને દૂર કરવી) ઇલેક્ટ્રોડપોઝિશન / ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ પ્રક્રિયાઓને પ્રોત્સાહન આપે છે. . ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન / ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ પર સોનિકેશનની ફાયદાકારક અસરો મેટાલિક નેનોપાર્ટિકલ્સ, સેમિકન્ડક્ટર નેનોપાર્ટિકલ, કોર-શેલ નેનોપાર્ટિકલ્સ અને ડોપેડ નેનોપાર્ટિકલ્સ સહિત અસંખ્ય નેનોપાર્ટિકલ્સ માટે પહેલેથી જ દર્શાવવામાં આવી છે.
Cr, Cu અને Fe જેવા સોનોકેમિકલી ઇલેક્ટ્રોડપોઝિટેડ મેટાલિક નેનોપાર્ટિકલ્સ સખતતામાં નોંધપાત્ર વધારો દર્શાવે છે, જ્યારે Zn વધેલા કાટ પ્રતિકાર દર્શાવે છે.
મસ્તાઈ એટ અલ. (1999) સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન દ્વારા CdSe નેનોપાર્ટિકલ્સનું સંશ્લેષણ. વિવિધ ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન અને અલ્ટ્રાસોનિક પેરામીટર્સના એડજસ્ટમેન્ટ્સ CdSe નેનોપાર્ટિકલ્સના ક્રિસ્ટલ કદને એક્સ-રે આકારહીનથી 9 nm (સ્ફાલેરાઇટ તબક્કા) સુધી બદલવાની મંજૂરી આપે છે.
Ashassi-Sorkhabi and Bagheri (2014) એ 4 mA/cm2 ની વર્તમાન ઘનતા સાથે ગેલ્વેનોસ્ટેટિક તકનીકનો ઉપયોગ કરીને ઓક્સાલિક એસિડ માધ્યમમાં St-12 સ્ટીલ પર પોલિપાયરોલ (PPy) ના સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંશ્લેષણના ફાયદા દર્શાવ્યા. અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP400S નો ઉપયોગ કરીને ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સીધી એપ્લિકેશન પોલિપાયરોલની વધુ કોમ્પેક્ટ અને વધુ સજાતીય સપાટીની રચના તરફ દોરી જાય છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે કોટિંગ પ્રતિકાર (Rcoat), કાટ પ્રતિકાર (Rcorr), અને વોરબર્ગ પ્રતિકાર અલ્ટ્રાસોનિકલી તૈયાર નમૂનાઓ નોન-અલ્ટ્રાસોનિકલી સિન્થેસાઇઝ્ડ પોલીપાયરોલ કરતા વધારે હતા. ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપી સ્કેનિંગની છબીઓએ કણ મોર્ફોલોજી પર ઇલેક્ટ્રોડપોઝિશન દરમિયાન અલ્ટ્રાસોનિકેશનની સકારાત્મક અસરોની કલ્પના કરી: પરિણામો દર્શાવે છે કે સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ સંશ્લેષણ પોલીપાયરોલના મજબૂત અનુકૂલન અને સરળ કોટિંગ્સ આપે છે. પરંપરાગત ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન સાથે સોનો-ઇલેક્ટ્રો-ડિપોઝિશનના પરિણામોની તુલના કરતા, તે સ્પષ્ટ છે કે સોનોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરાયેલ કોટિંગ્સમાં કાટ પ્રતિકાર વધારે છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કોષનું સોનિકેશન ઉન્નત માસ ટ્રાન્સફર અને કાર્યકારી ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીના સક્રિયકરણમાં પરિણમે છે. આ અસરો પોલીપાયરોલના ઉચ્ચ કાર્યક્ષમ, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા સંશ્લેષણમાં નોંધપાત્ર રીતે ફાળો આપે છે.
St-12 સ્ટીલ પર (a) PPy અને (b) સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિયલ ડિપોઝિટેડ પોલીપાયરોલ (PPy-US) કોટિંગ્સની SEM છબીઓ (7500× નું વિસ્તરણ)
(અભ્યાસ અને ચિત્રો: © અશાસી-સોરખાબી અને બઘેરી, 2014)
સોનોકેમિકલ ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન નેનોપાર્ટિકલ્સ, કોર-શેલ નેનોપાર્ટિકલ્સ, નેનોપાર્ટિકલ-કોટેડ સપોર્ટ અને નેનોસ્ટ્રક્ચર્ડ સામગ્રીઓનું ઉત્પાદન કરવાની મંજૂરી આપે છે.
(ચિત્ર અને અભ્યાસ: ©ઇસ્લામ એટ અલ. 2019)
Nanocomposites ના સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન
ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન સાથે અલ્ટ્રાસોનિકેશનનું સંયોજન અસરકારક છે અને નેનોકોમ્પોઝિટ્સના સરળ સંશ્લેષણ માટે પરવાનગી આપે છે.
ખારીટોનોવ એટ અલ. (2021) યાંત્રિક અને અલ્ટ્રાસોનિક આંદોલન હેઠળ 4 g/dm3 TiO2 ધરાવતા ઓક્સાલિક એસિડ બાથમાંથી સોનોકેમિકલ ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન દ્વારા સંશ્લેષિત નેનોકોમ્પોઝિટ Cu–Sn–TiO2 કોટિંગ્સ. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સારવાર Hielscher ultrasonicator UP200Ht સાથે 26 kHz આવર્તન અને 32 W/dm3 પાવર પર કરવામાં આવી હતી. પરિણામો દર્શાવે છે કે અલ્ટ્રાસોનિક આંદોલન TiO2 કણોના એકત્રીકરણને ઘટાડે છે અને ગાઢ Cu–Sn–TiO2 નેનોકોમ્પોઝીટના જુબાની માટે પરવાનગી આપે છે. જ્યારે પરંપરાગત યાંત્રિક આંદોલન સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે, ત્યારે સોનિકેશન હેઠળ જમા કરાયેલ Cu–Sn–TiO2 કોટિંગ્સ ઉચ્ચ એકરૂપતા અને સરળ સપાટી દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. સોનિકેટેડ નેનોકોમ્પોઝીટ્સમાં, મોટાભાગના TiO2 કણો Cu–Sn મેટ્રિક્સમાં એમ્બેડેડ હતા. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આંદોલનની રજૂઆત TiO2 નેનોપાર્ટિકલ્સની સપાટીના વિતરણમાં સુધારો કરે છે અને એકત્રીકરણને અવરોધે છે.
એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે અલ્ટ્રાસોનિક-સહાયિત ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન દ્વારા રચાયેલી નેનોકોમ્પોઝીટ Cu–Sn–TiO2 કોટિંગ્સ E. કોલી બેક્ટેરિયા સામે ઉત્તમ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
0.5 A/dm2 અને 1.0 A/dm2 ની કેથોડિક વર્તમાન ઘનતા પર સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલી જમા કરાયેલ Cu–Sn–TiO2 કોટિંગ્સની SEM છબીઓ.
(અભ્યાસ અને ચિત્રો: © ખારીટોનોવ એટ અલ., 2021)
ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સોનોઈલેક્ટ્રોકેમિકલ સાધનો
Hielscher Ultrasonics નેનોમટેરિયલ્સના વિશ્વસનીય અને કાર્યક્ષમ સોનો-ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન / સોનોઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સાધનો પૂરા પાડે છે. પ્રોડક્ટ રેન્જમાં તમારી સોનો-ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ડિપોઝિશન એપ્લિકેશન માટે હાઇ-પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સિસ્ટમ્સ, સોનો-ઇલેક્ટ્રોડ્સ, રિએક્ટર અને કોષોનો સમાવેશ થાય છે.
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ UIP2000hdT સાથે નેનોપાર્ટિકલ્સના ઇલેક્ટ્રોડપોઝિશન માટે” પહોળાઈ=”400″ ઊંચાઈ =”535″ વર્ગ =”અલાઈન સેન્ટર સાઇઝ-P0400 wp-ઇમેજ-271130″ />
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- 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 થી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે પ્રયોગશાળા પ્રતિ ઔદ્યોગિક કદ.