תצהיר סונואלקטרוכימי

תצהיר סונואלקטרוכימי הוא טכניקת סינתזה, המשלבת סונוכימיה ואלקטרוכימיה, לייצור יעיל ביותר וידידותי לסביבה של ננו-חומרים. תצהיר סונואלקטרוכימי, הידוע כמהיר, פשוט ויעיל, מאפשר סינתזה מבוקרת צורה של ננו-חלקיקים וננו-קומפוזיטים.

סונו-אלקטרודפוזיציה של ננו-חלקיקים

עבור סונואלקטרודפוזיציה (גם תצהיר סונואלטרוכימי, אלקטרוליטציה סונוכימית, או אלקטרודה סונוכימית) במטרה לסנתז ננו-חלקיקים, בדיקה קולית אחת או שתיים (סונוטרודות או קרניים) משמשות כאלקטרודות. השיטה של תצהיר סונואלקטרוכימי היא יעילה מאוד, כמו גם פשוטה ובטוחה לתפעול, המאפשרת לסנתז ננו-חלקיקים וננו-מבנים בכמויות גדולות. בנוסף, תצהיר סונואלקטרוכימי הוא תהליך מוגבר, כלומר סוניקציה מאיצה את תהליך האלקטרוליזה כך שניתן להפעיל את התגובה בתנאים יעילים יותר.
החלת אולטרסאונד כוח על מתלים מגדילה באופן משמעותי את תהליכי העברת המסה עקב הזרמה מקרוסקופית וכוחות קוויטציוניים בין-פסקיים מיקרוסקופיים. על אלקטרודות קוליות (סונו-אלקטרודות), רטט קולי וקוויטציה מסיר ברציפות את תוצרי התגובה מפני השטח של האלקטרודה. על ידי הסרת כל תצהירים פסיביים, משטח האלקטרודה זמין באופן רציף לסינתזת חלקיקים חדשים.
קוויטציה שנוצרת על ידי אולטרסאונד מקדמת היווצרות של ננו-חלקיקים חלקים ואחידים אשר מופצים באופן הומוגני בפאזה הנוזלית.

בקשת מידע





אלקטרודפוזיציה אולטראסונית היא שיטה יעילה ביותר לייצור ננו-חלקיקים וחומרים ננו-מבניים.

2x מעבדים קוליים עם בדיקות, הפועלות כאלקטרודות, כלומר קתודה ואנודה. הרטט והקוויטציה של האולטרסאונד מקדמים תהליכים אלקטרוכימיים.

סרטון זה ממחיש את ההשפעה החיובית של אולטראסוניקציה ישירה של אלקטרודות על הזרם החשמלי. הוא משתמש בהומוגנייזר אולטראסוני Hielscher UP100H (100 וואט, 30kHz) עם שדרוג אלקטרו-כימיה ואלקטרודה/סונוטרודה מטיטניום. אלקטרוליזה של חומצה גופרתית מדוללת מייצרת גז מימן וגז חמצן. אולטראסוניקציה מפחיתה את עובי שכבת הדיפוזיה במשטח האלקטרודה ומשפרת את העברת המסה במהלך האלקטרוליזה.

סונו-אלקטרו-כימיה - המחשה של השפעת אולטרסוניקה על אלקטרוליזה אצווה

אלקטרודפוזיציה סונוכימית של

  • חלקיקים
  • ננו-חלקיקי ליבה-קליפה
  • תמיכה מעוטרת בננו-חלקיקים
  • ננו-מבנים
  • ננו-חומרים
  • ציפויים

תצהיר סונואלקטרוכימי של ננו-חלקיקים

ייצור סונו-אלקטרוכימי של מימן בקתודה קולית.כאשר שדה על-קולי מוחל על אלקטרוליט נוזלי, תופעות קוויטציה על-קוליות מגוונות כגון זרימה אקוסטית ומיקרו-סילון, גלי הלם, שיפור העברת מסה מ/אל האלקטרודה וניקוי פני השטח (הסרת שכבות פסיביות) מקדמות תהליכי אלקטרודה-פוזיציה / ציפוי חשמלי. ההשפעות החיוביות של סוניקציה על אלקטרודפוזיציה / ציפוי חשמלי כבר הודגמו עבור ננו-חלקיקים רבים, כולל ננו-חלקיקים מתכתיים, ננו-חלקיקים מוליכים למחצה, ננו-חלקיקי קליפת ליבה וננו-חלקיקים מסוממים.
ננו-חלקיקים מתכתיים סונוכימיקלים כגון Cr, Cu ו-Fe מראים עלייה משמעותית בקשיות, בעוד ש-Zn מראה עמידות מוגברת בפני קורוזיה.
Mastai et al. (1999) סינתזו ננו-חלקיקי CdSe באמצעות תצהיר סונואלקטרוכימי. התאמות של אלקטרודפוזיציה שונות ופרמטרים קוליים מאפשרים לשנות את גודל הגביש של ננו-חלקיקי CdSe מקרני רנטגן אמורפיות עד 9 ננומטר (פאזה ספלריט).

Ashassi-Sorkhabi and Bagheri (2014) הדגימו את היתרונות של סינתזה סונו-אלקטרוכימית של פוליפירול (PPy) על פלדת St-12 בתווך חומצה אוקסלית באמצעות טכניקה גלוונוסטטית עם צפיפות זרם של 4 mA / cm2. יישום ישיר של אולטרסאונד בתדר נמוך באמצעות אולטרסאונד UP400S הוביל למבני פני שטח קומפקטיים והומוגניים יותר של פוליפירול. התוצאות הראו כי עמידות הציפוי (Rcoat), עמידות בפני קורוזיה (Rcorr) ועמידות ורבורג של דגימות מוכנות באופן אולטרה-סאונד היו גבוהות יותר מאלה של פוליפירול שאינו מסונתז על-קולי. תמונות של מיקרוסקופיית אלקטרונים סורקת המחישו את ההשפעות החיוביות של אולטרה-סאונד במהלך אלקטרודה-פוזיציה על מורפולוגיה של חלקיקים: התוצאות מגלות כי הסינתזה הסונואלקטרוכימית מניבה ציפויים דבקים וחלקים של פוליפירול. השוואת התוצאות של סונו-אלקטרו-תצהיר עם אלקטרודפוזיציה קונבנציונלית, ברור כי ציפויים שהוכנו על ידי שיטת סונואלקטרוכימיה יש עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה. סוניקציה של התא האלקטרוכימי גורמת להעברת מסה משופרת ולהפעלת פני השטח של האלקטרודה העובדת. השפעות אלה תורמות באופן משמעותי לסינתזה יעילה ואיכותית ביותר של פוליפירול.

ציפוי פוליפירול אלקטרו-קולי אולטרה-סאונד על פלדת St-12.

תמונות SEM של ציפויי (א) PPy ו-(ב) פוליפירול מופקדים סונואלקטרוכימיאליים (PPy-US) על פלדת St-12 (הגדלה של 7500×)
(מחקר ותמונות: © אשאסי-סורקבי ובאקרי, 2014)

תצהיר סונו-אלקטרוכימי הוא שיטה יעילה ביותר לסינתזה של ננו-חלקיקים וחומרים ננו-מבניים.

אלקטרודפוזיציה סונוכימית מאפשרת לייצר ננו-חלקיקים, ננו-חלקיקי מעטפת ליבה, תמיכה בציפוי ננו-חלקיקים וחומרים ננו-מבנים.
(תמונה ולימוד: ©אסלאם ואח' 2019)

בקשת מידע





תצהיר סונואלקטרוכימי של ננו-קומפוזיטים

השילוב של אולטראסוניקציה עם אלקטרודפוזיציה הוא יעיל ומאפשר סינתזה קלה של ננו-קומפוזיטים.
Kharitonov et al. (2021) סינתזו ציפויים ננו-קומפוזיטים Cu–Sn–TiO2 על ידי אלקטרודה סונוכימית מאמבט חומצה אוקסלית המכילה בנוסף 4 g/dm3 TiO2 תחת תסיסה מכנית וקולית. טיפול אולטרסאונד בוצע עם אולטרסוניקטור Hielscher UP200Ht בתדר 26 קילוהרץ והספק 32 W / dm3. התוצאות הראו כי תסיסה על-קולית מפחיתה את האגרגציה של חלקיקי TiO2 ומאפשרת תצהיר של ננו-קומפוזיטים צפופים מסוג Cu–Sn–TiO2. בהשוואה לתסיסה מכנית קונבנציונלית, ציפויי Cu–Sn–TiO2 שהושקעו תחת סוניקציה מאופיינים בהומוגניות גבוהה יותר ובמשטח חלק יותר. בננו-קומפוזיטים הסוניים, רוב חלקיקי TiO2 הוטמעו במטריצת Cu-SN. הכנסת תסיסת אולטרסאונד משפרת את התפלגות פני השטח של ננו-חלקיקי TiO2 ומעכבת צבירה.
הוכח כי ציפויי Cu–Sn–TiO2 ננו-קומפוזיטים שנוצרו על ידי אלקטרודפוזיציה בסיוע קולי מציגים תכונות אנטי-מיקרוביאליות מצוינות נגד חיידקי E. coli.

אלקטרודפוזיציה סונוכימית משמשת לייצור ננו-חומרים כגון ציפויי נחושת-בדיל-טיטניום דו-חמצני (Cu–Sn–TiO2). במחקר, אולטרסוניקטור Hielscher UP200Ht שימש מכשיר אולטרסאונד.

תמונות SEM של ציפויי Cu-Sn-TiO2 שהופקדו באופן סונו-אלקטרוכימי בצפיפות זרם קתודי של 0.5 A/dm2 ו-1.0 A/dm2.
(מחקר ותמונות: © חריטונוב ואח', 2021)

אלקטרודות אולטרה סאונד לשפר את היעילות, התשואה ואת שיעור ההמרה של תהליכים אלקטרוכימיים.

הבדיקה אולטראסוניות פונקציות כמו אלקטרודה. גלי אולטרסאונד לקדם תגובות אלקטרוכימיות וכתוצאה מכך יעילות משופרת, תשואות גבוהות יותר שיעורי המרה מהר יותר.
סונואלקטרוכימיה משפרת תהליכי אלקטרודה-פוזיציה באופן משמעותי.

ציוד סונואלקטרוכימי בעל ביצועים גבוהים

Hielscher אולטרסוניקה מספקת ציוד קולי בעל ביצועים גבוהים עבור סונו-אלקטרודפוזיציה אמינה ויעילה / ציפוי סונואלקטרוליטציה של ננו-חומרים. מגוון המוצרים כולל מערכות אולטרסאונד בהספק גבוה, סונו-אלקטרודות, כורים ותאים עבור יישום תצהיר סונו-אלקטרוכימי שלך.

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף אודות מעבדים אולטרה סאונד, יישומים ומחיר. נשמח לדון בתהליך שלך איתך ולהציע לך מערכת אולטרה סאונד לפגישה הדרישות שלך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


כור מוטבע Sonoelectrochemical עם בדיקה קולית UIP2000hdT עבור אלקטרודה של חלקיקים

הבדיקה של האולטרה-סאונד UIP2000hdT פועלת כאלקטרודה במערך סונואלקטרוכימי לסינתזה של ננו-חלקיקים.

סרטון זה ממחיש את ההשפעה החיובית של אולטרסוניקציה ישירה של אלקטרודות על הזרם החשמלי במערך אלקטרוליזר H-Cell. הוא משתמש בהומוגנייזר אולטראסוני Hielscher UP100H (100 וואט, 30kHz) עם שדרוג אלקטרו-כימיה ואלקטרודה/סונוטרודה מטיטניום. אלקטרוליזה של חומצה גופרתית מדוללת מייצרת גז מימן וגז חמצן. אולטראסוניקציה מפחיתה את עובי שכבת הדיפוזיה במשטח האלקטרודה ומשפרת את העברת המסה במהלך האלקטרוליזה.

סונו-אלקטרו-כימיה - המחשה של השפעת אולטרסאונד על אלקטרוליזה של תאי H



ספרות/הפניות


אולטרסוניקה ביצועים גבוהים! מגוון המוצרים של Hielscher מכסה את הספקטרום המלא מן ultrasonicator המעבדה קומפקטית על יחידות ספסל העליון למערכות אולטראסאונד תעשייתי מלא.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת homogenizers קולי ביצועים גבוהים מ מַעבָּדָה ל גודל תעשייתי.