सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल जमाव
सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल जमाव संश्लेषण तकनीक है, जो नैनोमैटेरियल्स के अत्यधिक कुशल और पर्यावरण के अनुकूल उत्पादन के लिए सोनोकेमिस्ट्री और इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री को जोड़ती है। तेज, सरल और प्रभावी के रूप में प्रसिद्ध, सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल जमाव नैनोकणों और नैनोकंपोजिट के आकार-नियंत्रित संश्लेषण की अनुमति देता है।
नैनोकणों का सोनो-इलेक्ट्रोडपोजिशन
नैनोकणों को संश्लेषित करने के उद्देश्य से सोनोइलेक्ट्रोडपोजिशन (सोनोइलेट्रोकेमिकल जमाव, सोनोकेमिकल इलेक्ट्रोप्लेटिंग, या सोनोकेमिकल इलेक्ट्रोडपोजिशन) के लिए, एक या दो अल्ट्रासोनिक जांच (सोनोट्रोड्स या सींग) का उपयोग इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता है। सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल जमाव की विधि अत्यधिक कुशल होने के साथ-साथ संचालित करने के लिए सरल और सुरक्षित है, जो बड़ी मात्रा में नैनोकणों और नैनोस्ट्रक्चर को संश्लेषित करने की अनुमति देती है। इसके अतिरिक्त, सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल जमाव एक तीव्र प्रक्रिया है, जिसका अर्थ है कि सोनिकेशन इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया को तेज करता है ताकि प्रतिक्रिया को अधिक प्रभावोत्पादक परिस्थितियों में चलाया जा सके।
निलंबन के लिए पावर अल्ट्रासाउंड लागू करने से मैक्रोस्कोपिक स्ट्रीमिंग और सूक्ष्म इंटरफेसियल कैविटेशनल बलों के कारण बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाओं में काफी वृद्धि होती है। अल्ट्रासोनिक इलेक्ट्रोड (सोनो-इलेक्ट्रोड) पर, अल्ट्रासोनिक कंपन और गुहिकायन इलेक्ट्रोड सतह से प्रतिक्रिया उत्पादों को लगातार हटा देता है। किसी भी passivating जमाओं को हटाकर, इलेक्ट्रोड सतह लगातार नए कण संश्लेषण के लिए उपलब्ध है.
अल्ट्रासाउंड जनित गुहिकायन चिकनी और समान नैनोकणों के गठन को बढ़ावा देता है जो तरल चरण में सजातीय रूप से वितरित किए जाते हैं।
जांच के साथ 2x अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर, जो इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करते हैं, यानी कैथोड और एनोड। अल्ट्रासाउंड कंपन और गुहिकायन विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं को बढ़ावा देता है।
- नैनोपार्टिकल्स
- कोर-शेल नैनोपार्टिकल्स
- नैनोपार्टिकल सजाया समर्थन
- नैनोस्ट्रक्चर
- नैनोकम्पोजिट
- कोटिंग्स
नैनोकणों का सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल जमाव
जब एक अल्ट्रासोनिक क्षेत्र एक तरल इलेक्ट्रोलाइट पर लागू होता है, तो ध्वनिक स्ट्रीमिंग और माइक्रो-जेटिंग, सदमे तरंगों, इलेक्ट्रोड से / से बड़े पैमाने पर हस्तांतरण वृद्धि और सतह की सफाई (निष्क्रिय परतों को हटाने) जैसी विविध अल्ट्रासोनिक गुहिकायन घटनाएं इलेक्ट्रोडपोजिशन / इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रियाओं को बढ़ावा देती हैं। इलेक्ट्रोडपोजिशन / इलेक्ट्रोप्लेटिंग पर सोनिकेशन के लाभकारी प्रभाव पहले से ही कई नैनोकणों के लिए प्रदर्शित किए गए हैं, जिनमें धातु नैनोकण, अर्धचालक नैनोकण, कोर-शेल नैनोकणों और डोप्ड नैनोकणों शामिल हैं।
सोनोकेमिकल रूप से इलेक्ट्रोडिपोसिटेड मेटालिक नैनोपार्टिकल्स जैसे Cr, Cu और Fe कठोरता में उल्लेखनीय वृद्धि दिखाते हैं, जबकि Zn संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि दिखाता है।
मस्ताई एट अल (1999) ने सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल जमाव के माध्यम से सीडीएसई नैनोकणों को संश्लेषित किया। विभिन्न इलेक्ट्रोडपोजिशन और अल्ट्रासोनिक मापदंडों के समायोजन एक्स-रे अनाकार से 9 एनएम (स्फेलेराइट चरण) तक सीडीएसई नैनोकणों के क्रिस्टल आकार को संशोधित करने की अनुमति देते हैं।
अशासी-सोरखाबी और बघेरी (2014) ने 4 mA/cm2 के वर्तमान घनत्व के साथ गैल्वेनोस्टैटिक तकनीक का उपयोग करके ऑक्सालिक एसिड माध्यम में St-12 स्टील पर पॉलीपायरोल (PPy) के सोनो-इलेक्ट्रोकेमिकल संश्लेषण के फायदों का प्रदर्शन किया। अल्ट्रासोनिकेटर UP400S का उपयोग करके कम आवृत्ति वाले अल्ट्रासाउंड के प्रत्यक्ष अनुप्रयोग ने पॉलीपायरोल की अधिक कॉम्पैक्ट और अधिक सजातीय सतह संरचनाओं का नेतृत्व किया। परिणामों से पता चला कि कोटिंग प्रतिरोध (Rcoat), संक्षारण प्रतिरोध (Rcorr), और अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार नमूनों का वारबर्ग प्रतिरोध गैर-अल्ट्रासोनिक रूप से संश्लेषित पॉलीपायरोल की तुलना में अधिक था। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की छवियों ने कण आकृति विज्ञान पर इलेक्ट्रोडपोजिशन के दौरान अल्ट्रासोनिकेशन के सकारात्मक प्रभावों की कल्पना की: परिणाम बताते हैं कि सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल संश्लेषण पॉलीपायरोल के दृढ़ता से पालन और चिकनी कोटिंग्स पैदा करता है। पारंपरिक इलेक्ट्रोडपोजिशन के साथ सोनो-इलेक्ट्रो-डिपोजिशन के परिणामों की तुलना करते हुए, यह स्पष्ट है कि सोनोइलेक्ट्रोकैमिस्ट्री विधि द्वारा तैयार कोटिंग्स में उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है। इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के सोनिकेशन के परिणामस्वरूप बड़े पैमाने पर हस्तांतरण और काम करने वाले इलेक्ट्रोड की सतह की सक्रियता में वृद्धि होती है। ये प्रभाव पॉलीपायरोल के अत्यधिक कुशल, उच्च गुणवत्ता वाले संश्लेषण में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।
एसटी -12 स्टील पर (ए) पीपीवाई और (बी) सोनोइलेक्ट्रोकेमियल जमा पॉलीपायरोल (पीपीवाई-यूएस) कोटिंग्स की एसईएम छवियां (7500× का आवर्धन)
(अध्ययन और चित्र: © अशासी-सोरखाबी और बघेरी, 2014)
सोनोकेमिकल इलेक्ट्रोडपोजिशन नैनोकणों, कोर-शेल नैनोकणों, नैनोकण-लेपित समर्थन और नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्री का उत्पादन करने की अनुमति देता है।
(चित्र और अध्ययन: ©इस्लाम एवं अन्य 2019)
नैनोकंपोजिट का सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल जमाव
इलेक्ट्रोडपोजिशन के साथ अल्ट्रासोनिकेशन का संयोजन प्रभावोत्पादक है और नैनोकंपोजिट के एक आसान संश्लेषण की अनुमति देता है।
खारितोनोव एट अल (2021) ने मैकेनिकल और अल्ट्रासोनिक आंदोलन के तहत 4 ग्राम/डीएम3 टीओ2 युक्त ऑक्सालिक एसिड स्नान से सोनोकेमिकल इलेक्ट्रोडपोजिशन द्वारा नैनोकम्पोजिट क्यू-एसएन-टीआईओ2 कोटिंग्स को संश्लेषित किया। अल्ट्रासाउंड उपचार Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर UP200Ht के साथ 26 kHz आवृत्ति और 32 W/dm3 शक्ति पर किया गया था। परिणामों से पता चला कि अल्ट्रासोनिक आंदोलन TiO2 कणों के ढेर को कम करता है और घने Cu-Sn-TiO2 नैनोकंपोजिट के जमाव की अनुमति देता है। जब पारंपरिक यांत्रिक आंदोलन की तुलना में, सोनिकेशन के तहत जमा Cu-Sn-TiO2 कोटिंग्स को उच्च समरूपता और चिकनी सतह की विशेषता है। सोनिकेटेड नैनोकंपोजिट में, अधिकांश TiO2 कणों को Cu-Sn मैट्रिक्स में एम्बेड किया गया था। अल्ट्रासाउंड आंदोलन की शुरूआत TiO2 नैनोकणों की सतह वितरण में सुधार करती है और एकत्रीकरण को बाधित करती है।
यह दिखाया गया है कि अल्ट्रासोनिक-असिस्टेड इलेक्ट्रोडपोजिशन द्वारा गठित नैनोकम्पोजिट Cu-Sn-TiO2 कोटिंग्स ई कोलाई बैक्टीरिया के खिलाफ उत्कृष्ट रोगाणुरोधी गुण प्रदर्शित करते हैं।
0.5 A/dm2 और 1.0 A/dm2 के कैथोडिक वर्तमान घनत्व पर सोनो-इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से जमा Cu-Sn-TiO2 कोटिंग्स की SEM छवियां।
(अध्ययन और चित्र: © खारितोनोव एट अल., 2021)
अल्ट्रासोनिक जांच इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करती है। अल्ट्रासाउंड तरंगें विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देती हैं जिसके परिणामस्वरूप बेहतर दक्षता, उच्च पैदावार और तेजी से रूपांतरण दर होती है।
सोनोइलेक्ट्रोकेमिस्ट्री इलेक्ट्रोडपोजिशन प्रक्रियाओं में काफी सुधार करती है।
उच्च प्रदर्शन सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल उपकरण
Hielscher Ultrasonics एक विश्वसनीय और कुशल सोनो-इलेक्ट्रोडपोजिशन / नैनोमटेरियल्स के सोनोइलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण की आपूर्ति करता है। उत्पाद श्रृंखला में आपके सोनो-इलेक्ट्रोकेमिकल जमाव आवेदन के लिए उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड सिस्टम, सोनो-इलेक्ट्रोड, रिएक्टर और कोशिकाएं शामिल हैं।
हमसे संपर्क करें! हमसे पूछो!
अल्ट्रासोनिकेटर UIP2000hdT की जांच नैनोपार्टिकल संश्लेषण के लिए सोनोइलेक्ट्रोकेमिकल सेटअप में इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करती है।
साहित्य/सन्दर्भ
- 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 से उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक homogenizers बनाती है प्रयोगशाला तक औद्योगिक आकार।