Hielscher Ultrasonics
Örömmel megvitatjuk a folyamatot.
Hívjon minket: +49 3328 437-420
Írjon nekünk: [email protected]

A palládium nanorészecskék szonokémiai redukciója

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.

Palládium nanorészecskék ultrahangos előállítása

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.

Információkérés



Ultrahangos UIP2000hdT az erőteljes szonikáláshoz és az optimális folyamatszabályozáshoz

Industrial nanoparticle processing az UIP2000hdT szonikátorral

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

A mintákat az alábbiak szerint készítettük elő:
A minták esetében 30 ml EG és 5·10 keveréke-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.

A kísérleti eredmények elemzése azt mutatja, hogy:

    1. A Pd (II) szonokémiai redukciója Pd(0) -re függ az ultrahangos időtől.
    2. A magas PVP/Pd(II) moláris arány lekerekített formájú és körülbelül 5 nm átlagos átmérőjű, monodiszpergált palládium részecskék képződéséhez vezet.
    3. Az alacsony PVP/Pd(II) moláris arány azonban magában foglalja a palládium nanorészecskék aggregátumok előállítását, amelyek nagy méreteloszlása 20 nm-en van.

A palládium (II) ionok redukálásának szonokémiai útja Pd(II) palládium atomokhoz PD(0) feltételezhető a következő:

  • (1) Water pyrolysis: H₂O → •OH+•H
  • (2) Radical formation: RH (Reducing agent) + •OH(•H) → •R + H₂O(H₂)
  • (3) Ioncsökkentés: Pd(II) + redukáló gyökök (•H, •R) → Pd(0) + R•CHO + H+
  • (4) Részecskeképződés: NPd(0) → Pdn

Eredmény: A PP/PD(II) aránytól függően diszpergált vagy aggregált PdN kaptak.

Monodiszpergált és aggregált Pd nanorészecskék, amelyeket a Pd(II) ultrahangos redukciójával nyernek

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

Elemzés és eredmények

Az UV-látható abszorpciós elemzések megerősítik a palládium (II) ionok palládium (0) atomokká történő szonokémiai redukciója és az ultrahangos mezőben a retenciós idő közötti kapcsolatot. A palládium (II) ionok palládium (0) atomokká történő redukciója előrehalad, és teljes mértékben elérhető az ultrahangos idő növekedésével. A transzmissziós elektronmikroszkópia (TEM) mikroszkópos felvételei azt mutatják, hogy:

  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.
A nanoméretű részecskéket Nemamcha et al. (2008) állította elő a Pd(II) szonokémiai redukciójával Pd(0)

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

Sonokémia: A palládium ultrahangos redukciója

A palládium (Pd) nano részecskék szonikálással állíthatók elő

További információ kérése

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!




 

Ez a videó a UP100H ultrahangos homogenizátor megmutatja kompakt kialakítását és sokoldalú alkalmazásait, például diszpergálást, homogenizálást, keverést, gáztalanítást vagy emulgeálást.

Ultrasonicator UP100H (100 watt) - kompakt ultrahangos homogenizátor

Videó indexképe

 

Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban gyártott minőség

A Hielscher ultrahangos készülékek jól ismertek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványokról. A robusztusság és a könnyű kezelhetőség lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A durva körülmények és az igényes környezetek könnyen kezelhetők Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező cég, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrasonicatorokra, amelyek a legmodernebb technológiát és felhasználóbarátságot mutatják. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilis és megfelel az UL, CSA és RoHs követelményeinek.

Irodalom/Hivatkozások

Örömmel megvitatjuk a folyamatot.