Նանոմասնիկների սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզ
Ուլտրաձայնով խթանվող նանոմասնիկների էլեկտրաքիմիական սինթեզը բարձրորակ նանոմասնիկների լայնածավալ արտադրության խիստ արդյունավետ և ծախսարդյունավետ ուղի է։ Սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզը, որը հայտնի է նաև որպես սոնոէլեկտրանստեցում, թույլ է տալիս ստանալ տարբեր նյութերից և տարբեր ձևերի նանոկառուցվածքներ։
Նանոմասնիկների սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզ և սոնոէլեկտրանստեցում
Սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզը կամ սոնոէլեկտրանստեցումը մետաղական նանոմասնիկների ստացման մեթոդ է, որի դեպքում էլեկտրանստեցման գործընթացի ընթացքում կիրառվում է բարձր հզորության ուլտրաձայն՝ կաթոդի մակերևույթին և շրջապատող լուծույթում աճող նանոմասնիկների զանգվածափոխանակությունը խթանելու համար։
Նանոմասնիկների սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզի կամ սոնոէլեկտրանստեցման համար սոնոքիմիայի ազդեցությունները համակցվում են էլեկտրանստեցման գործընթացի հետ։ Հզոր ուլտրաձայնային ալիքների և դրանց հետևանքով առաջացող ակուստիկ կավիտացիայի սոնոէլեկտրաքիմիական ազդեցությունները քիմիական ռեակցիաների վրա պայմանավորված են շատ բարձր ջերմաստիճաններով, ճնշումներով և դրանց համապատասխան տարբերություններով, որոնք առաջանում են փլուզվող կավիտացիոն պղպջակների ներսում և շուրջը։ Սոնոքիմիան համակցելով էլեկտրաքիմիայի հետ՝ սոնոէլեկտրաքիմիան ապահովում է համատեղ ազդեցություններ, ինչպիսիք են զանգվածափոխանակության բարելավումը, էլեկտրոդների մակերևույթների մաքրումը, լուծույթի գազազերծումը, ինչպես նաև ռեակցիաների արագությունների բարձրացումը։ Այս ամենի շնորհիվ նանոմասնիկների սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզը (սոնոէլեկտրանստեցումը) առանձնանում է բարձրորակ նանոմասնիկների բարձր ելքերով, որոնք կարելի է ստանալ մեղմ պայմաններում՝ արագ և ծախսարդյունավետ գործընթացով։ Սոնոէլեկտրաքիմիայի և սոնոէլեկտրանստեցման գործընթացային պարամետրերը թույլ են տալիս ազդել մասնիկների չափի և մորֆոլոգիայի վրա։
Կարդացեք ավելին նանոմասնիկների և նանոկառուցվածքային նյութերի սոնոէլեկտրաքիմիական նստեցման մասին։
Իմացեք, թե ինչպես է սոնոէլեկտրակորզումը ապահովում ավելի բարձր ելքեր և գործընթացի ավելի ցածր ծախսեր։
Սոնոէլեկտրաքիմիական էլեկտրոդ՝ նանոմասնիկների սինթեզի համար (սոնոէլեկտրանստեցում)
- Խիստ արդյունավետ
- Կիրառելի է բազմաթիվ նյութերի և կառուցվածքների համար
- Արագ գործընթաց
- «Մեկ անոթում» իրականացվող գործընթաց
- Մեղմ պայմաններ
- Ոչ թանկ
- Անվտանգ և հեշտ շահագործվող
Ինչպե՞ս է գործում սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզը / սոնոէլեկտրանստեցումը։
Նանոմասնիկների սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզի համար նախատեսված սոնոէլեկտրանստեցման համակարգի հիմնական կառուցվածքը բավականին պարզ է։ Սոնոէլեկտրանստեցման և էլեկտրանստեցման համակարգերի միակ տարբերությունն այն է, որ սոնոէլեկտրանստեցման համակարգի էլեկտրոդի կամ էլեկտրոդների համար օգտագործվում են ուլտրաձայնային զոնդ կամ զոնդեր։ Ուլտրաձայնային զոնդը մետաղական նանոմասնիկների սինթեզի համար ծառայում է որպես աշխատանքային էլեկտրոդ։ Սոնոէլեկտրանստեցման ժամանակ ուլտրաձայնի հիմնական խթանող ազդեցություններից մեկը էլեկտրոդի (կաթոդի և/կամ անոդի) և շրջապատող լուծույթի միջև զանգվածափոխանակության ուժեղացումն է։
Քանի որ սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզի և սոնոէլեկտրանստեցման գործընթացային պարամետրերը հնարավոր է ճշգրիտ վերահսկել և կարգավորել, կարելի է սինթեզել վերահսկվող չափով և ձևով նանոմասնիկներ։ Սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզը և սոնոէլեկտրանստեցումը կիրառելի են մետաղական նանոմասնիկների և նանոկառուցվածքային համալիրների լայն շրջանակի համար։
Նանոմասնիկների սոնոէլեկտրաքիմիական սինթեզի առավելությունները
Պրոֆեսոր Իսլամի և պրոֆեսոր Պոլլետի՝ NTNU համալսարանի հետազոտական խումբն իր հետազոտական հոդվածում (2019) նանոմասնիկների սոնոէլեկտրաքիմիական ստացման հիմնական առավելություններն ամփոփում է հետևյալ կերպ. «(i) էլեկտրոդի մոտ զանգվածի տեղափոխման զգալի ուժեղացում՝ դրանով փոխելով էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների արագությունը, իսկ երբեմն նաև մեխանիզմը, (ii) մակերևույթի մորֆոլոգիայի փոփոխություն՝ էլեկտրոդ–էլեկտրոլիտ միջերեսում կավիտացիոն շիթերի միջոցով, ինչը սովորաբար հանգեցնում է մակերևույթի մակերեսի մեծացման, և (iii) էլեկտրոդի դիֆուզիոն շերտի հաստության նվազում և, հետևաբար, իոնների սպառում»։ (Islam et al. 2019)
- մետաղական նանոմասնիկներ
- համաձուլվածքների և կիսահաղորդիչների նանոփոշիներ
- պոլիմերային նանոմասնիկներ
- նանոկոմպոզիտներ
ինչպիսիք են
- պղնձի (Cu) նանոմասնիկները (NPs)
- մագնետիտի (Fe3O4) նանոմասնիկները
- վոլֆրամ–կոբալտ (W-Co) համաձուլվածքի նանոմասնիկները
- ցինկի (Zn) նանոհամալիրները
- ոսկու (Au) նանոձողերը
- ֆերոմագնիսական Fe45Pt55 նանոմասնիկները
- կադմիումի տելուրիդի (CdTe) քվանտային կետերը (QDs)
- կապարի տելուրիդի (PbTe) նանոձողերը
- ֆուլերենանման մոլիբդենի դիսուլֆիդը (MoS2)
- պոլիանիլինի (PA) նանոմասնիկները
- պոլի(N-մեթիլանիլին) (PNMA) հաղորդիչ պոլիմերը
- պոլիպիրոլ/բազմապատ ածխածնային նանոխողովակներ (MWCNTs)/խիտոզան նանոկոմպոզիտները
Բարձր արդյունավետությամբ էլեկտրաքիմիական զոնդեր և ռեակտորներ
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը սոնոքիմիայի և սոնոէլեկտրաքիմիայի համար բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային համակարգերի ոլորտում ձեր երկարամյա փորձառու գործընկերն է։ Մենք արտադրում և մատակարարում ենք արդիական ուլտրաձայնային զոնդեր և ռեակտորներ, որոնք ամբողջ աշխարհում օգտագործվում են պահանջկոտ միջավայրերում՝ ծանր աշխատանքային ռեժիմով կիրառությունների համար։ Սոնոէլեկտրաքիմիայի և սոնոէլեկտրանստեցման համար Hielscher ընկերությունը մշակել է հատուկ ուլտրաձայնային զոնդեր, ռեակտորներ և մեկուսիչներ։ Ուլտրաձայնային զոնդերը ծառայում են որպես կաթոդ և/կամ անոդ, իսկ ուլտրաձայնային ռեակտորային բջիջներն ապահովում են էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների օպտիմալ պայմանները։ Ուլտրաձայնային էլեկտրոդներ և բջիջներ հասանելի են ինչպես գալվանական / վոլտայական, այնպես էլ էլեկտրոլիտային համակարգերի համար։
Ճշգրիտ կարգավորվող ամպլիտուդներ՝ օպտիմալ արդյունքների համար
Hielscher ընկերության բոլոր ուլտրաձայնային պրոցեսորները հնարավոր է ճշգրիտ կառավարել, ինչի շնորհիվ դրանք հուսալի աշխատամիջոցներ են հետազոտությունների ու մշակումների և արտադրության մեջ։ Ամպլիտուդը գործընթացի վճռորոշ պարամետրերից է, որոնք ազդում են սոնոքիմիական և սոնոմեխանիկական եղանակով հարուցված ռեակցիաների արդյունավետության և արդյունավորության վրա։ Hielscher Ultrasonics ընկերության բոլոր պրոցեսորները թույլ են տալիս ճշգրիտ սահմանել ամպլիտուդը։ Hielscher ընկերության արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ և պահանջկոտ սոնոէլեկտրաքիմիական կիրառությունների համար անհրաժեշտ ուլտրաձայնային ինտենսիվություն։ Մինչև 200µm ամպլիտուդներով աշխատանքը հեշտությամբ կարելի է շարունակաբար իրականացնել 24/7 ռեժիմով։
Ամպլիտուդի ճշգրիտ կարգավորումները և խելացի ծրագրային ապահովման միջոցով ուլտրաձայնային գործընթացի պարամետրերի մշտական հսկողությունը հնարավորություն են տալիս ճշգրիտ ազդել սոնոէլեկտրաքիմիական ռեակցիայի վրա։ Ուլտրաձայնային մշակման յուրաքանչյուր գործարկման ընթացքում բոլոր ուլտրաձայնային պարամետրերն ինքնաբերաբար գրանցվում են ներկառուցված SD քարտի վրա, որպեսզի յուրաքանչյուր գործարկում հնարավոր լինի գնահատել և վերահսկել։ Օպտիմալ ուլտրաձայնային մշակում՝ ամենաարդյունավետ սոնոէլեկտրաքիմիական ռեակցիաների համար։
Ամբողջ սարքավորումը նախատեսված է լրիվ բեռնվածությամբ 24/7/365 օգտագործման համար, իսկ դրա ամրությունն ու հուսալիությունը այն դարձնում են ձեր էլեկտրաքիմիական գործընթացի անխոնջ աշխատամիջոցը։ Դրա շնորհիվ Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքավորումը հուսալի աշխատանքային գործիք է, որը բավարարում է ձեր սոնոէլեկտրաքիմիական գործընթացի պահանջները։
Բարձրագույն որակ – նախագծված և արտադրված Գերմանիայում
Լինելով ընտանիքին պատկանող և ընտանիքի կողմից կառավարվող ձեռնարկություն՝ Hielscher ընկերությունն իր ուլտրաձայնային պրոցեսորների համար առաջնահերթություն է տալիս որակի բարձրագույն չափանիշներին։ Բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը նախագծվում, արտադրվում և մանրակրկիտ փորձարկվում են Գերմանիայում՝ Բեռլինի մերձակայքում գտնվող Տելտով քաղաքի մեր գլխավոր գրասենյակում։ Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքավորման ամրությունն ու հուսալիությունը այն դարձնում են ձեր արտադրության անխոնջ աշխատամիջոցը։ Լրիվ բեռնվածությամբ և պահանջկոտ միջավայրերում 24/7 աշխատանքը Hielscher ընկերության բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային զոնդերի և ռեակտորների բնական բնութագիրն է։
Կապվեք մեզ հետ հիմա և ներկայացրեք ձեր էլեկտրաքիմիական գործընթացի պահանջները։ Մենք կառաջարկենք ձեզ ամենահարմար ուլտրաձայնային էլեկտրոդներն ու ռեակտորային համակարգը։
Կապվեք մեզ հետ։ / Հարցրեք մեզ։
Նանոմասնիկների սոնոէլեկտրանստեցման համար որպես էլեկտրոդներ ծառայում են UIP2000hdT (2000 վատտ, 20kHz) ուլտրաձայնային պրոցեսորների զոնդերը
Նանոմասնիկների սինթեզի սոնոէլեկտրաքիմիական համակարգում որպես էլեկտրոդ ծառայում է UIP2000hdT ուլտրաձայնային սարքի զոնդը։
Գրականություն / Հղումներ
- Cabrera L., Gutiérrez S., Herrasti P., Reyman D. (2010): Sonoelectrochemical synthesis of magnetite. Physics Procedia 3, 2010. 89-94.
- Md Hujjatul Islam, Michael T.Y. Paul, Odne S. Burheim, Bruno G.Pollet (2019): Recent developments in the sonoelectrochemical synthesis of nanomaterials. Ultrasonics Sonochemistry Volume 59, December 2019, 104711.
- Yurdal K.; Karahan İ.H. (2017): A Cyclic Voltammetry Study on Electrodeposition of Cu-Zn Alloy Films: Effect of Ultrasonication Time. Acta Physica Polonica Vol 132, 2017. 1087-1090.
- Mason, T.; Sáez Bernal, V. (2012): An Introduction to Sonoelectrochemistry In: Power Ultrasound in Electrochemistry: From Versatile Laboratory Tool to Engineering Solution. First Edition. Edited by Bruno G. Pollet. 2012 John Wiley & Sons, Ltd.
- Haas, I.: Gedanken A. (2008): Synthesis of metallic magnesium nanoparticles by sonoelectrochemistry. Chemical Communications 15(15), 2008. 1795-1798.
- Ashassi-Sorkhabi, H.; Bagheri R. (2014): Sonoelectrochemical and Electrochemical Synthesis of Polypyrrole Films on St-12 Steel and Their Corrosion and Morphological Studies. Advances in Polymer Technology Vol. 33, Issue 3; 2014.
- Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.
- Md H. Islam; Odne S. Burheim; Bruno G.Pollet (2019): Sonochemical and sonoelectrochemical production of hydrogen. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 51, March 2019. 533-555.
- Jayaraman Theerthagiri; Jagannathan Madhavan; Seung Jun Lee; Myong Yong Choi; Muthupandian Ashokkumar; Bruno G. Pollet (2020): Sonoelectrochemistry for energy and environmental applications. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 63, 2020.
- Bruno G. Pollet (2019): Does power ultrasound affect heterogeneous electron transfer kinetics? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 6-12.
- Sherif S. Rashwan, Ibrahim Dincer, Atef Mohany, Bruno G. Pollet (2019): The Sono-Hydro-Gen process (Ultrasound induced hydrogen production): Challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy, Volume 44, Issue 29, 2019, 14500-14526.
Բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային տեխնիկա։ Hielscher ընկերության արտադրատեսականին ընդգրկում է ամբողջ շրջանակը՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքից և սեղանադիր սարքերից մինչև լիարժեք արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր։