Deposisi Sonoelektrokimia

Deposisi sonoelektrokimia adalah teknik sintesis, yang menggabungkan sonokimia dan elektrokimia, untuk produksi nanomaterial yang sangat efisien dan ramah lingkungan. Terkenal sebagai cepat, sederhana, dan efektif, deposisi sonoelektrokimia memungkinkan sintesis nanopartikel dan nanokomposit yang dikendalikan bentuk.

Sono-elektrodeposisi nanopartikel

Untuk sonoelectrodeposition (juga deposisi sonoeletrochemical, elektroplating sonokimia, atau elektrodeposisi sonokimia) dengan tujuan mensintesis nanopartikel, satu atau dua probe ultrasonik (sonotrodes atau tanduk) digunakan sebagai elektroda. Metode pengendapan sonoelektrokimia sangat efisien serta sederhana dan aman untuk dioperasikan, yang memungkinkan untuk mensintesis nanopartikel dan struktur nano dalam jumlah besar. Selain itu, deposisi sonoelektrokimia adalah proses yang diintensifkan, yang berarti sonikasi mempercepat proses elektrolisis sehingga reaksi dapat dijalankan dalam kondisi yang lebih berkhasiat.
Menerapkan ultrasound daya ke suspensi secara signifikan meningkatkan proses transfer massa karena streaming makroskopik dan gaya kavitasi interfacial mikroskopis. Pada elektroda ultrasonik (sono-elektroda), getaran ultrasonik dan kavitasi terus menerus menghilangkan produk reaksi dari permukaan elektroda. Dengan menghilangkan deposisi pasif, permukaan elektroda terus tersedia untuk sintesis partikel baru.
Kavitasi yang dihasilkan ultrasound mempromosikan pembentukan nanopartikel halus dan seragam yang didistribusikan secara homogen dalam fase cair.

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Elektrodeposisi ultrasonik adalah metode yang sangat efisien untuk produksi nanopartikel dan bahan berstruktur nano.

2x prosesor ultrasonik dengan probe, yang bertindak sebagai elektroda, yaitu katoda dan anoda. Getaran ultrasound dan kavitasi mempromosikan proses elektrokimia.

Video ini menggambarkan pengaruh positif ultrasonikasi elektroda langsung pada arus listrik. Ini menggunakan Hielscher UP100H (100 Watt, 30kHz) homogenizer ultrasonik dengan electro-chemistry-upgrade dan titanium electrode / sonotrode. Elektrolisis asam sulfat encer menghasilkan gas hidrogen dan gas oksigen. Ultrasonication mengurangi ketebalan lapisan difusi pada permukaan elektroda dan meningkatkan perpindahan massa selama elektrolisis.

Sono-Electro-Chemistry - Ilustrasi Pengaruh Ultrasonik pada Elektrolisis Batch

Elektrodeposisi Sonokimia dari

  • nanopartikel
  • nanopartikel inti-shell
  • Dukungan yang Dihiasi Nanopartikel
  • struktur nano
  • Nanokomposit
  • coating

Pengendapan Nanopartikel Sonoelektrokimia

Produksi sono-elektrokimia hidrogen pada katoda ultrasonik.Ketika medan ultrasonik diterapkan pada elektrolit cair, beragam fenomena kavitasi ultrasonik seperti streaming akustik dan pengaliran mikro, gelombang kejut, peningkatan transfer massa dari / ke elektroda dan pembersihan permukaan (penghapusan lapisan pasif) mempromosikan proses elektrodeposisi / elektroplating. Efek menguntungkan dari sonikasi pada elektrodeposisi / elektroplating sudah ditunjukkan untuk banyak nanopartikel, termasuk nanopartikel logam, nanopartikel semikonduktor, nanopartikel inti-cangkang dan nanopartikel yang didoping.
Nanopartikel mettalik yang dielektrodeposit secara sonokimia seperti Cr, Cu dan Fe menunjukkan peningkatan kekerasan yang signifikan, sementara Zn menunjukkan peningkatan ketahanan korosi.
Mastai et al. (1999) mensintesis nanopartikel CdSe melalui deposisi sonoelektrokimia. Penyesuaian berbagai elektrodeposisi dan parameter ultrasonik memungkinkan untuk memodifikasi ukuran kristal nanopartikel CdSe dari sinar-X amorf hingga 9 nm (fase sphalerite).

Ashassi-Sorkhabi dan Bagheri (2014) mendemonstrasikan keunggulan sintesis sono-elektrokimia polypyrrole (PPy) pada baja St-12 dalam media asam oksalat menggunakan teknik galvanostatik dengan kerapatan arus 4 mA/cm2. Aplikasi langsung ultrasound frekuensi rendah menggunakan ultrasonicator UP400S menyebabkan struktur permukaan polypyrrole yang lebih kompak dan lebih homogen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketahanan lapisan (Rcoat), ketahanan korosi (Rcorr), dan ketahanan Warburg dari sampel yang disiapkan secara ultrasonik lebih tinggi daripada polipyrrole yang disintesis secara non-ultrasonik. Gambar pemindaian mikroskop elektron memvisualisasikan efek positif ultrasonikasi selama elektrodeposisi pada morfologi partikel: Hasilnya mengungkapkan bahwa sintesis sonoelektrokimia menghasilkan lapisan polipyrrole yang sangat melekat dan halus. Membandingkan hasil sono-electro-deposition dengan electrodeposition konvensional, jelas bahwa pelapis yang disiapkan oleh metode sonoelectrochemistry memiliki ketahanan korosi yang lebih tinggi. Sonikasi sel elektrokimia menghasilkan peningkatan perpindahan massa dan aktivasi permukaan elektroda yang bekerja. Efek ini berkontribusi secara signifikan terhadap sintesis polypyrrole yang sangat efisien dan berkualitas tinggi.

Ultrasonically electrodeposit polypyrrole coating pada baja St-12.

Gambar SEM dari (a) PPy dan (b) lapisan polipyrrole endapan sonoelektrokimia (PPy-US) pada baja St-12 (pembesaran 7500×)
(studi dan gambar: © Ashassi-Sorkhabi dan Bagheri, 2014)

Deposisi sono-elektrokimia adalah metode yang sangat efisien untuk sintesis nanopartikel dan bahan berstruktur nano.

Elektrodeposisi sonokimia memungkinkan untuk menghasilkan nanopartikel, nanopartikel cangkang inti, dukungan berlapis nanopartikel, dan bahan berstruktur nano.
(gambar dan kajian: ©Islam dkk. 2019)

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Pengendapan Nanokomposit Sonoelektrokimia

Kombinasi ultrasonikasi dengan elektrodeposisi berkhasiat dan memungkinkan sintesis nanokomposit yang mudah.
Kharitonov et al. (2021) lapisan Cu–Sn–TiO2 nanokomposit yang disintesis dengan elektrodeposisi sonokimia dari penangas asam oksalat yang juga mengandung 4 g/dm3 TiO2 di bawah agitasi mekanis dan ultrasonik. Perawatan ultrasound dilakukan dengan ultrasonicator Hielscher UP200Ht pada frekuensi 26 kHz dan daya 32 W / dm3. Hasil menunjukkan bahwa agitasi ultrasonik mengurangi aglomerasi partikel TiO2 dan memungkinkan pengendapan nanokomposit Cu–Sn–TiO2 yang padat. Jika dibandingkan dengan agitasi mekanis konvensional, lapisan Cu–Sn–TiO2 yang disimpan di bawah sonikasi ditandai dengan homogenitas yang lebih tinggi dan permukaan yang lebih halus. Dalam nanokomposit sonikasi, sebagian besar partikel TiO2 tertanam ke dalam matriks Cu-Sn. Pengenalan agitasi ultrasound meningkatkan distribusi permukaan nanopartikel TiO2 dan menghambat agregasi.
Hal ini ditunjukkan bahwa lapisan Cu–Sn–TiO2 nanokomposit yang dibentuk oleh elektrodeposisi yang dibantu ultrasonik menunjukkan sifat antimikroba yang sangat baik terhadap bakteri E..

Elektrodeposisi sonokimia digunakan untuk menghasilkan nanomaterial seperti lapisan tembaga-timah-titanium dioksida (Cu–Sn–TiO2). Dalam penelitian ini, ultrasonicator Hielscher UP200Ht digunakan sebagai perangkat ultrasound.

Gambar SEM dari lapisan Cu–Sn–TiO2 yang diendapkan secara sono-elektrokimia pada kerapatan arus katodik 0,5 A/dm2 dan 1,0 A/dm2.
(studi dan gambar: © Kharitonov et al., 2021)

Elektroda ultrasonik meningkatkan efisiensi, hasil dan tingkat konversi proses elektrokimia.

Probe ultrasonik berfungsi sebagai elektroda. Gelombang ultrasound mempromosikan reaksi elektrokimia yang menghasilkan peningkatan efisiensi, hasil yang lebih tinggi, dan tingkat konversi yang lebih cepat.
Sonoelectrochemistry meningkatkan proses elektrodeposisi secara signifikan.

Peralatan Sonoelectrochemical Berkinerja Tinggi

Hielscher Ultrasonics memasok peralatan ultrasonik berkinerja tinggi untuk sono-elektrodeposisi / sonoelectroplating nanomaterial yang andal dan efisien. Rangkaian produk mencakup sistem ultrasound berdaya tinggi, sono-elektroda, reaktor, dan sel untuk aplikasi deposisi sono-elektrokimia Anda.

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang prosesor ultrasonik, aplikasi dan harga. Kami akan senang untuk mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Reaktor inline sonoelectrochemical dengan probe ultrasonik UIP2000hdT untuk elektrodaposisi nanopartikel

Probe ultrasonikator UIP2000hdT bertindak sebagai elektroda dalam pengaturan sonoelectrochemical untuk sintesis nanopartikel.

Video ini menggambarkan pengaruh positif ultrasonikasi elektroda langsung pada arus listrik dalam pengaturan electrolyzer H-Cell. Ini menggunakan Hielscher UP100H (100 Watt, 30kHz) homogenizer ultrasonik dengan electro-chemistry-upgrade dan titanium electrode / sonotrode. Elektrolisis asam sulfat encer menghasilkan gas hidrogen dan gas oksigen. Ultrasonication mengurangi ketebalan lapisan difusi pada permukaan elektroda dan meningkatkan perpindahan massa selama elektrolisis.

Sono-Electro-Chemistry - Ilustrasi Pengaruh Ultrasonication pada Elektrolisis Sel-H



Literatur/referensi


Ultrasonics kinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup spektrum penuh dari ultrasonicator laboratorium kompak di atas unit bench-top hingga sistem ultrasonik industri penuh.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.