Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Sintesi sono-elettrochimica delle nanoparticelle

La sintesi elettrochimica di nanoparticelle promossa ad ultrasuoni è una via altamente efficace ed economica per produrre nanoparticelle di alta qualità su larga scala. La sintesi elettrochimica sonoro, nota anche come sonoelettrodeposizione, permette di preparare nanostrutture di vari materiali e forme.

Sintesi sonoelettrochimica e sonoelettrodeposizione di nanoparticelle

La sintesi sonoelettrochimica o sonoelettrodeposizione è una tecnica utilizzata per produrre nanoparticelle metalliche applicando ultrasuoni ad alta potenza durante il processo di elettrodeposizione al fine di promuovere il trasferimento di massa delle nanoparticelle in crescita sulla superficie del catodo e la soluzione circostante.
Per la sintesi sonoelettrochimica o sonoelettrodeposizione di nanoparticelle, gli effetti della ecochimica sono combinati con il processo di elettrodeposizione. Gli effetti sonoelettrochimici delle potenti onde ultrasoniche e la conseguente cavitazione acustica sulle reazioni chimiche sono causati da temperature e pressioni molto elevate e dai loro rispettivi differenziali, che si sviluppano all'interno e intorno alle bolle di cavitazione che collassano. Combinando l'ecochimica con l'elettrochimica, la sonoelettrochimica offre effetti congiunti quali il miglioramento del trasferimento di massa, la pulizia superficiale delle superfici degli elettrodi, il degasaggio della soluzione e l'aumento della velocità di reazione. Nel complesso, la sintesi di nanoparticelle sonoelettrochimiche (sonoelettrodeposizione) eccelle per gli elevati rendimenti di nanoparticelle di alta qualità, che possono essere prodotte in condizioni miti in un processo rapido ed economico. I parametri di processo della sonoelettrochimica e della sonoelettrodeposizione permettono di influenzare la dimensione delle particelle e la morfologia.

Sonoelectrochemical system with electrically isolated ultrasonic probe as electrode for nanoparticle synthesis

Elettrodo sonoelettrochimico per la sintesi di nanoparticelle (sonoelettrodeposizione)

Vantaggi di Sonoelectochemical NP Synthesis

  • Altamente efficace
  • Applicabile a molti materiali e strutture
  • processo rapido
  • "Processo "Una pentola sola
  • condizioni lievi
  • economica
  • sicuro e facile da usare

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Come funziona la Sintesi Sonoelettrochimica / Sonoelettrodeposizione?

La configurazione di base di un sistema di sonoelettrodeposizione per la sintesi di nanoparticelle sonoelettrochimiche è abbastanza semplice. L'unica differenza tra un sistema di sonoelettrodeposizione e un sistema di elettrodeposizione è il fatto che per l'elettrodo o gli elettrodi del sistema di sonoelettrodeposizione vengono utilizzate sonde ad ultrasuoni. La sonda ad ultrasuoni funziona come elettrodo di lavoro per sintetizzare le nanoparticelle metalliche. Uno dei principali effetti trainanti degli ultrasuoni nel sonoelettrodeposizionamento è l'aumento del trasferimento di massa tra l'elettrodo (catodo e/o anodo) e la soluzione circostante.
Poiché i parametri di processo della sintesi sonoelettrochimica e della sonoelettrodeposizione possono essere controllati e regolati con precisione, è possibile sintetizzare nanoparticelle di dimensioni e forma controllate. La sintesi sonoelettrochimica e la sonoelettrodeposizione sono applicabili ad una vasta gamma di nanoparticelle metalliche e complessi nanostrutturati.

I vantaggi della sintesi delle nanoparticelle sonoelettrochimiche

Il gruppo di ricerca NTNU del Prof. Islam e del Prof. Pollet riprendono nel loro articolo di ricerca (2019) i principali vantaggi della produzione sonoelettrochimica di nanoparticelle come segue: "(i) un grande miglioramento nel trasporto di massa vicino all'elettrodo, alterando così la velocità, e a volte il meccanismo delle reazioni elettrochimiche, (ii) una modifica della morfologia superficiale attraverso getti di cavitazione all'interfaccia elettrodo-elettrolita, di solito causando un aumento della superficie e (iii) un assottigliamento dello spessore dello strato di diffusione dell'elettrodo e quindi l'esaurimento degli ioni". (Islam et al. 2019)

Esempi di nanoparticelle sintetizzate con successo via Sonoelectrochemical Route

  1. nanoparticelle metalliche
  2. nanopolveri in lega e semiconduttori
  3. nanoparticelle polimeriche
  4. nanocompositi

quali

  • nanoparticelle di rame (Cu) (NPs)
  • magnetite (Fe3O4) NP
  • Lega di tungsteno-cobalto (W-Co) NPs
  • zinco (Zn) nano-complessi
  • oro (Au) nanorods
  • ferromagnetico Fe45Pt55 NPs
  • tellururo di cadmio (CdTe) punti quantici (QD)
  • telluride di piombo (PbTe) nanorods
  • fullerene-come il bisolfuro di molibdeno (MoS2)
  • nanoparticelle di polianilina (PA)
  • polimero conduttore di poli(N-metilanilina) (PNMA)
  • polipirrolo/nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNTs)/nanocompositi di nitosano
Sonoelectrochemical synthesis of nanoparticles (electrodeposition)

Le sonde dei processori ad ultrasuoni UIP2000hdT (2000 watt, 20kHz) fungono da elettrodi per la sonoelettrodeposizione di nanoparticelle

Sonde e reattori elettrochimici ad alte prestazioni

Hielscher Ultrasonics è il vostro partner di lunga esperienza per sistemi ad ultrasuoni ad alte prestazioni in ecochimica e sonoelettrochimica. Produciamo e distribuiamo sonde e reattori a ultrasuoni all'avanguardia, utilizzati in tutto il mondo per applicazioni pesanti in ambienti difficili. Per il settore della sonoelettrochimica e della sonoelettrodeposizione, Hielscher ha sviluppato speciali sonde a ultrasuoni, reattori e isolatori. Le sonde ad ultrasuoni agiscono come catodo e/o anodo, mentre le celle del reattore ad ultrasuoni forniscono le condizioni ottimali per le reazioni elettrochimiche. Gli elettrodi e le celle ad ultrasuoni sono disponibili per sistemi galvanici/voltatici ed elettrolitici.

Ampiezze precisamente controllabili per risultati ottimali

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Tutti i processori ad ultrasuoni Hielscher sono controllabili con precisione e quindi affidabili cavalli di lavoro in R&D e produzione. L'ampiezza è uno dei parametri di processo cruciali che influenzano l'efficienza e l'efficacia delle reazioni indotte sonicamente e sonomeccanicamente. Tutti gli Ultrasonici Hielscher’ I processori permettono di impostare con precisione l'ampiezza. I processori industriali ad ultrasuoni di Hielscher sono in grado di fornire ampiezze molto elevate e di fornire l'intensità ultrasonica richiesta per le applicazioni sono-elettrochimiche più impegnative. Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente gestite in continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
L'impostazione precisa dell'ampiezza e il monitoraggio permanente dei parametri di processo a ultrasuoni tramite un software intelligente offrono la possibilità di influenzare con precisione la reazione sonoelettrochimica. Durante ogni esecuzione di sonicazione, tutti i parametri ultrasonici vengono automaticamente registrati su una scheda SD incorporata, in modo che ogni esecuzione possa essere valutata e controllata. Sonicazione ottimale per le reazioni sonoelettrochimiche più efficienti!
Tutte le apparecchiature sono costruite per l'uso 24/7/365 a pieno carico e la loro robustezza e affidabilità ne fanno il cavallo di battaglia nel vostro processo elettrochimico. Questo rende l'apparecchiatura ad ultrasuoni di Hielscher uno strumento di lavoro affidabile che soddisfa i vostri requisiti del processo sonoelettrochimico.

Massima qualità – Progettato e prodotto in Germania

In quanto azienda a conduzione familiare e a conduzione familiare, Hielscher dà la priorità ai più alti standard di qualità per i suoi processori a ultrasuoni. Tutti gli ultrasuoni sono progettati, prodotti e accuratamente testati nella nostra sede centrale di Teltow vicino a Berlino, Germania. La robustezza e l'affidabilità delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher ne fanno un cavallo di battaglia nella vostra produzione. Il funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, a pieno carico e in ambienti difficili è una caratteristica naturale delle sonde e dei reattori ad ultrasuoni ad alte prestazioni di Hielscher.

Contattateci subito e diteci quali sono le vostre esigenze di processo elettrochimico! Vi consiglieremo gli elettrodi a ultrasuoni più adatti e la configurazione del reattore!

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Sonoelectrochemical inline reactor with ultrasonic probe UIP2000hdT for the electrodeposition of nanoparticles

La sonda dell'ecografo UIP2000hdT agisce come elettrodo in una configurazione sonoelettrochimica per la sintesi di nanoparticelle.

Letteratura / Referenze



Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro, dal compatto ecografo da laboratorio alle unità da banco fino ai sistemi ad ultrasuoni completamente industriali.