ナノ粒子のソノ-電気化学合成

ナノ粒子の超音波促進電気化学合成は、高い量子性ナノ粒子を大規模に生成するための非常に有効性とコスト効率の高いルートです。ソノ電気化学合成は、ソノ電極として知られており、様々な材料や形状のナノ構造を調製することができます。

ナノ粒子のソノ電気化学合成とソノ電極

超音波電気化学合成またはソノ電極化は、陰極表面および周囲の溶液上で成長するナノ粒子の大量移送を促進するために、電着プロセス中に高出力超音波を適用する金属ナノ粒子を生成するために使用される技術である。
ナノ粒子のソノ電気化学合成またはソノ電極化の場合、ソノケミストリーの効果は、電極のプロセスと組み合わされます。強力な超音波の音響電気化学的効果と化学反応に対する音響キャビテーションは、崩壊キャビテーション気泡の中とその周辺で発生する非常に高温、圧力、およびそれぞれの差動によって引き起こされます。ソノケミストリーと電気化学を組み合わせることで、ソノ電気化学は、物質移動、電極表面の表面洗浄、溶液の脱気、ならびに反応速度の向上などの結合された効果を提供する。一体、ソノ電気化学ナノ粒子合成(ソノ電極)は、高品質のナノ粒子の高収率によって優れており、迅速かつコスト効率の高いプロセスで穏やかな条件下で製造することができます。ソノ電気化学とソノ電極のプロセスパラメータは、粒子サイズと形態に影響を与えることを可能にします。

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

ナノ粒子合成用ソノ電気化学電極(ソノ電極)

ソノエレクトケミカルNP合成の利点

  • 高い効果
  • 多くの材料や構造に適用可能
  • 迅速なプロセス
  • 「1つのポット」プロセス
  • 温和な条件
  • 安価な
  • 安全で操作が簡単

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ソノ電気化学合成/ソノ電極の仕組み

ソノ電気化学ナノ粒子合成のためのソノ電極位置システムの基本的な設定は非常に簡単です。ソノ電極座のセットアップと電着の設定の唯一の違いは、超音波プローブのソノ電極システムの電極が使用されるという事実です。超音波プローブは、金属ナノ粒子を合成する作動電極として機能します。超音波の主な駆動効果の一つは、電極(陰極および/またはアノード)とその周辺溶液との間の質量移動の増加です。
ソノ電気化学合成とソノ電極のプロセスパラメータを精密に制御・調整することができるので、制御されたサイズと形状のナノ粒子を合成することができる。ソノ電気化学シンセシスとソノ電極位は、幅広い金属ナノ粒子およびナノ構造複合体に適用可能です。

ソノ電気化学ナノ粒子合成の利点

イスラーム教授とポレット教授のNTNU研究グループは、研究記事(2019年)で、ナノ粒子のソノ電気化学的生産の主な利点を次のように再開します。、通常、表面積の増加を引き起こし、(iii)電極拡散層の厚さ、したがってイオン枯渇の薄化を引き起こす。(イスラム教ら 2019年)

ソノ電気化学的経路を介したナノ粒子の合成に成功した例

  1. 金属ナノ粒子
  2. 合金および半導体ナノ粉末
  3. 高分子ナノ粒子
  4. ナノコンポジット

といった

  • 銅(Cu)ナノ粒子(NP)
  • マグネタイト(フェ3ザ・4) NP
  • タングステンコバルト(W-Co)合金NP
  • 亜鉛(Zn)ナノ錯体
  • 金 (Au) ナノロッド
  • 強磁性フェ45Pt55 Nps
  • カドミウムテルルライド(CdTe)量子ドット(QD)
  • 鉛テルライド (PbTe) ナノロッド
  • フラーレン様の二硫化モリブデン(MoS)2
  • ポリアニリン(PA)ナノ粒子
  • ポリ(N-メチルアニリン)(PNMA)伝導性ポリマー
  • ポリピロール/多層カーボンナノチューブ(MWCNT)/キトサンナノコンポジット
Sonoelectrochemical synthesis of nanoparticles (electrodeposition)

超音波プロセッサのプローブ UIP2000hdT (2000ワット、20kHz) ナノ粒子のソノ電極の電極として機能する

高性能電気化学プローブおよびリアクター

ヒールシャー超音波は、ソノケミストリーとソノ電気化学の高性能超音波システムのためのあなたの長年の経験豊富なパートナーです。我々は、厳しい環境での頑丈なアプリケーションのために世界的に使用されている最先端の超音波プローブ、原子炉を製造し、配布しています。ソノ電気化学とソノ電極の、ヒールシャーは、特別な超音波プローブ、原子炉や絶縁体を開発しました。超音波プローブはカソードおよび/またはアノードとして機能し、超音波反応器細胞は電気化学反応に最適な条件を提供します。超音波電極および細胞は、ガルバニック/ボルテージだけでなく、電解システムのために利用可能です。

最適な結果を得るための正確に制御可能な振幅

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.すべてのヒールシャー超音波プロセッサは、正確に制御可能であり、それによってRで信頼性の高い作業馬&Dと生産。振幅は、ソノ化学的およびソノメカニカルに誘発された反応の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは振幅の精密な設定を可能にする。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求のソノエレクトロカミカルアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。
精密振幅設定とスマートソフトウェアを介して超音波プロセスパラメータの恒久的な監視は、あなたのソノ電気化学反応に正確に影響を与える可能性を与えます。すべての超音波処理の実行中に、すべての超音波パラメータは、各実行が評価され、制御することができるように、内蔵のSDカードに自動的に記録されます。最も効率的なソノ電気化学反応のための最適な超音波処理!
すべての装置は全負荷の下で24/7/365の使用のために造られ、そしてその強さおよび信頼性はあなたの電気化学プロセスの仕事馬を作る。これにより、ヒールシャーの超音波装置は、あなたのソノ電気化学プロセスの要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

最高品質 – ドイツで設計・製造

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは超音波処理装置の最高品質基準を優先します。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、あなたの生産の作業馬になります。全負荷下での24時間365日の動作と厳しい環境では、ヒールシャーの高性能超音波プローブと反応器の自然な特性です。

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

超音波器のプローブ UIP2000hdT ナノ粒子合成のためのソノ電気化学セットアップで電極として機能します。

文献 / 参考文献



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

高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、完全工業用超音波システムにベンチトップユニット上のコンパクトラボ超音波装置から完全なスペクトルをカバーしています。