ნანონაწილაკების სონო-ელექტროქიმიური სინთეზი
ნანონაწილაკების ულტრაბგერით ხელშეწყობილი ელექტროქიმიური სინთეზი არის მაღალი ხარისხის ნანონაწილაკების მასშტაბური წარმოების მაღალეფექტური და ეკონომიური გზა. სონო-ელექტროქიმიური სინთეზი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც სონოელექტროდაგროვება, საშუალებას იძლევა მომზადდეს სხვადასხვა მასალისა და ფორმის ნანოსტრუქტურები.
ნანონაწილაკების სონოელექტროქიმიური სინთეზი და სონოელექტროდაგროვება
სონოელექტროქიმიური სინთეზი ან სონოელექტროდაგროვება არის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება მეტალური ნანონაწილაკების წარმოებისთვის ელექტროდაგროვების პროცესში მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის გამოყენებით, რათა გაუმჯობესდეს კათოდის ზედაპირზე და მის გარშემო მდებარე ხსნარში მზარდი ნანონაწილაკების მასის გადატანა.
ნანონაწილაკების სონოელექტროქიმიური სინთეზის ან სონოელექტროდაგროვებისთვის, სონოქიმიის ეფექტები ელექტროდაგროვების პროცესთან ერთად გამოიყენება. ძლიერი ულტრაბგერითი ტალღების და შედეგად მიღებული აკუსტიკური კავიტაციის სონოელექტროქიმიური ეფექტები ქიმიურ რეაქციებზე განპირობებულია კავიტაციის ბუშტების კოლაფსის დროს და მათ გარშემო წარმოქმნილი უკიდურესად მაღალი ტემპერატურებით, წნევებით და მათი შესაბამისი სხვაობებით. სონოქიმიის ელექტროქიმიასთან შერწყმით, სონოელექტროქიმია გთავაზობთ გაერთიანებულ ეფექტებს, როგორიცაა მასის გადატანის გაუმჯობესება, ელექტროდების ზედაპირების გასუფთავება, ხსნარის დეგაზირება, ასევე რეაქციის სიჩქარის ზრდა. ყველაფრის გათვალისწინებით, სონოელექტროქიმიური ნანონაწილაკების სინთეზი (სონოელექტროდაგროვება) გამოირჩევა მაღალი ხარისხის ნანონაწილაკების მაღალი გამოსავლიანობით, რომლებიც შეიძლება მიღებულ იქნას მსუბუქ პირობებში სწრაფ და ეკონომიურ პროცესში. სონოელექტროქიმიისა და სონოელექტროდაგროვების პროცესის პარამეტრები საშუალებას იძლევა გავლენა მოხდეს ნაწილაკების ზომასა და მორფოლოგიაზე.
გაიგეთ მეტი ნანონაწილაკებისა და ნანოსტრუქტურული მასალების სონოელექტროქიმიური დაგროვების შესახებ!
გაიგეთ, თუ როგორ იძლევა სონოელექტროამოღება უფრო მაღალ გამოსავლიანობას და უფრო დაბალ პროცესის ხარჯებს!
- მაღალეფექტური
- გამოიყენება მრავალი მასალისა და სტრუქტურისთვის
- სწრაფი პროცესი
- “ერთი ჭურჭლის” პროცესი
- მსუბუქი პირობები
- იაფი
- უსაფრთხო და მარტივად მართვადი
როგორ მუშაობს სონოელექტროქიმიური სინთეზი / სონოელექტროდაგროვება?
სონოელექტროქიმიური ნანონაწილაკების სინთეზისთვის სონოელექტროდაგროვების სისტემის ძირითადი კონფიგურაცია საკმაოდ მარტივია. სონოელექტროდაგროვებისა და ელექტროდაგროვების კონფიგურაციებს შორის ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ სონოელექტროდაგროვების სისტემის ელექტროდ(ებ)ისთვის გამოიყენება ულტრაბგერითი პრობ(ებ)ი. ულტრაბგერითი პრობი ფუნქციონირებს, როგორც სამუშაო ელექტროდი მეტალური ნანონაწილაკების სინთეზისთვის. ულტრაბგერის ერთ-ერთი მთავარი მამოძრავებელი ეფექტი სონოელექტროდაგროვებაში არის გაზრდილი მასის გადატანა ელექტროდსა (კათოდსა და/ან ანოდს) და გარშემო მდებარე ხსნარს შორის.
რადგან სონოელექტროქიმიური სინთეზისა და სონოელექტროდაგროვების პროცესის პარამეტრები შეიძლება ზუსტად იყოს კონტროლირებადი და რეგულირებადი, შესაძლებელია კონტროლირებადი ზომისა და ფორმის ნანონაწილაკების სინთეზი. სონოელექტროქიმიური სინთეზი და სონოელექტროდაგროვება გამოიყენება მეტალური ნანონაწილაკებისა და ნანოსტრუქტურული კომპლექსების ფართო სპექტრისთვის.
სონოელექტროქიმიური ნანონაწილაკების სინთეზის უპირატესობები
პროფ. ისლამისა და პროფ. პოლეტის NTNU-ს სამეცნიერო ჯგუფი თავიანთ სამეცნიერო სტატიაში (2019) შეჯამებს ნანონაწილაკების სონოელექტროქიმიური წარმოების მთავარ უპირატესობებს შემდეგნაირად: “(i) მასის გადატანის მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება ელექტროდის სიახლოვეს, რითაც იცვლება ელექტროქიმიური რეაქციების სიჩქარე და ზოგჯერ მექანიზმი, (ii) ზედაპირული მორფოლოგიის ცვლილება კავიტაციის ჯეტების მეშვეობით ელექტროდ-ელექტროლიტის საზღვარზე, რაც ჩვეულებრივ იწვევს ზედაპირის ფართობის ზრდას და (iii) ელექტროდის დიფუზიის ფენის სისქის შემცირება და შესაბამისად, იონების დეპლეცია.” (Islam et al. 2019)
- მეტალური ნანონაწილაკები
- შენადნობისა და ნახევარგამტარის ნანოფხვნილები
- პოლიმერული ნანონაწილაკები
- ნანოკომპოზიტები
მაგალითად
- სპილენძის (Cu) ნანონაწილაკები (NPs)
- მაგნეტიტის (Fe3O4) ნანონაწილაკები
- ვოლფრამ-კობალტის (W-Co) შენადნობის ნანონაწილაკები
- თუთიის (Zn) ნანოკომპლექსები
- ოქროს (Au) ნანოღეროები
- ფერომაგნიტური Fe45Pt55 ნანონაწილაკები
- კადმიუმის ტელურიდის (CdTe) კვანტური წერტილები (QDs)
- ტყვიის ტელურიდის (PbTe) ნანოღეროები
- ფულერენის მსგავსი მოლიბდენის დისულფიდი (MoS2)
- პოლიანილინის (PA) ნანონაწილაკები
- პოლი(N-მეთილანილინი) (PNMA) გამტარი პოლიმერი
- პოლიპიროლი/მრავალკედლიანი ნახშირბადის ნანომილაკები (MWCNTs)/ქიტოზანის ნანოკომპოზიტები
მაღალეფექტური ელექტროქიმიური პრობები და რეაქტორები
Hielscher Ultrasonics არის თქვენი მრავალწლიანი გამოცდილების მქონე პარტნიორი მაღალეფექტური ულტრაბგერითი სისტემებისთვის სონოქიმიასა და სონოელექტროქიმიაში. ჩვენ ვამზადებთ და ვავრცელებთ თანამედროვე ულტრაბგერით პრობებსა და რეაქტორებს, რომლებიც მსოფლიოს მასშტაბით გამოიყენება მძიმე პირობებში მომუშავე აპლიკაციებისთვის. სონოელექტროქიმიისა და სონოელექტროდაგროვებისთვის, Hielscher-მა შეიმუშავა სპეციალური ულტრაბგერითი პრობები, რეაქტორები და იზოლატორები. ულტრაბგერითი პრობები მოქმედებს, როგორც კათოდი და/ან ანოდი, ხოლო ულტრაბგერითი რეაქტორის უჯრედები უზრუნველყოფენ ელექტროქიმიური რეაქციებისთვის ოპტიმალურ პირობებს. ულტრაბგერითი ელექტროდები და უჯრედები ხელმისაწვდომია გალვანური / ვოლტური და ელექტროლიზური სისტემებისთვის.
ზუსტად კონტროლირებადი ამპლიტუდები ოპტიმალური შედეგებისთვის
ყველა Hielscher-ის ულტრაბგერითი პროცესორი ზუსტად კონტროლირებადია და შესაბამისად, საიმედო “სამუშაო ცხენებია” R&D-სა და წარმოებაში. ამპლიტუდა არის ერთ-ერთი გადამწყვეტი პროცესის პარამეტრი, რომელიც გავლენას ახდენს სონოქიმიურად და სონომექანიკურად ინდუცირებული რეაქციების ეფექტურობასა და ხარისხზე. ყველა Hielscher Ultrasonics-ის პროცესორი საშუალებას იძლევა ზუსტად დააყენოთ ამპლიტუდა. Hielscher-ის სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორები შეუძლიათ მიიღონ ძალიან მაღალი ამპლიტუდები და უზრუნველყონ საჭირო ულტრაბგერითი ინტენსივობა მოთხოვნადი სონო-ელექტროქიმიური აპლიკაციებისთვის. 200µm-მდე ამპლიტუდები მარტივად შეიძლება უწყვეტად იყოს გამოყენებული 24/7 რეჟიმში.
ზუსტი ამპლიტუდის პარამეტრები და ულტრაბგერითი პროცესის პარამეტრების მუდმივი მონიტორინგი სმარტ პროგრამული უზრუნველყოფის მეშვეობით გაძლევთ შესაძლებლობას, ზუსტად იმოქმედოთ სონოელექტროქიმიურ რეაქციაზე. ყოველი ულტრაბგერითი დამუშავების ციკლის დროს, ყველა ულტრაბგერითი პარამეტრი ავტომატურად იწერება ჩაშენებულ SD-კარტაზე, რათა თითოეული ციკლი შეიძლება იქნას შეფასებული და კონტროლირებადი. ოპტიმალური ულტრაბგერითი დამუშავება ყველაზე ეფექტური სონოელექტროქიმიური რეაქციებისთვის!
ყველა მოწყობილობა შექმნილია 24/7/365 სრული დატვირთვით გამოსაყენებლად და მისი მდგრადობა და სანდოობა მას თქვენს ელექტროქიმიურ პროცესში “სამუშაო ცხენად” აქცევს. ეს Hielscher-ის ულტრაბგერით მოწყობილობას აქცევს საიმედო სამუშაო ინსტრუმენტად, რომელიც აკმაყოფილებს თქვენს სონოელექტროქიმიური პროცესის მოთხოვნებს.
უმაღლესი ხარისხი – შექმნილი და დამზადებული გერმანიაში
როგორც ოჯახური საკუთრებაში მყოფი და ოჯახური მართვის ბიზნესი, Hielscher პრიორიტეტს ანიჭებს ულტრაბგერითი პროცესორებისთვის უმაღლეს ხარისხის სტანდარტებს. ყველა ულტრაბგერითი აპარატი შექმნილია, დამზადებულია და დეტალურად ტესტირებულია ჩვენს შტაბ-ბინაში, ტელტოვში, ბერლინის მახლობლად, გერმანიაში. Hielscher-ის ულტრაბგერითი მოწყობილობის მდგრადობა და სანდოობა მას თქვენს წარმოებაში “სამუშაო ცხენად” აქცევს. 24/7 რეჟიმში სრული დატვირთვით და მოთხოვნად გარემოში მუშაობა Hielscher-ის მაღალეფექტური ულტრაბგერითი პრობებისა და რეაქტორების ბუნებრივი თვისებაა.
დაგვიკავშირდით ახლავე და მოგვითხარით თქვენს ელექტროქიმიური პროცესის მოთხოვნების შესახებ! ჩვენ დაგირჩევთ ყველაზე შესაფერის ულტრაბგერით ელექტროდებს და რეაქტორის კონფიგურაციას!
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით!
ულტრაბგერითი პროცესორების პრობები UIP2000hdT (2000 ვატი, 20kHz) მოქმედებენ, როგორც ელექტროდები ნანონაწილაკების სონოელექტროდაგროვებისთვის
ულტრაბგერითი აპარატის პრობი UIP2000hdT მოქმედებს, როგორც ელექტროდი სონოელექტროქიმიურ კონფიგურაციაში ნანონაწილაკების სინთეზისთვის.
ლიტერატურა / რეფერენსები
- 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.
მაღალეფექტური ულტრაბგერა! Hielscher-ის პროდუქციის სპექტრი მოიცავს სრულ დიაპაზონს კომპაქტური ლაბორატორიული ულტრაბგერითი აპარატიდან მაგიდის ზომის აპარატებამდე და სრულად სამრეწველო ულტრაბგერით სისტემებამდე.
