Sonoelektrocheemesch Synthes vun Nanopartikelen
Duerch Ultraschall gefërdert elektrocheemesch Synthes vun Nanopartikelen ass e ganz wierksaamt a käschteneffizient Verfare fir héichwäerteg Nanopartikelen a groussem Moossstaf ze produzéieren. D’sonoelektrocheemesch Synthes, och als Sonoelektrodep sitioun bekannt, erméiglecht et, Nanostrukturen aus verschiddene Materialien a mat verschiddene Formen hierzestellen.
Sonoelektrocheemesch Synthes a Sonoelektrodep sitioun vun Nanopartikelen
D’sonoelektrocheemesch Synthes oder Sonoelektrodep sitioun ass eng Technik fir d’Produktioun vu metalleschen Nanopartikelen, bei där wärend dem Elektrodepositiounsprozess Héichleeschtungsultraschall agesat gëtt, fir de Stofftransport vun de wuessenden Nanopartikelen op der Kathodenuewerfläch an an der Léisung ronderëm ze fërderen.
Fir d’sonoelektrocheemesch Synthes oder Sonoelektrodep sitioun vun Nanopartikele ginn d’Effekter vun der Sonochemie mam Prozess vun der Elektrodepositioun kombinéiert. D’sonoelektrocheemesch Effekter vu staarken Ultraschallwellen an der doraus entstoender akustescher Kavitatioun op cheemesch Reaktioune ginn duerch ganz héich Temperaturen, Drécker an déi jeeweileg Temperatur- an Drockdifferenze verursaacht, déi an a ronderëm déi zesummefalend Kavitatiounsblosen entstinn. Duerch d’Kombinatioun vu Sonochemie an Elektrochemie bitt d’Sonoelektrochemie kombinéiert Effekter wéi e verbesserte Stofftransport, d’Botze vun den Elektrodenuewerflächen, d’Entgase vun der Léisung souwéi erhéicht Reaktiounsvitessen. Insgesamt zeechent sech d’sonoelektrocheemesch Nanopartikelsynthes (Sonoelektrodep sitioun) duerch héich Ausbeuten u qualitativ héichwäertegen Nanopartikelen aus, déi ënner mëlle Bedéngungen an engem séieren a käschteneffiziente Prozess produzéiert kënne ginn. D’Prozessparameter vun der Sonoelektrochemie an der Sonoelektrodep sitioun erlaben et, d’Partikelgréisst an d’Morphologie ze beaflossen.
Liest méi iwwer d’sonoelektrocheemesch Oflagerung vun Nanopartikelen an nanostrukturéierte Materialien!
Erfuert, wéi d’Sonoelektrogewënnung zu méi héijen Ausbeuten a méi niddrege Prozesskäschte féiert!
- Ganz wierksam
- Op vill Materialien a Strukturen uwennbar
- Séiere Prozess
- “Eendëppen”-Prozess
- Mëll Bedéngungen
- Käschtegënschteg
- Sécher an einfach ze bedéngen
Wéi funktionéiert d’Sonoelektrocheemesch Synthes / Sonoelektrodep sitioun?
De grondleeënden Opbau vun engem Sonoelektrodepositiounssystem fir d’sonoelektrocheemesch Nanopartikelsynthes ass zimmlech einfach. Deen eenzegen Ënnerscheed tëscht engem Sonoelektrodepositiounsopbau an engem Elektrodepositiounsopbau ass, datt fir d’Elektrod(en) vum Sonoelektrodepositiounssystem Ultraschallsond(en) agesat ginn. D’Ultraschallsond déngt als Aarbechtselektrod, fir metallesch Nanopartikelen ze synthetiséieren. Ee vun den Haapteffekter, duerch déi den Ultraschall d’Sonoelektrodep sitioun fërdert, ass de verstäerkte Stofftransport tëscht der Elektrod (Kathod an/oder Anod) an der Léisung ronderëm.
Well d’Prozessparameter vun der sonoelektrocheemescher Synthes an der Sonoelektrodep sitioun präzis gesteiert an ugepasst kënne ginn, kënne Nanopartikele mat kontrolléierter Gréisst a Form synthetiséiert ginn. D’sonoelektrocheemesch Synthes an d’Sonoelektrodep sitioun sinn op eng breet Palett vu metalleschen Nanopartikelen an nanostrukturéierte Komplexer uwennbar.
D’Virdeeler vun der sonoelektrocheemescher Nanopartikelsynthes
D’NTNU-Fuerschungsgrupp vum Prof. Islam a vum Prof. Pollet faasst an hirem Fuerschungsartikel (2019) d’Haaptvirdeeler vun der sonoelektrocheemescher Produktioun vun Nanopartikele follgendermoossen zesummen: “(i) eng staark Verbesserung vum Stofftransport no bei der Elektrod, wouduerch d’Vitess an heiansdo och de Mechanismus vun den elektrocheemesche Reaktioune verännert ginn, (ii) eng Ännerung vun der Uewerflächemorphologie duerch Kavitatiounsstralen un der Grenzfläch tëscht Elektrod an Elektrolyt, déi normalerweis eng Vergréisserung vun der Uewerfläch verursaacht, an (iii) eng Verréngerung vun der Déckt vun der Elektrodendiffusiounsschicht an doduerch eng Ioneveraarmung.” (Islam et al. 2019)
- metallesch Nanopartikelen
- Nanopolveren aus Legierungen an Hallefleederen
- polymer Nanopartikelen
- Nanokompositten
wéi
- Koffer-Nanopartikelen (Cu) (NPs)
- Magnetit-NPs (Fe3O4)
- NPs aus enger Wolfram-Kobalt-Legierung (W-Co)
- Zénk-Nanokomplexer (Zn)
- Gold-Nanostäbercher (Au)
- ferromagnéitesch Fe45Pt55 NPs
- Cadmiumtellurid-Quantepunkten (CdTe) (QDs)
- Bläitellurid-Nanostäbercher (PbTe)
- fullerenänlecht Molybdändisulfid (MoS2)
- Polyanilin-Nanopartikelen (PA)
- elektresch leetende Polymer Poly(N-Methylanilin) (PNMA)
- Nanokompositten aus Polypyrrol/méiwandege Kuelestoffnanoréiercher (MWCNTs)/Chitosan
Héichleeschtungselektrocheemesch Sonden a Reakteren
Hielscher Ultrasonics ass Äre Partner mat laangjäreger Erfarung fir Héichleeschtungsultraschallsystemer an der Sonochemie an der Sonoelektrochemie. Mir produzéieren a verdeelen Ultraschallsonden a Reakteren um modernste Stand vun der Technik, déi weltwäit fir Uwendunge mat héijer Belaaschtung an usprochsvollen Ëmfeld agesat ginn. Fir d’Sonoelektrochemie an d’Sonoelektrodep sitioun huet Hielscher speziell Ultraschallsonden, Reakteren an Isolatoren entwéckelt. D’Ultraschallsonden déngen als Kathod an/oder Anod, wärend d’Ultraschallreaktorzellen déi optimal Bedéngunge fir elektrocheemesch Reaktioune bidden. Ultraschallelektroden an -zelle si fir galvanesch / voltaesch souwéi fir elektrolytesch Systemer disponibel.
Präzis steierbar Amplitudë fir optimal Resultater
All Ultraschallprozessoren vun Hielscher si präzis steierbar an domat zouverlässeg Aarbechtsapparater an der Fuerschung an Entwécklung an an der Produktioun. D’Amplitud ass ee vun den entscheedende Prozessparameteren, déi d’Effizienz an d’Wierksamkeet vu sonocheemesch a sonomechanesch induzéierte Reaktioune beaflossen. All Pro –
Héchst Qualitéit – an Däitschland entwéckelt a produzéiert
Als Betrib am Familljebesëtz an ënner Familljeleedung gëtt Hielscher den héchste Qualitéitsnorme fir seng Ultraschallprozessoren d’Prioritéit. All Ultraschallapparater ginn an eisem Haaptsëtz zu Teltow bei Berlin an Däitschland entwéckelt, produzéiert a grëndlech getest. D’Robustheet an d’Zouverlässegkeet vun den Ultraschallapparater vun Hielscher maachen dës zu robuste Leeschtungsdréier an Ärer Produktioun. De 24/7-Betrib ënner voller Laascht an an usprochsvollen Ëmfeld ass eng selbstverständlech Eegenschaft vun den Héichleeschtungsultraschallsonden a Reaktere vun Hielscher.
Kontaktéiert eis elo an deelt eis d’Ufuerderunge vun Ärem elektrocheemesche Prozess mat! Mir recommandéieren Iech déi gëeegentst Ultraschallelektroden an dee gëeegentste Reaktoropbau!
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
D’Sonde vun den Ultraschallprozessoren UIP2000hdT (2000 Watt, 20kHz) déngen als Elektroden fir d’Sonoelektrodep sitioun vun Nanopartikelen
D’Sond vum Ultraschallapparat UIP2000hdT déngt als Elektrod an engem sonoelektrocheemeschen Opbau fir d’Nanopartikelsynthes.
Literatur / Referenzen
- 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.
Héichleeschtungsultraschall! D’Produktpalett vun Hielscher deckt de ganze Spektrum of, vum kompakten Ultraschallapparat fir de Labo iwwer Dëschapparater bis zu vollindustriellen Ultraschallsystemer.
