Sono-elektrochemische synthese van nanodeeltjes

De ultrasoon bevorderde elektrochemische synthese van nanodeeltjes is een zeer doeltreffende en kostenefficiënte methode om hoogwaardige nanodeeltjes op grote schaal te produceren. Sono-elektrochemische synthese, ook bekend als sono-elektrodepositie, maakt het mogelijk nanostructuren van verschillende materialen en met verschillende vormen te vervaardigen.

Sono-elektrochemische synthese en sono-elektrodepositie van nanodeeltjes

Sono-elektrochemische synthese of sono-elektrodepositie is een techniek voor de productie van metallische nanodeeltjes waarbij tijdens het elektrodepositieproces ultrasoon geluid met hoog vermogen wordt toegepast om de massaoverdracht van groeiende nanodeeltjes op het kathodeoppervlak en in de omringende oplossing te bevorderen.
Voor de sono-elektrochemische synthese of sono-elektrodepositie van nanodeeltjes worden de effecten van sonochemie gecombineerd met het elektrodepositieproces. De sono-elektrochemische effecten van krachtige ultrasone golven en de daaruit voortvloeiende akoestische cavitatie op chemische reacties worden veroorzaakt door zeer hoge temperaturen, drukken en de bijbehorende temperatuur- en drukverschillen, die in en rond de imploderende cavitatiebellen ontstaan. Door sonochemie met elektrochemie te combineren, biedt sono-elektrochemie gecombineerde effecten zoals verbeterde massaoverdracht, reiniging van de elektrodeoppervlakken, ontgassing van de oplossing en verhoogde reactiesnelheden. Alles bij elkaar onderscheidt de sono-elektrochemische synthese van nanodeeltjes (sono-elektrodepositie) zich door hoge opbrengsten aan hoogwaardige nanodeeltjes, die onder milde omstandigheden in een snel en kostenefficiënt proces kunnen worden geproduceerd. Met de procesparameters van sono-elektrochemie en sono-elektrodepositie kunnen de deeltjesgrootte en morfologie worden beïnvloed.
Lees meer over sono-elektrochemische depositie van nanodeeltjes en nanogestructureerde materialen!
Ontdek hoe sono-elektrowinning tot hogere opbrengsten en lagere proceskosten leidt!

Hoe werkt sono-elektrochemische synthese / sono-elektrodepositie?

De basisopstelling van een systeem voor sono-elektrodepositie voor de sono-elektrochemische synthese van nanodeeltjes is vrij eenvoudig. Het enige verschil tussen een opstelling voor sono-elektrodepositie en een opstelling voor elektrodepositie is dat voor de elektrode(n) van het systeem voor sono-elektrodepositie ultrasone sonde(n) worden gebruikt. De ultrasone sonde fungeert als werkelektrode voor de synthese van metallische nanodeeltjes. Een van de belangrijkste stimulerende effecten van ultrasoon geluid bij sono-elektrodepositie is de verhoogde massaoverdracht tussen de elektrode (kathode en/of anode) en de omringende oplossing.
Omdat de procesparameters van sono-elektrochemische synthese en sono-elektrodepositie nauwkeurig kunnen worden geregeld en aangepast, kunnen nanodeeltjes met een gecontroleerde grootte en vorm worden gesynthetiseerd. Sono-elektrochemische synthese en sono-elektrodepositie zijn toepasbaar op een breed scala aan metallische nanodeeltjes en nanogestructureerde complexen.

De voordelen van sono-elektrochemische synthese van nanodeeltjes

De NTNU-onderzoeksgroep van prof. Islam en prof. Pollet vat in haar onderzoeksartikel (2019) de belangrijkste voordelen van de sono-elektrochemische productie van nanodeeltjes als volgt samen: “(i) een sterke verbetering van het massatransport nabij de elektrode, waardoor de snelheid en soms het mechanisme van de elektrochemische reacties veranderen, (ii) een verandering van de oppervlaktemorfologie door cavitatiestralen op het grensvlak tussen elektrode en elektrolyt, wat doorgaans een vergroting van het oppervlak veroorzaakt, en (iii) een vermindering van de dikte van de diffusielaag van de elektrode en daardoor ionenuitputting.” (Islam et al. 2019)

Elektrochemische sondes en reactoren met hoge prestaties

Hielscher Ultrasonics is uw partner met jarenlange ervaring op het gebied van ultrasone systemen met hoge prestaties voor sonochemie en sono-elektrochemie. Wij produceren en distribueren geavanceerde ultrasone sondes en reactoren die wereldwijd worden gebruikt voor zware toepassingen in veeleisende omgevingen. Voor sono-elektrochemie en sono-elektrodepositie heeft Hielscher speciale ultrasone sondes, reactoren en isolatoren ontwikkeld. De ultrasone sondes fungeren als kathode en/of anode, terwijl de ultrasone reactorcellen de optimale omstandigheden voor elektrochemische reacties bieden. Ultrasone elektroden en cellen zijn beschikbaar voor zowel galvanische / voltaïsche als elektrolytische systemen.

Nauwkeurig regelbare amplitudes voor optimale resultaten

Alle ultrasone processoren van Hielscher zijn nauwkeurig regelbaar en daardoor betrouwbare werkpaarden voor onderzoek en ontwikkeling en productie. De amplitude is een van de cruciale procesparameters die de efficiëntie en doeltreffendheid van sonochemisch en sonomechanisch geïnduceerde reacties beïnvloeden. Bij alle processoren van Hielscher Ultrasonics kan de amplitude nauwkeurig worden ingesteld. De industriële ultrasone processoren van Hielscher kunnen zeer hoge amplitudes leveren en bieden de vereiste ultrasone intensiteit voor veeleisende sono-elektrochemische toepassingen. Amplitudes tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden toegepast tijdens 24/7-bedrijf.
Nauwkeurige amplitude-instellingen en de permanente bewaking van de ultrasone procesparameters via slimme software bieden u de mogelijkheid om de sono-elektrochemische reactie nauwkeurig te beïnvloeden. Tijdens elke sonicatie worden alle ultrasone parameters automatisch op een ingebouwde SD-kaart vastgelegd, zodat elke sonicatie kan worden geëvalueerd en gecontroleerd. Optimale sonicatie voor de efficiëntste sono-elektrochemische reacties!
Alle apparatuur is gebouwd voor 24/7/365-gebruik onder volledige belasting, en de robuustheid en betrouwbaarheid maken de apparatuur tot het werkpaard in uw elektrochemische proces. Dit maakt de ultrasone apparatuur van Hielscher tot een betrouwbaar hulpmiddel dat aan de eisen van uw sono-elektrochemische proces voldoet.

Hoogste kwaliteit – ontworpen en geproduceerd in Duitsland

Als familiebedrijf dat door de familie wordt geleid, geeft Hielscher prioriteit aan de hoogste kwaliteitsnormen voor zijn ultrasone processoren. Alle ultrasone apparaten worden ontworpen, geproduceerd en grondig getest op ons hoofdkantoor in Teltow bij Berlijn, Duitsland. De robuustheid en betrouwbaarheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maken deze tot een werkpaard in uw productie. 24/7-bedrijf onder volledige belasting en in veeleisende omgevingen is een vanzelfsprekende eigenschap van de ultrasone sondes en reactoren met hoge prestaties van Hielscher.

Neem nu contact met ons op en vertel ons over de eisen van uw elektrochemische proces! Wij adviseren u de meest geschikte ultrasone elektroden en reactoropstelling!