Sono-elektrochemische synthese van nanodeeltjes

De ultrasoon gestimuleerde elektrochemische synthese van nanodeeltjes is een zeer efficiënte en kostenbesparende route om op grote schaal nanodeeltjes van hoge kwaliteit te produceren. De sono-elektrochemische synthese, ook bekend als sono-elektrodepositie, maakt het mogelijk om nanostructuren van verschillende materialen en vormen te bereiden.

Sono-elektrochemische synthese en sono-elektrodepositie van nanodeeltjes

Sono-elektrochemische synthese of sono-elektrodepositie is een techniek die wordt gebruikt om metallische nanodeeltjes te produceren waarbij ultrasoon geluid met een hoog vermogen wordt toegepast tijdens het elektrodepositieproces om de massaoverdracht van groeiende nanodeeltjes op het kathodeoppervlak en de omringende oplossing te bevorderen.
Voor sono-elektrochemische synthese of sono-elektrodepositie van nanodeeltjes worden de effecten van sonochemie gecombineerd met het proces van elektrodepositie. De sono-elektrochemische effecten van krachtige ultrasone geluidsgolven en de resulterende akoestische cavitatie op chemische reacties worden veroorzaakt door zeer hoge temperaturen, drukken en hun respectieve verschillen, die zich ontwikkelen in en rond de instortende cavitatiebellen. Door sonochemie te combineren met elektrochemie biedt sono-elektrochemie gecombineerde effecten zoals een betere massaoverdracht, oppervlaktereiniging van de elektrodeoppervlakken, ontgassing van de oplossing en een hogere reactiesnelheid. Alles bij elkaar blinkt sono-elektrochemische nanodeeltjes synthese (sono-elektrodepositie) uit door hoge opbrengsten van nanodeeltjes van hoge kwaliteit, die geproduceerd kunnen worden onder milde omstandigheden in een snel en kostenefficiënt proces. De procesparameters van sono-elektrochemie en sono-elektrodepositie maken het mogelijk om de deeltjesgrootte en morfologie te beïnvloeden.
Lees meer over sono-elektrochemische depositie van nanodeeltjes en nanogestructureerde materialen!

Hoe werkt sono-elektrochemische synthese / sono-elektrodepositie?

De basisopstelling van een sono-elektrodepositie systeem voor sono-elektrochemische nanodeeltjes synthese is vrij eenvoudig. Het enige verschil tussen een sono-elektrodepositie opstelling en een elektrodepositie opstelling is het feit dat voor de elektrode(n) van het sono-elektrodepositie systeem ultrasone sonde(s) worden gebruikt. De ultrasone sonde fungeert als werkelektrode om metallische nanodeeltjes te synthetiseren. Een van de belangrijkste stimulerende effecten van ultrageluid in sono-elektrodepositie is de verhoogde massaoverdracht tussen de elektrode (kathode en/of anode) en de omringende oplossing.
Aangezien de procesparameters van sono-elektrochemische synthese en sono-elektrodepositie nauwkeurig gecontroleerd en aangepast kunnen worden, kunnen nanodeeltjes van 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 resumeren in hun onderzoeksartikel (2019) de belangrijkste voordelen van de sono-elektrochemische productie van nanodeeltjes als volgt: "(i) een grote verbetering van het massatransport in de buurt van de elektrode, waardoor de snelheid en soms het mechanisme van de elektrochemische reacties verandert, (ii) een wijziging van de oppervlaktemorfologie door cavitatiestralen op het elektrode-elektrolyt grensvlak, wat meestal een toename van het oppervlak veroorzaakt en (iii) een verdunning van de dikte van de elektrode diffusielaag en daardoor ion depletie." (Islam et al. 2019)

Elektrochemische sondes en reactoren met hoge prestaties

Hielscher Ultrasonics is uw ervaren partner voor hoogwaardige ultrasone systemen in de sonochemie en sono-elektrochemie. Wij produceren en distribueren ultramoderne 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 bieden voor elektrochemische reacties. Ultrasone elektroden en cellen zijn verkrijgbaar voor zowel galvanische / voltaïsche als elektrolytische systemen.

Nauwkeurig regelbare amplitudes voor optimale resultaten

Alle Hielscher ultrasoonprocessoren zijn nauwkeurig regelbare en daardoor betrouwbare werkpaarden in R&D en productie. De amplitude is een van de cruciale procesparameters die de efficiëntie en effectiviteit van sonochemisch en sonomechanisch geïnduceerde reacties beïnvloeden. Alle Hielscher Ultrasone systemen’ processors kunnen de amplitude nauwkeurig worden ingesteld. De industriële ultrasoonprocessoren van Hielscher kunnen zeer hoge amplitudes leveren en de vereiste ultrasone intensiteit leveren voor veeleisende sono-elektrochamische toepassingen. Amplituden tot 200 µm kunnen gemakkelijk continu worden gebruikt in een 24/7 bedrijf.
Nauwkeurige amplitude-instellingen en de permanente bewaking van de ultrasone procesparameters via slimme software geven je de mogelijkheid om de sono-elektrochemische reactie nauwkeurig te beïnvloeden. Tijdens elke sonicatierun worden alle ultrasone parameters automatisch opgeslagen op een ingebouwde SD-kaart, zodat elke run kan worden geëvalueerd en gecontroleerd. Optimale sonicatie voor de meest efficiënte sono-elektrochemische reacties!
Alle apparatuur is gebouwd voor 24/7/365 gebruik onder volledige belasting en de robuustheid en betrouwbaarheid maken het tot het werkpaard in uw elektrochemische proces. Dit maakt Hielscher's ultrasoonapparatuur tot een betrouwbaar werkinstrument dat voldoet aan uw eisen voor sono-elektrochemische processen.

Hoogste kwaliteit – Ontworpen en geproduceerd in Duitsland

Als familiebedrijf geeft Hielscher de hoogste kwaliteitsnormen voor zijn ultrasoonprocessoren. Alle ultrasoonapparaten worden ontworpen, geproduceerd en grondig getest in ons hoofdkantoor in Teltow bij Berlijn, Duitsland. De robuustheid en betrouwbaarheid van Hielscher's ultrasoonapparatuur maken het tot een werkpaard in uw productie. 24/7 werking onder volle belasting en in veeleisende omgevingen is een natuurlijke eigenschap van Hielscher's hoogwaardige ultrasoonsondes en reactoren.

Neem nu contact met ons op en vertel ons over uw vereisten voor elektrochemische processen! Wij zullen u de meest geschikte ultrasone elektroden en reactoropstelling aanbevelen!