Sono-Elektrochemische synthese van nanodeeltjes

De ultrasonisch gestimuleerde elektrochemische synthese van nanodeeltjes is een zeer effectieve en kostenefficiënte manier om op grote schaal hoogkwalitatieve nanodeeltjes te produceren. De sono-elektrochemische synthese, ook wel bekend als sono-elektrodepositie, maakt het mogelijk om nanostructuren van verschillende materialen en vormen voor te bereiden.

Sonoelectrochemische synthese en Sonoelectrodepositie van nanodeeltjes

Sonoelectrochemische synthese of sonoelectrodepositie is een techniek die wordt gebruikt om metalen nanodeeltjes te produceren met behulp van ultrasoon geluid met een hoog vermogen tijdens het elektrodepositieproces om de massatransfer van groeiende nanodeeltjes op het kathodeoppervlak en de omringende oplossing te bevorderen.
Voor sonoelectrochemische synthese of sonoelectrodepositie van nanodeeltjes worden de effecten van sonochemie gecombineerd met het proces van elektrodepositie. De sonoelectrochemische effecten van krachtige ultrasone geluidsgolven en de daaruit voortvloeiende akoestische cavitatie op chemische reacties worden veroorzaakt door zeer hoge temperaturen, druk en hun respectievelijke verschillen, die zich ontwikkelen in en rond de instortende cavitatiebellen. Door het combineren van sonochemie met elektrochemie, biedt de sonoelectrochemie aangesloten effecten aan zoals verbetert massaoverdracht, oppervlaktereiniging van de elektrodeoppervlakken, ontgassing van de oplossing, evenals verhoogde reactiesnelheden. Alles bij elkaar blinkt de synthese van de sonoelectrochemische nanodeeltjes (sonoelectrodepositie) uit door een hoge opbrengst van hoogwaardige nanodeeltjes, die onder milde omstandigheden in een snel en kostenefficiënt proces kunnen worden geproduceerd. De procesparameters van de sonoelectrochemie en de sonoelectrodepositie maken het mogelijk om de deeltjesgrootte en de morfologie te beïnvloeden.
Lees meer over sono-elektrochemische depositie van nanodeeltjes en nanogestructureerde materialen!

Hoe werkt Sonoelectrochemische Synthese / Sonoelectrodepositie?

De basisopstelling van een sonoelectrodepositiesysteem voor de synthese van sonoelectrochemische nanodeeltjes is vrij eenvoudig. Het enige verschil tussen een sonoelectrodepositie-opstelling en een elektrodepositie-opstelling is het feit dat voor de elektrode(n) van het sonoelectrodepositiesysteem ultrasone sonde(n) worden gebruikt. De ultrasone sonde functioneert als een werkende elektrode om metalen nanodeeltjes te synthetiseren. Een van de belangrijkste drijfeffecten van ultrasoon geluid in sonoelectrodepositie is de verhoogde massaoverdracht tussen de elektrode (kathode en/of anode) en de omringende oplossing.
Aangezien de procesparameters van sonoelectrochemische synthese en sonoelectrodepositie nauwkeurig kunnen worden gecontroleerd en aangepast, kunnen nanodeeltjes van gecontroleerde grootte en vorm worden gesynthetiseerd. Sonoelectrochemische synthese en sonoelectrodepositie zijn toepasbaar op een breed scala van metalen nanodeeltjes en nanogestructureerde complexen.

De voordelen van de Sonoelectrochemische Nanopartikelsynthese

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 vergroting van het massatransport nabij 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, waardoor meestal een vergroting van het oppervlak optreedt en (iii) een verdunning van de dikte van de elektrode diffusielaag en daardoor ionendepletie." (Islam et al. 2019)

Hoogwaardige elektrochemische sondes en reactoren

Hielscher Ultrasonics is uw jarenlange ervaren partner voor hoogwaardige ultrasone systemen in de sonochemie en de sonoelectrochemie. Wij produceren en distribueren ultramoderne ultrasone sondes en reactoren, die wereldwijd worden gebruikt voor zware toepassingen in veeleisende omgevingen. Voor de sonoelectrochemie en sonoelectrodepositie heeft Hielscher speciale ultrasone sondes, reactoren en isolatoren ontwikkeld. De ultrasone sondes fungeren als kathode en/of anode, terwijl de ultrasone reactorcellen de optimale condities bieden voor elektrochemische reacties. Ultrasone elektroden en cellen zijn beschikbaar voor zowel galvanische / voltaïsche als elektrolytische systemen.

Precies beheersbare amplitudes voor optimale resultaten

Alle Hielscher ultrasoonprocessoren zijn nauwkeurig regelbaar en daarmee betrouwbaar werkpaard in R&D en productie. De amplitude is een van de cruciale procesparameters die de efficiëntie en effectiviteit van sonochemische en sonomechanische geïnduceerde reacties beïnvloeden. Alle Hielscher Ultrasonics’ processoren maken het mogelijk om de amplitude nauwkeurig in te stellen. Hielscher's industriële ultrasone processoren kunnen zeer hoge amplitudes leveren en de vereiste ultrasone intensiteit voor veeleisende sono-elektrochamische toepassingen. Amplituden tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden uitgevoerd in 24/7-bedrijf.
Nauwkeurige amplitude-instellingen en de permanente bewaking van de ultrasone procesparameters via slimme software geven u de mogelijkheid om de sonoelectrochemische reactie precies te beïnvloeden. Tijdens elke sonicatierun worden alle ultrasone parameters automatisch geregistreerd op een ingebouwde SD-kaart, zodat elke run kan worden geëvalueerd en gecontroleerd. Optimale sonicatie voor de meest efficiënte sonoelectrochemische reacties!
Alle apparatuur is gebouwd voor het 24/7/365 gebruik onder volle belasting en zijn robuustheid en betrouwbaarheid maken het het werkpaard in uw elektrochemisch proces. Dit maakt de ultrasone apparatuur van Hielscher tot een betrouwbaar werkinstrument dat voldoet aan de eisen van uw sonoelectrochemische proces.

Hoogste kwaliteit – Ontworpen en geproduceerd in Duitsland

Als familiebedrijf en familiebedrijf stelt Hielscher de hoogste kwaliteitseisen aan zijn ultrasone processoren. Alle ultrasone processoren worden ontworpen, gefabriceerd en grondig getest in ons hoofdkantoor in Teltow bij Berlijn, Duitsland. Robuustheid en betrouwbaarheid van Hielscher's ultrasoon apparatuur maken het een werkpaard in uw productie. 24 uur per dag, 7 dagen per week, onder volle belasting en in veeleisende omgevingen is een natuurlijk kenmerk van Hielscher's hoogwaardige ultrasone sondes en reactoren.

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