Hielscher Ultrasonics
Z przyjemnością omówimy Twój proces.
Zadzwoń do nas: +49 3328 437-420
Napisz do nas: [email protected]

Sonochemiczna redukcja nanocząstek palladu

Palladium (Pd) is well known for its catalytic properties and is also widely used in materials research, electronics manufacturing, medicine, hydrogen purification, and various chemical applications. Using a sonochemical route, the size and morphology of palladium particles can be controlled by adjusting the PVP/Pd ratio. This enables the ultrasonic synthesis of either very fine, monodisperse nanoparticles or larger palladium aggregates, allowing particle dimensions to be tailored for optimal catalytic performance.

Ultradźwiękowa produkcja nanocząstek palladu

Sonicator UP100H for sonochemical nanoparticle synthesisUltrasonic palladium nanoparticle reduction offers a fast, reagent-efficient route to Pd(0) nanoparticles by using acoustic cavitation to generate localized high-energy conditions and reducing radicals in solution, enabling palladium ions to be reduced without conventional high-temperature processing.
A key advantage is process control: sonication time and stabilizer concentration, such as the PVP/Pd ratio, can influence whether the product forms as well-dispersed, rounded nanoparticles around 5 nm or as larger aggregates around 20 nm, which is industrially relevant because palladium performance in catalysis depends strongly on particle size, morphology, dispersion, and surface area. Since palladium nanoparticles are widely valuable as heterogeneous catalysts, electrocatalysts, and functional materials, ultrasonic reduction is attractive for producing finely dispersed Pd catalysts under comparatively mild liquid-phase conditions, with potential benefits for chemical synthesis, environmental catalysis, fuel-cell technologies, and other processes where high catalytic activity and efficient noble-metal utilization are economically important.

Zapytanie o informacje



Ultradźwiękowiec UIP2000hdT do wydajnej sonikacji i optymalnej kontroli procesu

Industrial nanoparticle processing z sonikatorem UIP2000hdT

Nemamcha and Rehspringer (2008) have investigated the sonochemical production of dispersed and aggregated palladium nanoparticles. Therefore, a Pd(NO₃)₂ solution has been sonicated with the ultrasonic lab homogenizer UP100H in presence of ethylene glycol (EG) and polyvinylpyrrolidone (PVP).

Sample Preparation Procedure

Próbki zostały przygotowane w następujący sposób:
W przypadku próbek, mieszaniny 30 ml EG i 5-10-6mol of PVP were preprared by magnetic stirring for 15 min. For the different samples, different amount of Pd(NO₃)₂ solution, 1.5mL and 2mL, were added. The sample mixtures were prepared with the ratio of 2·10-3mol Pd(NO₃)₂ in sample (a) and 2.66·10-3mol Pd(NO₃)₂ in sample (b). Both mixtures were sonicated in a 20mL vial using a probe-type ultrasonicator. Samples were taken after sonication times of 30, 60, 90, 120, 150, and 180 min.

Analiza wyników eksperymentalnych pokazuje, że:

    1. Sonochemiczna redukcja Pd(II) do Pd(0) zależy od czasu sonikacji.
    2. Wysoki stosunek molowy PVP/Pd(II) prowadzi do powstawania monodyspersyjnych cząstek palladu o zaokrąglonym kształcie i średniej średnicy około 5 nm.
    3. Jednak niski stosunek molowy PVP/Pd(II) wiąże się z otrzymywaniem agregatów nanocząstek palladu o dużym rozkładzie wielkości wyśrodkowanym na 20nm.

Sonochemiczna droga redukcji jonów palladu (II) Pd(II) do atomów palladu Pd(0) można przyjąć następująco:

  • (1) Water pyrolysis: H₂O → •OH+•H
  • (2) Radical formation: RH (Reducing agent) + •OH(•H) → •R + H₂O(H₂)
  • (3) Redukcja jonów: Pd(II) + rodniki redukujące (-H, -R) → Pd(0) + R-CHO + H+
  • (4) Tworzenie się cząstek: NPd(0) → Pdn

Wynik: W zależności od stosunku PVP/Pd(II), zdyspergowany lub zagregowany PdN zostały uzyskane.

Monodyspersyjne i zagregowane nanocząstki Pd otrzymane przez ultradźwiękową redukcję Pd(II)

Sonochemical reduction of Palladium: sample a (left) contains a high amount of PVP, sample b (right) a low amount of PVP. Sonication time with UP100H: 180 min. Sample a shows mono dispersed Pd nano particles, sample b aggregated Pd nano particles.
Images and study: ©Nemamcha and Rehspringer, 2008

Analiza i wyniki

Analizy absorpcji UV-widocznej potwierdzają zależność między sonochemiczną redukcją jonów palladu (II) do atomów palladu (0) a czasem retencji w polu ultradźwiękowym. Redukcja jonów palladu (II) do atomów palladu (0) postępuje i może być całkowicie osiągnięta wraz ze wzrostem czasu sonikacji. Mikrografy transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) pokazują, że:

  1. When a high amount of PVP is added, the sonochemical reduction of palladium ions leads to the formation of monodispersed palladium particles with spherical shape and a mean diameter of approx. 5nm.
  2. The use of a small quantity of PVP involves the obtaining of aggregates palladium nanoparticles. The dynamic light scattering (DLS) measurements reveal that the palladium nanoparticles aggregates have a large size distribution centered at 20nm.
Nanocząstki zostały przygotowane przez Nemamcha et al. (2008) poprzez sonochemiczną redukcję Pd(II) do Pd(0)

The lab sonicator UP100H has been used for the preparation of palladium nano-particles.

Sonochemia: Ultradźwiękowa redukcja palladu

Nanocząstki palladu (Pd) mogą być przygotowane przez sonikację

Poproś o więcej informacji

Please use the form below to request additional information about sonicators for nanoparticle synthesis, application notes and prices. We will be glad to discuss your nanoparticle processing with you and to offer you the best sonicator fulfilling your needs!




 

Ten film przedstawiający homogenizator ultradźwiękowy UP100H pokazuje jego kompaktową konstrukcję i wszechstronne zastosowania, takie jak dyspergowanie, homogenizacja, mieszanie, odgazowywanie lub emulgowanie.

Ultrasonicator UP100H (100 W) - Kompaktowy homogenizator ultradźwiękowy

Miniatura wideo

 

Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość Made in Germany

Ultradźwięki Hielscher są dobrze znane z najwyższej jakości i standardów projektowych. Solidność i łatwa obsługa pozwalają na płynną integrację naszych ultradźwiękowców z obiektami przemysłowymi. Trudne warunki i wymagające środowiska są łatwo obsługiwane przez ultradźwięki Hielscher.

Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na wysokowydajne ultradźwięki z najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Literatura/Referencje

Z przyjemnością omówimy Twój proces.