Síntese Sono-Eletroquímica de Nanopartículas

A síntese eletroquímica ultrasonicamente promovida das nanopartículas é uma rota altamente eficaz e econômica para produzir nanopartículas de alta qulaidade em grande escala. A síntese sono-eletroquímica, também conhecida como sonoeleição, permite preparar nanoestruturas de vários materiais e formas.

Síntese Sonoeletrônica e Sonoeição de Nanopartículas

A síntese sonoetroquímica ou sonoeposição é uma técnica usada para produzir nanopartículas metálicas que aplicam ultrassom de alta potência durante o processo de eletrodeposição, a fim de promover a transferência em massa de nanopartículas em crescimento na superfície do cátodo e na solução circundante.
Para a síntese sonoeletrônica ou sonoeição de nanopartículas, os efeitos da sonoquímica são combinados com o processo de eletrodeposição. Os efeitos sonoelétricos de poderosas ondas de ultrassom e a cavitação acústica resultante em reações químicas são causados por temperaturas muito altas, pressões e seus respectivos diferenciais, que se desenvolvem dentro e ao redor das bolhas de cavitação em colapso. Ao combinar sonoquímica com eletroquímica, a sonoeletristria oferece efeitos associados, como melhora a transferência de massa, limpeza superficial das superfícies do eletrodo, desgaseamento da solução, bem como aumento das taxas de reação. Ao todo, a síntese de nanopartículas sonoetroquímicas (sonoeletrínsa) se destaca por altos rendimentos de nanopartículas de alta qualidade, que podem ser produzidas sob condições leves em um processo rápido e econômico. Os parâmetros de processo da sonoeletristria e sonoeletroideposição permitem influenciar o tamanho das partículas e a morfologia.

Como funciona a síntese sonoeletrônica/ sonoeleição?

A configuração básica de um sistema de sonoeleição para síntese de nanopartículas sonoelétrica é bastante simples. A única diferença entre uma configuração de sonoeleição e uma configuração de eletrodeposição é o fato de que para os eletrodos(s) do sistema de sonoeleição, as sondas ultrassônicas são usadas. A sonda ultrassônica funciona como eletrodo de trabalho para sintetizar nanopartículas metálicas. Um dos principais efeitos de condução do ultrassom na sonoeletrista é o aumento da transferência de massa entre o eletrodo (cátodo e/ou ânodo) e a solução circundante.
Uma vez que os parâmetros de processo da síntese sonoetroquímica e da sonoeletrose podem ser precisamente controlados e ajustados, nanopartículas de tamanho e forma controladas podem ser sintetizadas. A síntese sonoetroquímica e a sonoeletroideposição são aplicáveis a uma ampla gama de nanopartículas metálicas e complexos nanoestruturados.

As vantagens da síntese de nanopartículas sonoelétricas

O grupo de pesquisa NTNU do Prof. Islam e Prof. Pollet retomam em seu artigo de pesquisa (2019) as principais vantagens da produção sonoetroquímica de nanopartículas como a seguir: "(i) um grande aprimoramento no transporte de massa perto do eletrodo, alterando assim a taxa, e às vezes o mecanismo das reações eletroquímicas, (ii) uma modificação da morfologia superficial através de jatos de cavitação na interface eletrodo-eletrotrólitos , geralmente causando um aumento da área da superfície e (iii) um afinamento da espessura da camada de difusão do eletrodo e, portanto, esgotamento da ion." (Islam et al. 2019)

Sondas eletroquímicas e reatores de alto desempenho

Hielscher Ultrasonics é seu parceiro experiente de longa data para sistemas ultrassônicos de alto desempenho em sonoquímica e sonoeletrônica. Fabricamos e distribuímos sondas ultrassônicas de última geração e reatores, que são usados em todo o mundo para aplicações pesadas em ambientes exigentes. Para sonoeletristria e sonoeletrônica, Hielscher desenvolveu sondas ultrassônicas especiais, reatores e isoladores,. As sondas ultrassônicas atuam como cátodo e/ou ânodo, enquanto as células do reator ultrassônico fornecem as condições ideais para reações eletroquímicas. Eletrodos e células ultrassônicas estão disponíveis para sistemas galvânicos/voltaicos, bem como eletrolíticos.

Amplitudes controláveis precisas para resultados ótimos

Todos os processadores ultrassônicos Hielscher são precisamente controláveis e, portanto, cavalos de trabalho confiáveis em R&D e produção. A amplitude é um dos parâmetros de processo cruciais que influenciam a eficiência e eficácia das reações sonoraquimicamente e sonomecanicamente induzidas. Todos os Ultrassônicos Hielscher’ os processadores permitem a configuração precisa da amplitude. Os processadores ultrassônicos industriais da Hielscher podem fornecer amplitudes muito altas e fornecer a intensidade ultrassônica necessária para aplicações sono-eletrocrâmicas exigentes. Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7.
Configurações de amplitude precisas e o monitoramento permanente dos parâmetros do processo ultrassônico via software inteligente dão-lhe a possibilidade de influenciar a reação sonoeletrônica com precisão. Durante cada execução de sônica, todos os parâmetros ultrassônicos são automaticamente registrados em um cartão SD embutido, para que cada execução possa ser avaliada e controlada. Sonicação ideal para as reações sonoeletrônicas mais eficientes!
Todos os equipamentos são construídos para o uso 24/7/365 sob carga total e sua robustez e confiabilidade fazem dele o cavalo de trabalho em seu processo eletroquímico. Isso faz do equipamento ultrassônico da Hielscher uma ferramenta de trabalho confiável que preenche seus requisitos de processo sonoeletrônico.

Alta Qualidade – Projetado e fabricado na Alemanha

Como um negócio familiar e familiar, a Hielscher prioriza os mais altos padrões de qualidade para seus processadores ultrassônicos. Todos os ultrassonicadores são projetados, fabricados e completamente testados em nossa sede em Teltow, perto de Berlim, Alemanha. Robustez e confiabilidade do equipamento ultrassônico de Hielscher fazem dele um cavalo de trabalho em sua produção. A operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes exigentes, é uma característica natural das sondas e reatores ultrassônicos de alto desempenho da Hielscher.

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