Соноэлектрохимический синтез наночастиц

Электрохимический синтез наночастиц, интенсифицируемый ультразвуком, представляет собой высокоэффективный и экономичный способ производства высококачественных наночастиц в больших масштабах. Соноэлектрохимический синтез, также известный как соноэлектроосаждение, позволяет получать наноструктуры из различных материалов и различной формы.

Соноэлектрохимический синтез и соноэлектроосаждение наночастиц

Соноэлектрохимический синтез, или соноэлектроосаждение, представляет собой метод получения металлических наночастиц с применением ультразвука высокой мощности в процессе электроосаждения для усиления массопереноса растущих наночастиц на поверхности катода и в окружающем растворе.
При соноэлектрохимическом синтезе, или соноэлектроосаждении, наночастиц эффекты сонохимии сочетаются с процессом электроосаждения. Соноэлектрохимическое воздействие мощных ультразвуковых волн и возникающей акустической кавитации на химические реакции обусловлено очень высокими температурами, давлениями и их соответствующими перепадами, возникающими внутри и вокруг схлопывающихся кавитационных пузырьков. Объединяя сонохимию с электрохимией, соноэлектрохимия обеспечивает сочетание таких эффектов, как улучшение массопереноса, очистка поверхностей электродов, дегазация раствора, а также повышение скорости реакций. В совокупности эти эффекты обеспечивают высокие выходы высококачественных наночастиц при соноэлектрохимическом синтезе (соноэлектроосаждении), позволяя получать их в мягких условиях в ходе быстрого и экономичного процесса. Параметры процессов соноэлектрохимии и соноэлектроосаждения позволяют влиять на размер и морфологию частиц.
Узнайте больше о соноэлектрохимическом осаждении наночастиц и наноструктурированных материалов!
Узнайте, как электроэкстракция с применением ультразвука повышает выход и снижает затраты на процесс!

Как работает соноэлектрохимический синтез / соноэлектроосаждение?

Базовая конфигурация системы соноэлектроосаждения для соноэлектрохимического синтеза наночастиц довольно проста. Единственное отличие установки для соноэлектроосаждения от установки для электроосаждения заключается в том, что в качестве электрода или электродов системы соноэлектроосаждения используются один или несколько ультразвуковых зондов. Ультразвуковой зонд выполняет функцию рабочего электрода для синтеза металлических наночастиц. Одним из основных эффектов ультразвука, способствующих соноэлектроосаждению, является усиление массопереноса между электродом (катодом и/или анодом) и окружающим раствором.
Поскольку параметры процессов соноэлектрохимического синтеза и соноэлектроосаждения можно точно контролировать и регулировать, можно синтезировать наночастицы с контролируемыми размером и формой. Соноэлектрохимический синтез и соноэлектроосаждение применимы к широкому спектру металлических наночастиц и наноструктурированных комплексов.

Преимущества соноэлектрохимического синтеза наночастиц

Исследовательская группа NTNU под руководством профессоров Islam и Pollet в своей научной статье (2019) обобщает основные преимущества соноэлектрохимического получения наночастиц следующим образом: «(i) значительное усиление массопереноса вблизи электрода, изменяющее скорость, а иногда и механизм электрохимических реакций, (ii) изменение морфологии поверхности под действием кавитационных струй на границе раздела электрод–электролит, обычно вызывающее увеличение площади поверхности, и (iii) уменьшение толщины диффузионного слоя электрода и, следовательно, истощение ионов». (Islam et al. 2019)

Высокопроизводительные электрохимические зонды и реакторы

Hielscher Ultrasonics – ваш партнёр с многолетним опытом в области высокопроизводительных ультразвуковых систем для сонохимии и соноэлектрохимии. Мы производим и поставляем ультразвуковые зонды и реакторы, отвечающие современному уровню техники и используемые во всём мире для интенсивной эксплуатации в сложных условиях. Для соноэлектрохимии и соноэлектроосаждения Hielscher разработала специальные ультразвуковые зонды, реакторы и изоляторы. Ультразвуковые зонды служат катодом и/или анодом, а ячейки ультразвуковых реакторов обеспечивают оптимальные условия для электрохимических реакций. Ультразвуковые электроды и ячейки доступны как для гальванических / вольтаических, так и для электролитических систем.

Точная регулировка амплитуды для оптимальных результатов

Все ультразвуковые процессоры Hielscher допускают точную регулировку и поэтому служат надёжными рабочими инструментами в исследованиях, разработках и производстве. Амплитуда является одним из ключевых параметров процесса, влияющих на эффективность и результативность реакций, инициируемых сонохимическим и сономеханическим воздействием. Все процессоры Hielscher Ultrasonics позволяют точно задавать амплитуду. Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher могут обеспечивать очень высокие амплитуды и необходимую интенсивность ультразвука для сложных соноэлектрохимических применений. При амплитудах до 200µm легко обеспечивается непрерывная работа в режиме 24/7.
Точная настройка амплитуды и постоянный мониторинг параметров ультразвукового процесса с помощью интеллектуального программного обеспечения позволяют точно воздействовать на соноэлектрохимическую реакцию. Во время каждого цикла обработки ультразвуком все параметры ультразвука автоматически записываются на встроенную SD-карту, что позволяет оценивать и контролировать каждый цикл. Оптимальная обработка ультразвуком для наиболее эффективных соноэлектрохимических реакций!
Всё оборудование рассчитано на эксплуатацию в режиме 24/7/365 при полной нагрузке, а его прочность и надёжность делают его основным рабочим инструментом в вашем электрохимическом процессе. Благодаря этому ультразвуковое оборудование Hielscher является надёжным рабочим инструментом, отвечающим требованиям вашего соноэлектрохимического процесса.

Высочайшее качество – разработано и произведено в Германии

Как семейное предприятие, находящееся в семейном владении и управлении, Hielscher уделяет первостепенное внимание высочайшим стандартам качества своих ультразвуковых процессоров. Все ультразвуковые аппараты разрабатываются, производятся и тщательно испытываются в нашей штаб-квартире в Тельтове близ Берлина, Германия. Прочность и надёжность ультразвукового оборудования Hielscher делают его основным рабочим инструментом на вашем производстве. Работа в режиме 24/7 при полной нагрузке и в сложных условиях – естественная характеристика высокопроизводительных ультразвуковых зондов и реакторов Hielscher.

Свяжитесь с нами сейчас и расскажите о требованиях к вашему электрохимическому процессу! Мы порекомендуем вам наиболее подходящие ультразвуковые электроды и конфигурацию реактора!