Hielscher Ultrasonics
Radi prediskutujeme váš proces.
Zavolajte nám: +49 3328 437-420
Napíšte nám: [email protected]

Sonochemická redukcia nanočastíc paládia

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.

Ultrazvuková výroba nanočastíc paládia

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.

Žiadosť o informácie



Ultrazvuk UIP2000hdT pre výkonnú sonikáciu a optimálne riadenie procesu

Industrial nanoparticle processing so sonikátorom 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

Vzorky boli pripravené nasledovne:
Pre vzorky zmesi 30 ml EG a 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.

Analýza experimentálnych výsledkov ukazuje, že:

    1. Sonochemická redukcia Pd(II) na Pd(0) závisí od času sonikácie.
    2. Vysoký molárny pomer PVP/Pd(II) vedie k tvorbe monodispergovaných častíc paládia so zaobleným tvarom a stredným priemerom asi 5 nm.
    3. Nízky molárny pomer PVP/Pd(II) však zahŕňa získanie agregátov nanočastíc paládia s veľkou distribúciou veľkosti so stredom na 20 nm.

Sonochemická cesta redukcie iónov paládia (II) Pd(II) na atómy paládia Pd(0) možno predpokladať, že sú tieto:

  • (1) Water pyrolysis: H₂O → •OH+•H
  • (2) Radical formation: RH (Reducing agent) + •OH(•H) → •R + H₂O(H₂)
  • (3) Redukcia iónov: Pd(II) + redukčné radikály (•H, •R) → Pd(0) + R•CHO + H+
  • (4) Tvorba častíc: NPd(0) → Pdn

Výsledok: V závislosti od pomeru PVP/Pd(II) rozptýlené alebo agregované PdN boli získané.

Monodispergované a agregované nanočastice Pd získané ultrazvukovou redukciou 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

Analýza a výsledky

Absorpčné analýzy viditeľného UV žiarenia potvrdzujú vzťah medzi sonochemickou redukciou iónov paládia(II) na atómy paládia(0) a retenčným časom v ultrazvukovom poli. Redukcia iónov paládia(II) na atómy paládia(0) postupuje a dá sa úplne dosiahnuť predĺžením času sonikácie. Mikrosnímky transmisnej elektrónovej mikroskopie (TEM) ukazujú, že:

  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.
Nanočastice boli pripravené Nemamcha et al. (2008) prostredníctvom sonochemickej redukcie Pd(II) na Pd(0)

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

Sonochémia: Ultrazvuková redukcia paládia

Nano častice paládia (Pd) je možné pripraviť sonikáciou

Požiadajte o ďalšie informácie

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!




 

Toto video ultrazvukového homogenizátora UP100H ukazuje jeho kompaktný dizajn a všestranné aplikácie, ako je dispergácia, homogenizácia, miešanie, odplyňovanie alebo emulgácia.

Ultrazvuk UP100H (100 wattov) - kompaktný ultrazvukový homogenizátor

Miniatúra videa

 

Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku

Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.

Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

Literatúra/Referencie

Radi prediskutujeme váš proces.