Sonoelektrokemijska sinteza nanodelcev

Elektrokemijska sinteza nanodelcev, pospešena z ultrazvokom, je zelo učinkovita in stroškovno ugodna pot za proizvodnjo visokokakovostnih nanodelcev v velikem obsegu. Sonoelektrokemijska sinteza, znana tudi kot sonoelektrodepozicija, omogoča pripravo nanostruktur iz različnih materialov in različnih oblik.

Sonoelektrokemijska sinteza in sonoelektrodepozicija nanodelcev

Sonoelektrokemijska sinteza ali sonoelektrodepozicija je tehnika za proizvodnjo kovinskih nanodelcev z uporabo ultrazvoka visoke moči med postopkom elektrodepozicije, da se pospeši prenos snovi rastočih nanodelcev na površini katode in v okoliški raztopini.
Pri sonoelektrokemijski sintezi ali sonoelektrodepoziciji nanodelcev se učinki sonokemije združijo s postopkom elektrodepozicije. Sonoelektrokemijske učinke močnih ultrazvočnih valov in posledične akustične kavitacije na kemijske reakcije povzročajo zelo visoke temperature, tlaki ter njihove razlike, ki nastajajo v sesedajočih se kavitacijskih mehurčkih in okoli njih. Z združevanjem sonokemije in elektrokemije sonoelektrokemija zagotavlja skupne učinke, kot so izboljšan prenos snovi, čiščenje površin elektrod, razplinjevanje raztopine in povečane hitrosti reakcij. Sonoelektrokemijska sinteza nanodelcev (sonoelektrodepozicija) se tako odlikuje po visokih izkoristkih visokokakovostnih nanodelcev, ki jih je mogoče proizvajati pri blagih pogojih s hitrim in stroškovno ugodnim postopkom. Procesni parametri sonoelektrokemije in sonoelektrodepozicije omogočajo vplivanje na velikost in morfologijo delcev.
Preberite več o sonoelektrokemijskem nanašanju nanodelcev in nanostrukturiranih materialov!
Spoznajte, kako pridobivanje kovin z elektrolizo ob uporabi ultrazvoka omogoča višje izkoristke in nižje stroške postopka!

Kako deluje sonoelektrokemijska sinteza / sonoelektrodepozicija?

Osnovna postavitev sistema za sonoelektrodepozicijo za sonoelektrokemijsko sintezo nanodelcev je precej preprosta. Edina razlika med postavitvijo za sonoelektrodepozicijo in postavitvijo za elektrodepozicijo je, da se za elektrodo oziroma elektrode sistema za sonoelektrodepozicijo uporabljajo ultrazvočna sonda oziroma sonde. Ultrazvočna sonda deluje kot delovna elektroda za sintezo kovinskih nanodelcev. Eden glavnih učinkov ultrazvoka, ki spodbujajo sonoelektrodepozicijo, je povečan prenos snovi med elektrodo (katodo in/ali anodo) ter okoliško raztopino.
Ker je procesne parametre sonoelektrokemijske sinteze in sonoelektrodepozicije mogoče natančno nadzorovati in prilagajati, je mogoče sintetizirati nanodelce z nadzorovano velikostjo in obliko. Sonoelektrokemijska sinteza in sonoelektrodepozicija sta uporabni za širok nabor kovinskih nanodelcev in nanostrukturiranih kompleksov.

Prednosti sonoelektrokemijske sinteze nanodelcev

Raziskovalna skupina profesorjev Islama in Polleta na NTNU v svojem raziskovalnem članku (2019) povzema glavne prednosti sonoelektrokemijske proizvodnje nanodelcev takole: »(i) znatno povečanje prenosa snovi v bližini elektrode, kar spremeni hitrost in včasih tudi mehanizem elektrokemijskih reakcij, (ii) sprememba morfologije površine zaradi kavitacijskih curkov na meji med elektrodo in elektrolitom, ki običajno povzroči povečanje površine, in (iii) zmanjšanje debeline difuzijske plasti elektrode ter posledično izčrpanje ionov.« (Islam et al. 2019)

Visokozmogljive elektrokemijske sonde in reaktorji

Hielscher Ultrasonics je vaš partner z dolgoletnimi izkušnjami na področju visokozmogljivih ultrazvočnih sistemov za sonokemijo in sonoelektrokemijo. Izdelujemo in distribuiramo najsodobnejše ultrazvočne sonde in reaktorje, ki se po vsem svetu uporabljajo za zahtevne aplikacije v zahtevnih okoljih. Za sonoelektrokemijo in sonoelektrodepozicijo je Hielscher razvil posebne ultrazvočne sonde, reaktorje in izolatorje. Ultrazvočne sonde delujejo kot katoda in/ali anoda, ultrazvočne reaktorske celice pa zagotavljajo optimalne pogoje za elektrokemijske reakcije. Ultrazvočne elektrode in celice so na voljo za galvanske / voltaične ter elektrolitske sisteme.

Natančno nastavljive amplitude za optimalne rezultate

Vse ultrazvočne procesorje Hielscher je mogoče natančno nadzorovati, zato so zanesljive delovne naprave v raziskavah in razvoju ter proizvodnji. Amplituda je eden ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in uspešnost sonokemijsko in sonomehansko sproženih reakcij. Vsi procesorji Hielscher Ultrasonics omogočajo natančno nastavitev amplitude. Industrijski ultrazvočni procesorji Hielscher lahko zagotavljajo zelo visoke amplitude in potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne sonoelektrokemijske aplikacije. Z amplitudami do 200µm lahko brez težav neprekinjeno delujejo v režimu 24/7.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov s pametno programsko opremo vam omogočajo natančno vplivanje na sonoelektrokemijsko reakcijo. Med vsakim ciklom sonikacije se vsi ultrazvočni parametri samodejno zapisujejo na vgrajeno kartico SD, tako da je mogoče vsak cikel ovrednotiti in nadzorovati. Optimalna sonikacija za najučinkovitejše sonoelektrokemijske reakcije!
Vsa oprema je izdelana za uporabo 24/7/365 pri polni obremenitvi, zaradi svoje robustnosti in zanesljivosti pa je vzdržljiva delovna naprava v vašem elektrokemijskem procesu. Zaradi tega je ultrazvočna oprema Hielscher zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje zahteve vašega sonoelektrokemijskega procesa.

Najvišja kakovost – zasnovano in izdelano v Nemčiji

Hielscher kot družinsko podjetje v družinski lasti in upravljanju daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vse ultrazvočne naprave so zasnovane, izdelane in temeljito preizkušene na našem sedežu v Teltowu blizu Berlina v Nemčiji. Zaradi robustnosti in zanesljivosti je ultrazvočna oprema Hielscher vzdržljiva delovna naprava v vaši proizvodnji. Delovanje 24/7 pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je samoumevna lastnost visokozmogljivih ultrazvočnih sond in reaktorjev Hielscher.

Stopite v stik z nami in nam povejte svoje zahteve glede elektrokemijskega procesa! Priporočili vam bomo najprimernejše ultrazvočne elektrode in postavitev reaktorja!