Sinteza sonoelektrokimike e nanogrimcave
Sinteza elektrokimike e nanogrimcave e nxitur nga ultratingujt është një rrugë shumë efikase dhe me kosto të ulët për prodhimin në shkallë të gjerë të nanogrimcave me cilësi të lartë. Sinteza sonoelektrokimike, e njohur edhe si sonoelektrodepozitim, mundëson përgatitjen e nanostrukturave nga materiale të ndryshme dhe me forma të ndryshme.
Sinteza sonoelektrokimike dhe sonoelektrodepozitimi i nanogrimcave
Sinteza sonoelektrokimike ose sonoelektrodepozitimi është një teknikë që përdoret për të prodhuar nanogrimca metalike duke zbatuar ultratinguj me fuqi të lartë gjatë procesit të elektrodepozitimit, me qëllim nxitjen e transferimit të masës së nanogrimcave në rritje në sipërfaqen e katodës dhe në tretësirën përreth.
Për sintezën sonoelektrokimike ose sonoelektrodepozitimin e nanogrimcave, efektet e sonokimisë kombinohen me procesin e elektrodepozitimit. Efektet sonoelektrokimike të valëve të fuqishme ultrasonike dhe të kavitacionit akustik që rezulton prej tyre mbi reaksionet kimike shkaktohen nga temperaturat dhe presionet shumë të larta, si dhe nga diferencat përkatëse të tyre, që krijohen brenda dhe përreth flluskave të kavitacionit gjatë kolapsit të tyre. Duke kombinuar sonokiminë me elektrokiminë, sonoelektrokimia ofron efekte të përbashkëta, si përmirësimi i transferimit të masës, pastrimi i sipërfaqeve të elektrodave, degazimi i tretësirës, si dhe rritja e shpejtësive të reaksioneve. Në tërësi, sinteza sonoelektrokimike e nanogrimcave (sonoelektrodepozitimi) dallohet për rendimente të larta të nanogrimcave me cilësi të lartë, të cilat mund të prodhohen në kushte të buta, në një proces të shpejtë dhe me kosto të ulët. Parametrat e procesit të sonoelektrokimisë dhe sonoelektrodepozitimit mundësojnë ndikimin mbi madhësinë dhe morfologjinë e grimcave.
Lexoni më shumë rreth depozitimit sonoelektrokimik të nanogrimcave dhe materialeve të nanostrukturuara!
Mësoni se si elektroekstraktimi i ndihmuar nga ultratingujt sjell rendimente më të larta dhe kosto më të ulëta të procesit!
- Shumë efikase
- E zbatueshme për shumë materiale dhe struktura
- Proces i shpejtë
- Proces në “një enë të vetme”
- Kushte të buta
- Me kosto të ulët
- E sigurt dhe e lehtë për t’u përdorur
Si funksionon sinteza sonoelektrokimike / sonoelektrodepozitimi?
Konfigurimi bazë i një sistemi sonoelektrodepozitimi për sintezën sonoelektrokimike të nanogrimcave është mjaft i thjeshtë. I vetmi ndryshim ndërmjet një konfigurimi sonoelektrodepozitimi dhe një konfigurimi elektrodepozitimi është fakti që si elektrodë ose elektroda të sistemit të sonoelektrodepozitimit përdoren një ose disa sonda ultrasonike. Sonda ultrasonike funksionon si elektrodë pune për të sintetizuar nanogrimca metalike. Një nga efektet kryesore nxitëse të ultratingujve në sonoelektrodepozitim është rritja e transferimit të masës ndërmjet elektrodës (katodës dhe/ose anodës) dhe tretësirës përreth.
Meqenëse parametrat e procesit të sintezës sonoelektrokimike dhe sonoelektrodepozitimit mund të kontrollohen dhe të rregullohen me saktësi, mund të sintetizohen nanogrimca me madhësi dhe formë të kontrolluar. Sinteza sonoelektrokimike dhe sonoelektrodepozitimi janë të zbatueshme për një gamë të gjerë nanogrimcash metalike dhe kompleksesh të nanostrukturuara.
Përparësitë e sintezës sonoelektrokimike të nanogrimcave
Grupi kërkimor i NTNU i Prof. Islam dhe Prof. Pollet i përmbledh në artikullin e tij kërkimor (2019) përparësitë kryesore të prodhimit sonoelektrokimik të nanogrimcave si më poshtë: “(i) një përmirësim i madh i transportit të masës pranë elektrodës, duke ndryshuar kështu shpejtësinë dhe, nganjëherë, mekanizmin e reaksioneve elektrokimike, (ii) një ndryshim i morfologjisë së sipërfaqes përmes rrymave të kavitacionit në ndërfaqen elektrodë–elektrolit, që zakonisht shkakton rritje të sipërfaqes dhe (iii) një zvogëlim i trashësisë së shtresës së difuzionit të elektrodës dhe, për rrjedhojë, varfërim në jone.” (Islam et al. 2019)
- nanogrimca metalike
- nanopluhura lidhjesh metalike dhe gjysmëpërçuesish
- nanogrimca polimerike
- nanokompozite
si për shembull
- nanogrimca (NPs) bakri (Cu)
- nanogrimca magnetiti (Fe3O4) (NPs)
- nanogrimca (NPs) të lidhjes volfram-kobalt (W-Co)
- nanokomplekse zinku (Zn)
- nanoshufra ari (Au)
- nanogrimca ferromagnetike Fe45Pt55 (NPs)
- pika kuantike (QDs) të teluridit të kadmiumit (CdTe)
- nanoshufra të teluridit të plumbit (PbTe)
- disulfid molibdeni i ngjashëm me fulerenin (MoS2)
- nanogrimca polianiline (PA)
- polimer përçues poli(N-metilanilinë) (PNMA)
- nanokompozite polipiroli/nanotubash karboni me shumë mure (MWCNTs)/kitozani
Sonda dhe reaktorë elektrokimikë me performancë të lartë
Hielscher Ultrasonics është partneri juaj me përvojë shumëvjeçare për sisteme ultrasonike me performancë të lartë në sonokimi dhe sonoelektrokimi. Ne prodhojmë dhe shpërndajmë sonda dhe reaktorë ultrasonikë të teknologjisë më të fundit, të cilët përdoren në mbarë botën për aplikime me ngarkesë të lartë në mjedise me kërkesa të larta. Për sonoelektrokiminë dhe sonoelektrodepozitimin, Hielscher ka zhvilluar sonda ultrasonike, reaktorë dhe izolatorë të posaçëm. Sondat ultrasonike veprojnë si katodë dhe/ose anodë, ndërsa qelizat e reaktorëve ultrasonikë sigurojnë kushtet optimale për reaksionet elektrokimike. Elektrodat dhe qelizat ultrasonike janë të disponueshme për sisteme galvanike / voltaike, si dhe për sisteme elektrolitike.
Amplituda të kontrollueshme me saktësi për rezultate optimale
Të gjithë procesorët ultrasonikë Hielscher mund të kontrollohen me saktësi dhe, për këtë arsye, janë pajisje pune të besueshme në kërkim dhe zhvillim dhe në prodhim. Amplituda është një nga parametrat kyç të procesit që ndikojnë në efikasitetin dhe efektshmërinë e reaksioneve të nxitura në mënyrë sonokimike dhe sonomekanike. Të gjithë procesorët e Hielscher Ultrasonics mundësojnë vendosjen e saktë të amplitudës. Procesorët ultrasonikë industrialë të Hielscher mund të ofrojnë amplituda shumë të larta dhe intensitetin ultrasonik të nevojshëm për aplikime sonoelektrokimike me kërkesa të larta. Amplituda deri në 200µm mund të mbahen lehtësisht dhe pa ndërprerje gjatë funksionimit 24/7.
Vendosja e saktë e amplitudës dhe monitorimi i vazhdueshëm i parametrave të procesit ultrasonik përmes softuerit inteligjent ju japin mundësinë të ndikoni me saktësi mbi reaksionin sonoelektrokimik. Gjatë çdo cikli trajtimi me ultratinguj, të gjithë parametrat ultrasonikë regjistrohen automatikisht në një kartë SD të integruar, në mënyrë që çdo cikël të mund të vlerësohet dhe kontrollohet. Trajtim optimal me ultratinguj për reaksione sonoelektrokimike me efikasitetin më të lartë!
Të gjitha pajisjet janë ndërtuar për përdorim 24/7/365 me ngarkesë të plotë dhe qëndrueshmëria e besueshmëria e tyre i bëjnë ato pajisje pune të palodhshme në procesin tuaj elektrokimik. Kjo i bën pajisjet ultrasonike të Hielscher mjete pune të besueshme që përmbushin kërkesat e procesit tuaj sonoelektrokimik.
Cilësia më e lartë – Projektuar dhe prodhuar në Gjermani
Si një biznes në pronësi dhe drejtim familjar, Hielscher u jep përparësi standardeve më të larta të cilësisë për procesorët e vet ultrasonikë. Të gjitha pajisjet ultrasonike projektohen, prodhohen dhe testohen me imtësi në selinë tonë në Teltow pranë Berlinit, Gjermani. Qëndrueshmëria dhe besueshmëria e pajisjeve ultrasonike të Hielscher i bëjnë ato pajisje pune të palodhshme në prodhimin tuaj. Funksionimi 24/7 me ngarkesë të plotë dhe në mjedise me kërkesa të larta është një karakteristikë e natyrshme e sondave dhe reaktorëve ultrasonikë me performancë të lartë të Hielscher.
Na kontaktoni tani dhe na tregoni për kërkesat e procesit tuaj elektrokimik! Ne do t’ju rekomandojmë elektrodat ultrasonike dhe konfigurimin e reaktorit më të përshtatshëm për ju!
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Sondat e procesorëve ultrasonikë UIP2000hdT (2000 vat, 20kHz) veprojnë si elektroda për sonoelektrodepozitimin e nanogrimcave
Sonda e pajisjes ultrasonike UIP2000hdT vepron si elektrodë në një konfigurim sonoelektrokimik për sintezën e nanogrimcave.
Literaturë / Referenca
- Cabrera L., Gutiérrez S., Herrasti P., Reyman D. (2010): Sonoelectrochemical synthesis of magnetite. Physics Procedia 3, 2010. 89-94.
- Md Hujjatul Islam, Michael T.Y. Paul, Odne S. Burheim, Bruno G.Pollet (2019): Recent developments in the sonoelectrochemical synthesis of nanomaterials. Ultrasonics Sonochemistry Volume 59, December 2019, 104711.
- Yurdal K.; Karahan İ.H. (2017): A Cyclic Voltammetry Study on Electrodeposition of Cu-Zn Alloy Films: Effect of Ultrasonication Time. Acta Physica Polonica Vol 132, 2017. 1087-1090.
- Mason, T.; Sáez Bernal, V. (2012): An Introduction to Sonoelectrochemistry In: Power Ultrasound in Electrochemistry: From Versatile Laboratory Tool to Engineering Solution. First Edition. Edited by Bruno G. Pollet. 2012 John Wiley & Sons, Ltd.
- Haas, I.: Gedanken A. (2008): Synthesis of metallic magnesium nanoparticles by sonoelectrochemistry. Chemical Communications 15(15), 2008. 1795-1798.
- Ashassi-Sorkhabi, H.; Bagheri R. (2014): Sonoelectrochemical and Electrochemical Synthesis of Polypyrrole Films on St-12 Steel and Their Corrosion and Morphological Studies. Advances in Polymer Technology Vol. 33, Issue 3; 2014.
- Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.
- Md H. Islam; Odne S. Burheim; Bruno G.Pollet (2019): Sonochemical and sonoelectrochemical production of hydrogen. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 51, March 2019. 533-555.
- Jayaraman Theerthagiri; Jagannathan Madhavan; Seung Jun Lee; Myong Yong Choi; Muthupandian Ashokkumar; Bruno G. Pollet (2020): Sonoelectrochemistry for energy and environmental applications. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 63, 2020.
- Bruno G. Pollet (2019): Does power ultrasound affect heterogeneous electron transfer kinetics? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 6-12.
- Sherif S. Rashwan, Ibrahim Dincer, Atef Mohany, Bruno G. Pollet (2019): The Sono-Hydro-Gen process (Ultrasound induced hydrogen production): Challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy, Volume 44, Issue 29, 2019, 14500-14526.
Ultratinguj me performancë të lartë! Gama e produkteve të Hielscher mbulon të gjithë spektrin, nga pajisja ultrasonike kompakte laboratorike, te njësitë për tavolinë pune e deri te sistemet ultrasonike plotësisht industriale.
