Соноелектрохемијска синтеза наночестица
Електрохемијска синтеза наночестица потпомогнута ултразвуком представља веома делотворан и економичан начин производње висококвалитетних наночестица у великим размерама. Соноелектрохемијска синтеза, позната и као соноелектродепозиција, омогућава добијање наноструктура различитих материјала и облика.
Соноелектрохемијска синтеза и соноелектродепозиција наночестица
Соноелектрохемијска синтеза или соноелектродепозиција је техника за производњу металних наночестица применом ултразвука велике снаге током процеса електродепозиције ради побољшања преноса масе растућих наночестица на површини катоде и у околном раствору.
При соноелектрохемијској синтези или соноелектродепозицији наночестица, ефекти сонохемије комбинују се са процесом електродепозиције. Соноелектрохемијски ефекти снажних ултразвучних таласа и настале акустичке кавитације на хемијске реакције узроковани су веома високим температурама, притисцима и њиховим одговарајућим разликама, који настају унутар и око кавитационих мехурића који колабирају. Комбиновањем сонохемије са електрохемијом, соноелектрохемија пружа здружене ефекте као што су побољшан пренос масе, чишћење површина електрода, дегазација раствора, као и повећање брзине реакција. Свеукупно, соноелектрохемијска синтеза наночестица (соноелектродепозиција) одликује се високим приносима висококвалитетних наночестица, које се могу произвести у благим условима, брзим и економичним процесом. Процесни параметри соноелектрохемије и соноелектродепозиције омогућавају утицај на величину и морфологију честица.
Прочитајте више о соноелектрохемијском таложењу наночестица и наноструктурираних материјала!
Сазнајте како електролитичко издвајање метала потпомогнуто ултразвуком доводи до већих приноса и нижих трошкова процеса!
- Веома делотворна
- Применљива на многе материјале и структуре
- Брз процес
- Процес „у једном суду“
- Благи услови
- Јефтина
- Безбедна и једноставна за рад
Како функционише соноелектрохемијска синтеза / соноелектродепозиција?
Основна поставка система за соноелектродепозицију за соноелектрохемијску синтезу наночестица прилично је једноставна. Једина разлика између поставке за соноелектродепозицију и поставке за електродепозицију јесте то што се као електрода или електроде система за соноелектродепозицију користе ултразвучне сонде. Ултразвучна сонда служи као радна електрода за синтезу металних наночестица. Један од главних покретачких ефеката ултразвука у соноелектродепозицији јесте повећан пренос масе између електроде (катоде и/или аноде) и околног раствора.
Пошто се процесни параметри соноелектрохемијске синтезе и соноелектродепозиције могу прецизно контролисати и подешавати, могуће је синтетисати наночестице контролисане величине и облика. Соноелектрохемијска синтеза и соноелектродепозиција применљиве су на широк спектар металних наночестица и наноструктурираних комплекса.
Предности соноелектрохемијске синтезе наночестица
Истраживачка група професора Ислама и професора Полета са NTNU у свом истраживачком чланку (2019) сумира главне предности соноелектрохемијске производње наночестица на следећи начин: „(i) знатно побољшање преноса масе у близини електроде, чиме се мења брзина, а понекад и механизам електрохемијских реакција, (ii) измена морфологије површине посредством кавитационих млазева на међуповршини електроде и електролита, што обично доводи до повећања површине и (iii) смањење дебљине дифузионог слоја електроде, а тиме и осиромашење јонима.“ (Islam et al. 2019)
- металне наночестице
- нанопрахови легура и полупроводника
- полимерне наночестице
- нанокомпозити
као што су
- наночестице (НЧ) бакра (Cu)
- наночестице магнетита (Fe3O4)
- наночестице легуре волфрама и кобалта (W-Co)
- нанокомплекси цинка (Zn)
- наноштапићи злата (Au)
- феромагнетне Fe45Pt55 наночестице
- квантне тачке (КТ) кадмијум-телурида (CdTe)
- наноштапићи олово-телурида (PbTe)
- молибден-дисулфид сличан фулерену (MoS2)
- наночестице полианилина (PA)
- проводни полимер поли(N-метиланилин) (PNMA)
- нанокомпозити полипирола/вишезидних угљеничних наноцеви (MWCNTs)/хитозана
Електрохемијске сонде и реактори високих перформанси
Hielscher Ultrasonics је ваш партнер са дугогодишњим искуством у области ултразвучних система високих перформанси за сонохемију и соноелектрохемију. Производимо и дистрибуирамо најсавременије ултразвучне сонде и реакторе, који се широм света користе за интензивне примене у захтевним окружењима. За соноелектрохемију и соноелектродепозицију, Hielscher је развио специјалне ултразвучне сонде, реакторе и изолаторе. Ултразвучне сонде служе као катода и/или анода, док ултразвучне реакторске ћелије обезбеђују оптималне услове за електрохемијске реакције. Ултразвучне електроде и ћелије доступне су за галванске / волтине, као и за електролитичке системе.
Прецизно подесиве амплитуде за оптималне резултате
Сви ултразвучни процесори Hielscher могу се прецизно контролисати и стога представљају поуздане уређаје за захтеван рад у истраживању и развоју и у производњи. Амплитуда је један од кључних процесних параметара који утичу на ефикасност и делотворност сонохемијски и сономеханички изазваних реакција. Сви процесори компаније Hielscher Ultrasonics омогућавају прецизно подешавање амплитуде. Индустријски ултразвучни процесори Hielscher могу да постигну веома високе амплитуде и обезбеде потребан интензитет ултразвука за захтевне соноелектрохемијске примене. Рад са амплитудама до 200µm лако се може непрекидно одржавати у режиму 24/7.
Прецизно подешавање амплитуде и стално праћење параметара ултразвучног процеса путем паметног софтвера омогућавају вам да прецизно утичете на соноелектрохемијску реакцију. Током сваког циклуса соникације, сви ултразвучни параметри аутоматски се бележе на уграђену SD картицу, тако да се сваки циклус може проценити и контролисати. Оптимална соникација за најефикасније соноелектрохемијске реакције!
Сва опрема је конструисана за употребу 24/7/365 под пуним оптерећењем, а њена робусност и поузданост чине је ослонцем за захтеван рад у вашем електрохемијском процесу. Тиме ултразвучна опрема Hielscher постаје поуздан радни алат који испуњава захтеве вашег соноелектрохемијског процеса.
Највиши квалитет – пројектовано и произведено у Немачкој
Као предузеће у породичном власништву и под породичним управљањем, Hielscher даје приоритет највишим стандардима квалитета својих ултразвучних процесора. Сви ултразвучни уређаји се пројектују, производе и темељно испитују у нашем седишту у Телтову код Берлина, у Немачкој. Робусност и поузданост ултразвучне опреме Hielscher чине је ослонцем за захтеван рад у вашој производњи. Рад у режиму 24/7 под пуним оптерећењем и у захтевним окружењима природна је одлика ултразвучних сонди и реактора високих перформанси компаније Hielscher.
Контактирајте нас сада и реците нам који су захтеви вашег електрохемијског процеса! Препоручићемо вам најпогодније ултразвучне електроде и поставку реактора!
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Сонде ултразвучних процесора UIP2000hdT (2000 вати, 20kHz) служе као електроде за соноелектродепозицију наночестица
Сонда ултразвучног уређаја UIP2000hdT служи као електрода у соноелектрохемијској поставци за синтезу наночестица.
Литература / Референце
- 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.
Ултразвук високих перформанси! Асортиман производа компаније Hielscher обухвата читав спектар од компактног лабораторијског ултразвучног уређаја, преко стоних уређаја, до ултразвучних система пуних индустријских размера.
