Sonoelektrokemisk syntes av nanopartiklar

Ultraljudsfrämjad elektrokemisk syntes av nanopartiklar är en mycket effektiv och kostnadseffektiv metod för att producera nanopartiklar av hög kvalitet i stor skala. Sonoelektrokemisk syntes, även känd som sonoelektrodeposition, gör det möjligt att framställa nanostrukturer av olika material och med olika former.

Sonoelektrokemisk syntes och sonoelektrodeposition av nanopartiklar

Sonoelektrokemisk syntes eller sonoelektrodeposition är en teknik som används för att producera metalliska nanopartiklar genom att applicera högeffektsultraljud under elektrodepositionsprocessen för att främja masstransporten av växande nanopartiklar på katodytan och i den omgivande lösningen.
Vid sonoelektrokemisk syntes eller sonoelektrodeposition av nanopartiklar kombineras sonokemins effekter med elektrodepositionsprocessen. De sonoelektrokemiska effekterna av kraftfulla ultraljudsvågor och den resulterande akustiska kavitationen på kemiska reaktioner orsakas av mycket höga temperaturer och tryck samt deras respektive skillnader, som uppstår i och omkring de kollapsande kavitationsbubblorna. Genom att kombinera sonokemi med elektrokemi ger sonoelektrokemi samverkande effekter såsom förbättrad masstransport, rengöring av elektrodytorna, avgasning av lösningen samt ökade reaktionshastigheter. Sammantaget utmärker sig sonoelektrokemisk nanopartikelsyntes (sonoelektrodeposition) genom höga utbyten av nanopartiklar av hög kvalitet, vilka kan produceras under milda betingelser i en snabb och kostnadseffektiv process. Processparametrarna för sonoelektrokemi och sonoelektrodeposition gör det möjligt att påverka partikelstorlek och morfologi.
Läs mer om sonoelektrokemisk deposition av nanopartiklar och nanostrukturerade material!
Läs om hur ultraljudsassisterad elektrolytisk metallutvinning ger högre utbyten och lägre processkostnader!

Hur fungerar sonoelektrokemisk syntes / sonoelektrodeposition?

Grunduppställningen för ett sonoelektrodepositionssystem för sonoelektrokemisk nanopartikelsyntes är ganska enkel. Den enda skillnaden mellan en sonoelektrodepositionsuppställning och en elektrodepositionsuppställning är att en eller flera ultraljudssonder används som elektroder i sonoelektrodepositionssystemet. Ultraljudssonden fungerar som arbetselektrod för att syntetisera metalliska nanopartiklar. En av ultraljudets huvudsakliga drivande effekter vid sonoelektrodeposition är den ökade masstransporten mellan elektroden (katoden och/eller anoden) och den omgivande lösningen.
Eftersom processparametrarna för sonoelektrokemisk syntes och sonoelektrodeposition kan styras och justeras exakt kan nanopartiklar med kontrollerad storlek och form syntetiseras. Sonoelektrokemisk syntes och sonoelektrodeposition kan tillämpas på ett brett spektrum av metalliska nanopartiklar och nanostrukturerade komplex.

Fördelarna med sonoelektrokemisk nanopartikelsyntes

Professor Islams och professor Pollets forskargrupp vid NTNU sammanfattar i sin forskningsartikel (2019) de huvudsakliga fördelarna med sonoelektrokemisk produktion av nanopartiklar enligt följande: ”(i) en kraftig förbättring av masstransporten nära elektroden, vilket förändrar hastigheten och ibland mekanismen för de elektrokemiska reaktionerna, (ii) en förändring av ytmorfologin genom kavitationsstrålar vid gränsytan mellan elektrod och elektrolyt, vilket vanligen leder till en ökning av ytarean och (iii) en minskning av tjockleken på elektrodens diffusionsskikt och därmed jonutarmning.” (Islam et al. 2019)

Högpresterande elektrokemiska sonder och reaktorer

Hielscher Ultrasonics är er partner med lång erfarenhet av högpresterande ultraljudssystem för sonokemi och sonoelektrokemi. Vi tillverkar och distribuerar toppmoderna ultraljudssonder och reaktorer som används över hela världen för krävande tillämpningar i utmanande miljöer. För sonoelektrokemi och sonoelektrodeposition har Hielscher utvecklat särskilda ultraljudssonder, reaktorer och isolatorer. Ultraljudssonderna fungerar som katod och/eller anod, medan ultraljudsreaktorcellerna ger optimala betingelser för elektrokemiska reaktioner. Ultraljudselektroder och celler finns för såväl galvaniska / voltaiska som elektrolytiska system.

Exakt styrbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielschers ultraljudsprocessorer kan styras exakt och är därmed pålitliga arbetshästar inom forskning och utveckling samt produktion. Amplituden är en av de avgörande processparametrar som påverkar effektiviteten och verkningsgraden hos sonokemiskt och sonomekaniskt inducerade reaktioner. Alla processorer från Hielscher Ultrasonics möjliggör exakt inställning av amplituden. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och den ultraljudsintensitet som krävs för krävande sonoelektrokemiska tillämpningar. Amplituder på upp till 200µm kan enkelt upprätthållas kontinuerligt vid 24/7-drift.
Exakta amplitudinställningar och ständig övervakning av ultraljudsprocessens parametrar via smart programvara ger er möjlighet att påverka den sonoelektrokemiska reaktionen exakt. Under varje ultraljudsbehandling registreras alla ultraljudsparametrar automatiskt på ett inbyggt SD-kort, så att varje körning kan utvärderas och kontrolleras. Optimal ultraljudsbehandling för de mest effektiva sonoelektrokemiska reaktionerna!
All utrustning är konstruerad för användning 24/7/365 under full belastning, och dess robusthet och tillförlitlighet gör den till arbetshästen i er elektrokemiska process. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller kraven i er sonoelektrokemiska process.

Högsta kvalitet – konstruerade och tillverkade i Tyskland

Som familjeägt och familjedrivet företag prioriterar Hielscher de högsta kvalitetsstandarderna för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater konstrueras, tillverkas och testas grundligt vid vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin i Tyskland. Robustheten och tillförlitligheten hos Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i er produktion. Drift dygnet runt under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande ultraljudssonder och reaktorer.

Kontakta oss nu och berätta om kraven i er elektrokemiska process! Vi rekommenderar de ultraljudselektroder och den reaktoruppställning som passar er bäst!