Hielscher Ultrasonics
Vi diskuterar gärna din process.
Ring oss: +49 3328 437-420
Maila oss: [email protected]

Sonokemisk reduktion av palladiumnanopartiklar

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.

Ultraljud produktion av palladium nanopartiklar

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.

Begäran om information



Ultrasonicator UIP2000hdT för kraftfull ultraljudsbehandling och optimal processkontroll

Industrial nanoparticle processing med ultraljudsmätaren 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

Proverna bereddes på följande sätt:
För proverna, blandningar av 30 ml EG och 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.

Analysen av de experimentella resultaten visar att:

    1. Den sonokemiska reduktionen av Pd (II) till Pd (0) beror på ultraljudsbehandling tid.
    2. Det höga PVP/Pd(II) molförhållandet leder till bildandet av monodispergerade palladiumpartiklar med en rundad form och en medeldiameter på cirka 5nm.
    3. Det låga PVP/Pd(II) molförhållandet innebär emellertid erhållande av aggregat palladiumnanopartiklar med en stor storleksfördelning centrerad vid 20nm.

Den sonokemiska vägen för att reducera palladium (II) joner Pd(II) till palladiumatomer Pd(0) kan antas vara följande:

  • (1) Water pyrolysis: H₂O → •OH+•H
  • (2) Radical formation: RH (Reducing agent) + •OH(•H) → •R + H₂O(H₂)
  • (3) Reduktion av joner: Pd(II) + reducerande radikaler (•H, •R) → Pd(0) + R•CHO + H+
  • (4) Partikelbildning: NPd(0) → Pdn

Resultat: Beroende på PVP/Pd(II)-förhållandet, dispergerad eller aggregerad PdN erhölls.

Monodispergerade och aggregerade Pd-nanopartiklar erhållna genom ultraljudsreduktion av 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

Analys och resultat

De UV-synliga absorptionsanalyserna bekräftar sambandet mellan den sonokemiska reduktionen av palladium(II)-joner till palladium(0)-atomer och retentionstiden i ultraljudsfältet. Reduktionen av palladium(II) joner till palladium(0) atomer fortskrider och kan uppnås helt med ökande ultraljudsbehandling. Mikrobilderna av transmissionselektronmikroskopi (TEM) visar att:

  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.
Partiklar i nanostorlek har framställts av Nemamcha et al. (2008) via sonokemisk reduktion av Pd(II) till Pd(0)

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

Sonokemi: Ultraljudsreduktion av palladium

Palladium (Pd) nanopartiklar kan framställas genom ultraljudsbehandling

Be om mer information

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!




 

Den här videon av UP100H ultraljudshomogenisator visar dess kompakta design och mångsidiga tillämpningar, såsom dispergering, homogenisering, blandning, avgasning eller emulgering.

Ultrasonicator UP100H (100 Watt) - Kompakt ultraljudshomogenisator

Miniatyr av video

 

Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

Litteratur/Referenser

Vi diskuterar gärna din process.