Palladium (PD) är välkänd för sina katalytiska funktioner men används också ofta i material forskning och produktion av elektronik, medicin, vätgasrening och andra kemiska tillämpningar. Via sonochemical rutt, mono spridda samt aggregerade Palladium Nano partiklar kan produceras.

Ultraljud produktion av Palladium nanopartiklar

Nemamcha och Rehspringer har undersökt den sonokemiska produktionen av spridda och aggregerade palladiumnanopartiklar. Därför bör en PD (NO₃)₂ lösning har varit sonicated med ultraljud Lab Homogenisatorer UP100H i närvaro av etylenglykol (t. ex.) och polyvinylpyrrolidon (PVP).

Förfarande

Proverna utarbetades enligt följande:
För proverna, blandningar av 30mL EG och 5 · 10^-6mol av PVP var preprared av magnetisk omrörning i 15 min. För de olika proverna har olika mängd PD (NO₃)₂ lösning, 1,5 mL och 2 ml, tillsattes. Prov blandningarna preparerades med förhållandet 2 · 10^-3mol PD (nej₃)₂ i prov (a) och 2,66 · 10^-3mol PD (nej₃)₂ i provet (b). Båda blandningar var sonicated i en 20mL injektions flaska med en sond-typ ultrasonicator. Proverna togs efter ultraljudsbehandling gånger av 30, 60, 90, 120, 150, och 180 min.

Analysen av experimentella resultat visar att:

1. den sonochemical minskningen av PD (II) i PD (0) beror på ultraljudsbehandling tid.

2. den höga PVP/PD (II) molar förhållandet leder till bildandet av monodispergerade Palladium partiklar med en rundad form och en genomsnittlig diameter på ca 5nm.

3. men den låga PVP/PD (II) molar förhållandet innebär erhållande av aggregat Palladium nanopartiklar med en stor storleks fördelning centrerad vid 20Nm.

Den sonochemical rutten av att minska palladium (II) joner PD (II) till Palladium atoms PD (0) kan antas vara följande:

• (1) vattenpyrolys: H₂O → • OH + • H
• (2) radikal formation: RH (reducerande medel) + • OH (• H) → • R + H₂O (H₂)
• (3) joner minskning: PD (II) + minska radikaler (• H, • R) → PD (0) + R • CHO + H +
• (4) partikel bildning: NPD (0) → PDN

–> Resultat: Beroende på förhållandet PVP/Pd(II), dispergerad eller aggregerad pd_N erhölls.

Sonochemical reduktion av Palladium: prov a (vänster) innehåller en hög mängd PVP, prov b (höger) en liten mängd PVP. Ultraljudsbehandling tid med UP100H: 180 min. prov en visar mono spridda PD Nano partiklar, prov b aggregerade PD nanopartiklar. [Nemamcha; Rehspringer 2008]

Analys och resultat

De UV-synliga absorptionsanalyserna bekräftar sambandet mellan sonochemical reduktion av Palladium (II) joner till Palladium (0) atomer och retentions tiden i Ultraljuds fältet. Minskningen av Palladium (II) joner till Palladium (0) atomer fortskrider och kan uppnås helt med ökande ultraljudsbehandling tid. Mikrograferna för transmissionens elektronmikroskopi (TEM) visar att:

1. 1. När en hög mängd PVP tillsätts, den sonochemical minskningen av Palladium joner leder till bildandet av monodispergerade Palladium partiklar med sfärisk form och en genomsnittlig diameter på ca. 5nm.
2. 2. användningen av en liten mängd PVP innebär erhållande av aggregat Palladium nanopartiklar. Den dynamiska ljus spridningen (DLS) visar att Palladium nanopartiklarna aggregat har en stor storleks fördelning centrerad på 20Nm.