การสังเคราะห์อนุภาคนาโนด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์
การสังเคราะห์อนุภาคนาโนด้วยเคมีไฟฟ้าที่เสริมด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่มีประสิทธิผลสูงและคุ้มค่าต้นทุนในการผลิตอนุภาคนาโนคุณภาพสูงในปริมาณมาก การสังเคราะห์ด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ หรือที่เรียกว่าการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ ช่วยให้สามารถเตรียมโครงสร้างนาโนจากวัสดุหลากหลายชนิดและในรูปทรงต่าง ๆ ได้
การสังเคราะห์และการสะสมอนุภาคนาโนด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์
การสังเคราะห์ด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ หรือการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ เป็นเทคนิคที่ใช้ผลิตอนุภาคนาโนโลหะ โดยใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงระหว่างกระบวนการสะสมด้วยไฟฟ้า เพื่อส่งเสริมการถ่ายเทมวลของอนุภาคนาโนที่กำลังเติบโตบนพื้นผิวแคโทดและในสารละลายโดยรอบ
ในการสังเคราะห์หรือการสะสมอนุภาคนาโนด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ จะนำผลของโซโนเคมีมาผสานกับกระบวนการสะสมด้วยไฟฟ้า ผลทางเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ที่คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงและคาวิเทชันทางเสียงที่เกิดขึ้นส่งผลต่อปฏิกิริยาเคมีนั้น เกิดจากอุณหภูมิและความดันที่สูงมาก รวมถึงความแตกต่างของอุณหภูมิและความดันเหล่านั้น ซึ่งเกิดขึ้นภายในและรอบฟองคาวิเทชันที่กำลังยุบตัว การผสานโซโนเคมีกับเคมีไฟฟ้าทำให้เคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ให้ผลร่วมกัน ได้แก่ การถ่ายเทมวลที่ดีขึ้น การทำความสะอาดพื้นผิวอิเล็กโทรด การไล่ก๊าซออกจากสารละลาย และอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้น โดยรวมแล้ว การสังเคราะห์อนุภาคนาโนด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ (การสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์) มีจุดเด่นในการให้ผลผลิตอนุภาคนาโนคุณภาพสูงในปริมาณสูง ซึ่งสามารถผลิตได้ภายใต้สภาวะไม่รุนแรงด้วยกระบวนการที่รวดเร็วและคุ้มค่าต้นทุน พารามิเตอร์ของกระบวนการเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์และการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ช่วยให้สามารถปรับขนาดและสัณฐานวิทยาของอนุภาคได้
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสะสมอนุภาคนาโนและวัสดุที่มีโครงสร้างนาโนด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์!
เรียนรู้ว่าการสกัดโลหะด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มผลผลิตและลดต้นทุนกระบวนการได้อย่างไร!
- มีประสิทธิผลสูง
- ใช้ได้กับวัสดุและโครงสร้างหลายชนิด
- กระบวนการรวดเร็ว
- กระบวนการแบบ “ภาชนะเดียว”
- สภาวะไม่รุนแรง
- ต้นทุนต่ำ
- ปลอดภัยและใช้งานง่าย
การสังเคราะห์ด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ / การสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ทำงานอย่างไร?
การจัดระบบพื้นฐานสำหรับการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์เพื่อสังเคราะห์อนุภาคนาโนด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์นั้นค่อนข้างเรียบง่าย ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่างการจัดระบบการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์และการจัดระบบการสะสมด้วยไฟฟ้าคือ ระบบการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ใช้โพรบอัลตราซาวนด์เป็นอิเล็กโทรด โพรบอัลตราซาวนด์ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดทำงานเพื่อสังเคราะห์อนุภาคนาโนโลหะ ผลหลักประการหนึ่งของอัลตราซาวนด์ที่ช่วยขับเคลื่อนการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์คือ การเพิ่มการถ่ายเทมวลระหว่างอิเล็กโทรด (แคโทดและ/หรือแอโนด) กับสารละลายโดยรอบ
เนื่องจากสามารถควบคุมและปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์และการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ได้อย่างแม่นยำ จึงสามารถสังเคราะห์อนุภาคนาโนที่มีขนาดและรูปทรงตามที่ควบคุมไว้ได้ การสังเคราะห์ด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์และการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์สามารถใช้กับอนุภาคนาโนโลหะและสารเชิงซ้อนที่มีโครงสร้างนาโนได้หลากหลายชนิด
ข้อดีของการสังเคราะห์อนุภาคนาโนด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์
กลุ่มวิจัยของศาสตราจารย์ Islam และศาสตราจารย์ Pollet แห่ง NTNU สรุปข้อดีหลักของการผลิตอนุภาคนาโนด้วยเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ไว้ในบทความวิจัย (2019) ดังนี้: “(i) การเพิ่มการขนส่งมวลบริเวณใกล้อิเล็กโทรดอย่างมาก ซึ่งทำให้อัตราและในบางครั้งกลไกของปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไป (ii) การปรับเปลี่ยนสัณฐานวิทยาของพื้นผิวด้วยลำพุ่งจากคาวิเทชันที่รอยต่อระหว่างอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งโดยทั่วไปทำให้พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น และ (iii) การลดความหนาของชั้นแพร่ที่อิเล็กโทรด และส่งผลให้เกิดการพร่องของไอออน” (Islam et al. 2019)
- อนุภาคนาโนโลหะ
- ผงนาโนของโลหะผสมและสารกึ่งตัวนำ
- อนุภาคนาโนพอลิเมอร์
- วัสดุเชิงประกอบนาโน
เช่น
- อนุภาคนาโน (NPs) ของทองแดง (Cu)
- อนุภาคนาโนของแมกนีไทต์ (Fe3O4) NPs
- อนุภาคนาโน (NPs) ของโลหะผสมทังสเตน–โคบอลต์ (W-Co)
- สารเชิงซ้อนนาโนของสังกะสี (Zn)
- แท่งนาโนของทองคำ (Au)
- อนุภาคนาโนเฟอร์โรแมกเนติก Fe45Pt55 NPs
- จุดควอนตัม (QDs) ของแคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe)
- แท่งนาโนของตะกั่วเทลลูไรด์ (PbTe)
- โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ที่มีลักษณะคล้ายฟูลเลอรีน (MoS2)
- อนุภาคนาโนของ polyaniline (PA)
- พอลิเมอร์นำไฟฟ้า poly(N-methylaniline) (PNMA)
- วัสดุเชิงประกอบนาโนของ polypyrrole/ท่อนาโนคาร์บอนหลายผนัง (MWCNTs)/ไคโตซาน
โพรบและเครื่องปฏิกรณ์เคมีไฟฟ้าสมรรถนะสูง
Hielscher Ultrasonics เป็นพันธมิตรของคุณที่มีประสบการณ์ยาวนานด้านระบบอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับโซโนเคมีและเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ เราผลิตและจัดจำหน่ายโพรบและเครื่องปฏิกรณ์อัลตราซาวนด์ที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัย ซึ่งใช้งานทั่วโลกสำหรับงานหนักในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดสูง สำหรับเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์และการสะสมด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ Hielscher ได้พัฒนาโพรบอัลตราซาวนด์ เครื่องปฏิกรณ์ และฉนวนแบบพิเศษ โพรบอัลตราซาวนด์ทำหน้าที่เป็นแคโทดและ/หรือแอโนด ส่วนเซลล์เครื่องปฏิกรณ์อัลตราซาวนด์ให้สภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า อิเล็กโทรดและเซลล์อัลตราซาวนด์มีให้เลือกสำหรับทั้งระบบกัลวานิก / โวลตาอิกและระบบอิเล็กโทรลิติก
แอมพลิจูดที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำเพื่อผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุด
เครื่องประมวลผลอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ทุกเครื่องสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ จึงเป็นอุปกรณ์หลักที่ทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในการวิจัยและพัฒนาและการผลิต แอมพลิจูดเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญของกระบวนการที่มีผลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของปฏิกิริยาที่เหนี่ยวนำด้วยผลทางโซโนเคมีและผลทางกลจากอัลตราซาวนด์ เครื่องประมวลผลของ Hielscher Ultrasonics ทุกเครื่องช่วยให้ตั้งค่าแอมพลิจูดได้อย่างแม่นยำ เครื่องประมวลผลอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมของ Hielscher สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากและให้ความเข้มอัลตราซาวนด์ตามที่จำเป็นสำหรับงานเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ที่มีข้อกำหนดสูง สามารถทำงานอย่างต่อเนื่องที่แอมพลิจูดสูงถึง 200µm ได้อย่างง่ายดายในการใช้งานแบบ 24/7
การตั้งค่าแอมพลิจูดอย่างแม่นยำและการติดตามพารามิเตอร์ของกระบวนการอัลตราซาวนด์อย่างต่อเนื่องผ่านซอฟต์แวร์อัจฉริยะช่วยให้คุณปรับปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ได้อย่างแม่นยำ ระหว่างการใช้อัลตราซาวนด์แต่ละครั้ง พารามิเตอร์อัลตราซาวนด์ทั้งหมดจะถูกบันทึกลงในการ์ด SD ที่ติดตั้งในเครื่องโดยอัตโนมัติ เพื่อให้สามารถประเมินและควบคุมการทำงานแต่ละครั้งได้ การใช้อัลตราซาวนด์อย่างเหมาะสมที่สุดเพื่อปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด!
อุปกรณ์ทุกชิ้นสร้างขึ้นเพื่อใช้งานแบบ 24/7/365 ภายใต้โหลดเต็ม และความทนทานกับความเชื่อถือได้ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์หลักที่รองรับงานในกระบวนการเคมีไฟฟ้าของคุณ คุณสมบัตินี้ทำให้อุปกรณ์อัลตราซาวนด์ของ Hielscher เป็นเครื่องมือทำงานที่เชื่อถือได้และตอบสนองข้อกำหนดของกระบวนการเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์ของคุณ
คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและผลิตในประเทศเยอรมนี
ในฐานะธุรกิจที่ครอบครัวเป็นเจ้าของและบริหาร Hielscher ให้ความสำคัญกับมาตรฐานคุณภาพสูงสุดสำหรับเครื่องประมวลผลอัลตราซาวนด์ เครื่องอัลตราซาวนด์ทุกเครื่องได้รับการออกแบบ ผลิต และทดสอบอย่างละเอียดที่สำนักงานใหญ่ของเราในเมือง Teltow ใกล้กรุง Berlin ประเทศเยอรมนี ความทนทานและความเชื่อถือได้ของอุปกรณ์อัลตราซาวนด์ของ Hielscher ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์หลักที่รองรับงานในการผลิตของคุณ การทำงานแบบ 24/7 ภายใต้โหลดเต็มและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดสูงเป็นคุณลักษณะโดยธรรมชาติของโพรบและเครื่องปฏิกรณ์อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงของ Hielscher
ติดต่อเราตอนนี้และแจ้งข้อกำหนดของกระบวนการเคมีไฟฟ้าของคุณ! เราจะแนะนำอิเล็กโทรดอัลตราซาวนด์และการจัดระบบเครื่องปฏิกรณ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคุณ!
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
โพรบของเครื่องประมวลผลอัลตราซาวนด์ UIP2000hdT (2000 วัตต์, 20kHz) ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดสำหรับการสะสมอนุภาคนาโนด้วยไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์
โพรบของเครื่องอัลตราซาวนด์ UIP2000hdT ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดในระบบเคมีไฟฟ้าร่วมกับอัลตราซาวนด์สำหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโน
วรรณกรรม / เอกสารอ้างอิง
- 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.
อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง! กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมครบทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราซาวนด์ขนาดกะทัดรัดสำหรับห้องปฏิบัติการ เครื่องแบบตั้งโต๊ะ ไปจนถึงระบบอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ
