โครงสร้างนาโน ZnO ที่เติบโตโดยการสังเคราะห์อัลตราโซนิก

การสังเคราะห์อนุภาคนาโนอัลตราโซนิกได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นเนื่องจากความสามารถในการผลิตวัสดุนาโนที่มีขนาดสัณฐานวิทยาและความเป็นผลึกที่ควบคุมได้ภายใต้สภาวะปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรง เทคนิคนี้ใช้ประโยชน์จากโพรงอากาศอะคูสติกเพื่อสร้างอุณหภูมิและความดันสูงเฉพาะที่ ส่งเสริมการสร้างนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของอนุภาคนาโนที่เพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับวิธีการสังเคราะห์แบบเดิมการสังเคราะห์อัลตราโซนิกมีข้อดีเช่นอัตราการตอบสนองที่รวดเร็วความสามารถในการปรับขนาดและความสามารถในการปรับแต่งคุณสมบัติโครงสร้างโดยการปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ปฏิกิริยา

เราใช้การสังเคราะห์โครงสร้างนาโน ZnO เป็นกรณีตัวอย่างเพื่อเน้นข้อดีของการสังเคราะห์อนุภาคนาโนอัลตราโซนิกด้วยโครงสร้างที่ดัดแปลง การศึกษาโดย Morales-Flores et al. (2013) สํารวจบทบาทของการสังเคราะห์โซโนเคมีในการควบคุมสัณฐานวิทยาของโครงสร้างนาโน ZnO การใช้เครื่องโซนิคเตอร์ชนิดโพรบ Hielscher UP400St (400 วัตต์ 24 kHz) นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของสภาวะปฏิกิริยาโดยเฉพาะค่า pH มีอิทธิพลต่อสัณฐานวิทยาขั้นสุดท้ายคุณสมบัติโครงสร้างและพฤติกรรมการเรืองแสงของโครงสร้างนาโน ZnO อย่างไร

การตั้งค่าการทดลอง – การสังเคราะห์อนุภาคนาโน ZnO โดยใช้ Sonication

สารละลายสังกะสีอะซิเตทในน้ํา (0.068 M) อยู่ภายใต้การฉายรังสีอัลตราโซนิกที่พลังงานกระจาย 40 W ภายใต้การไหลของอาร์กอน ค่า pH ของปฏิกิริยาถูกปรับระหว่าง 7 ถึง 10 โดยใช้แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ (NH4OH) ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อสัณฐานวิทยาของโครงสร้าง ZnO ที่สังเคราะห์ กระบวนการโซโนเคมีทําให้เกิดโพรงอากาศอะคูสติกทําให้เกิดสภาวะอุณหภูมิสูงและความดันสูงในท้องถิ่นซึ่งส่งเสริมการเกิดนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของ ZnO

อิทธิพลของค่า pH ต่อสัณฐานวิทยาและคุณสมบัติโครงสร้าง

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) เผยให้เห็นสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันในระดับ pH ที่แตกต่างกัน:

• ค่า pH 7.0: การก่อตัวของโครงสร้างนาโน ZnO คล้ายแท่ง (กว้าง 86 นาโนเมตร ยาว 1182 นาโนเมตร) โดยมีเฟส ZnO/Zn(OH)2 ผสม
• ค่า pH 7.5–8.0: การเปลี่ยนไปใช้แถบเหลี่ยมเหลี่ยมและแถบปลายถ้วย (ความยาว ~250–430 นาโนเมตร, ความกว้าง 135–280 นาโนเมตร)
• ค่า pH 9.0: โครงสร้างนาโน ZnO รูปแกนหมุน (ความยาว ~ 256 นาโนเมตร กว้าง 95 นาโนเมตร) ที่มีไมโครสเตรนสูง
• ค่า pH 10.0: นาโนบาร์เหลี่ยมเหลี่ยมสม่ําเสมอ (ความยาว ~407 นาโนเมตร กว้าง 278 นาโนเมตร) พร้อมความหนาแน่นของข้อบกพร่องที่ลดลง

กล้องจุลทรรศน์ SEM ของโครงสร้างนาโน ZnO ที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกที่เติบโตที่ (a) pH 7, (b) pH 7.5, (c) pH 8, d) pH 9,
และ pH 10 ของส่วนผสมของปฏิกิริยา
(การศึกษาและภาพ: ©Flores-Morales et al., 2013)

X-ray diffraction (XRD) confirmed the presence of hexagonal wurtzite ZnO for pH > 7, with enhanced crystallinity and grain growth at higher pH values.

คุณสมบัติทางแสงและการควบคุมข้อบกพร่อง

การวิเคราะห์โฟโตลูมิเนสเซนซ์ (PL) ที่อุณหภูมิห้องเน้นแถบการปล่อยรังสีหลักสองแถบ:

• การปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต (~380 นาโนเมตร): การเปลี่ยนภาพกระตุ้นใกล้ขอบแถบ
• การปล่อยที่มองเห็นได้ (~580 นาโนเมตร): เกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องของโครงสร้าง เช่น ช่องว่างของออกซิเจนและข้อบกพร่องของคั่นระหว่างหน้า

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเพิ่มค่า pH ทําให้ความเข้มของการปล่อยมลพิษที่เกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องสูงขึ้นถึง pH 9 ซึ่งเกิดจากพื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นและความไม่สมบูรณ์ของตาข่าย อย่างไรก็ตาม ที่ pH 10 ความเข้มของการปล่อยข้อบกพร่องลดลงเนื่องจากข้อบกพร่องของพื้นผิวและตาข่ายลดลง

“โครงสร้างนาโน ZnO ของสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันสามารถประดิษฐ์ได้โดยการไฮโดรไลซิสอัลตราโซนิกของสังกะสีอะซิเตทในสารละลายที่เป็นน้ําโดยการควบคุมอัตราการไฮโดรไลซิสผ่านการปรับค่า pH ในขณะที่สารละลายที่มีค่า pH 7 หรือต่ํากว่าจะสร้างโครงสร้างนาโน ZnO ที่ไม่บริสุทธิ์ผสมกับเฟส Zn(OH)2 ค่า pH ที่สูงขึ้นของส่วนผสมของปฏิกิริยาจะทําให้เกิดโครงสร้างนาโน ZnO ในเฟสหกเหลี่ยมบริสุทธิ์ การควบคุมค่า pH ของสารละลายระหว่าง 7.5 ถึง 10 สามารถสร้างโครงสร้างนาโน ZnO บริสุทธิ์ของสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกัน และสามารถควบคุมความเข้มข้นของข้อบกพร่องของโครงสร้างและพื้นผิวได้ การใช้ประโยชน์จากอัลตราซาวนด์พลังงานต่ําสําหรับการสังเคราะห์ทางเคมีของโครงสร้างนาโน ZnO อย่างมีประสิทธิภาพได้รับการพิสูจน์แล้ว”
Flores-Morales และคณะ, 2013

การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบอย่างลึกซึ้งของการฉายรังสีอัลตราโซนิกโดยใช้ UP400St ต่อการสังเคราะห์โครงสร้างนาโน ZnO ด้วยการปรับค่า pH นักวิจัยสามารถปรับสัณฐานวิทยา ความเป็นผลึก และความหนาแน่นของข้อบกพร่องได้สําเร็จ ผลการวิจัยเน้นย้ําถึงศักยภาพของวิธีการโซโนเคมีสําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนที่ปรับให้เหมาะกับแต่ละบุคคล โดยนําเสนอเส้นทางสําหรับการใช้งานในออปโตอิเล็กทรอนิกส์และการเร่งปฏิกิริยา

รับ Sonicator ที่ดีที่สุดสําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนของคุณ

เครื่องสะท้อนเสียงชนิดโพรบ Hielscher มีชื่อเสียงในด้านพลังความน่าเชื่อถือความแม่นยําและความเป็นมิตรกับผู้ใช้ทําให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโน ด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัยและวิศวกรรมที่แข็งแกร่งโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกเหล่านี้ให้การควบคุมปฏิกิริยาโซโนเคมีที่ไม่มีใครเทียบได้ทําให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการทําซ้ําและประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น UP400St ให้การป้อนพลังงานที่แม่นยําและการตั้งค่าที่ปรับแต่งได้ ช่วยให้นักวิจัยสามารถปรับแต่งเงื่อนไขการสังเคราะห์สําหรับสัณฐานวิทยาและความเป็นผลึกของอนุภาคนาโนที่เหมาะสมที่สุด ไม่ว่าจะเป็นการวิจัยในห้องปฏิบัติการหรือการใช้งานในอุตสาหกรรมเครื่องโซนิคเตอร์ Hielscher รับประกันประสิทธิภาพสูงและใช้งานง่ายทําให้ชื่อเสียงของพวกเขาเป็นตัวเลือกอันดับต้น ๆ สําหรับการสังเคราะห์โซโนเคมี
ใช้ประโยชน์จากพลังของอัลตราโซนิกสําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโน!
 

การออกแบบ การผลิต และการให้คําปรึกษา – คุณภาพ ผลิตในประเทศเยอรมนี

เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher เป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบสูงสุด ความทนทานและใช้งานง่ายช่วยให้สามารถรวมเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น สภาพที่ขรุขระและสภาพแวดล้อมที่ต้องการสามารถจัดการได้ง่ายโดยเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher

Hielscher Ultrasonics เป็น บริษัท ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และให้ความสําคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีเทคโนโลยีล้ําสมัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกําหนดของ UL, CSA และ RoHs

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:

Caution: Video "duration" is missing