Sonoelektrokimyasal Birikim

Sonoelektrokimyasal biriktirme, nanomalzemelerin yüksek verimli ve çevre dostu bir üretimi için sonokimya ve elektrokimyayı birleştiren sentez tekniğidir. Hızlı, basit ve etkili olarak bilinen sonoelektrokimyasal birikim, nanopartiküllerin ve nanokompozitlerin şekil kontrollü sentezine izin verir.

Nanopartiküllerin Sono-Elektrodepozisyonu

Nanopartikülleri sentezlemek amacıyla sonoelektrodepozisyon (ayrıca sonoeletrokimyasal birikim, sonokimyasal elektrokaplama veya sonokimyasal elektrodepozisyon) için, elektrot olarak bir veya iki ultrasonik prob (sonotrodlar veya boynuzlar) kullanılır. Sonoelektrokimyasal biriktirme yöntemi, nanopartiküllerin ve nanoyapıların büyük miktarlarda sentezlenmesine izin veren, kullanımı basit ve güvenli olduğu kadar oldukça verimlidir. Ek olarak, sonoelektrokimyasal birikim yoğunlaştırılmış bir işlemdir, yani sonikasyon elektroliz işlemini hızlandırır, böylece reaksiyon daha etkili koşullar altında çalıştırılabilir.
Süspansiyonlara güç ultrasonu uygulamak, makroskobik akış ve mikroskobik ara yüzey kavitasyon kuvvetleri nedeniyle kütle transfer işlemlerini önemli ölçüde artırır. Ultrasonik elektrotlarda (sono-elektrotlar), ultrasonik titreşim ve kavitasyon, reaksiyon ürünlerini elektrot yüzeyinden sürekli olarak uzaklaştırır. Pasifleştirici birikintileri gidererek, elektrot yüzeyi yeni parçacık sentezi için sürekli olarak kullanılabilir.
Ultrason tarafından üretilen kavitasyon, sıvı fazda homojen olarak dağılmış pürüzsüz ve homojen nanopartiküllerin oluşumunu teşvik eder.

Bilgi talebi





Ultrasonik elektrodepozisyon, nanopartiküllerin ve nanoyapılı malzemelerin üretimi için oldukça verimli bir yöntemdir.

Problu 2x ultrasonik işlemciler, elektrotlar, yani katot ve anot gibi davranır. Ultrason titreşimi ve kavitasyon elektrokimyasal süreçleri teşvik eder.

Bu video, doğrudan elektrot ultrasonikasyonunun elektrik akımı üzerindeki olumlu etkisini göstermektedir. Bu elektro-kimya-yükseltme ve bir titanyum elektrot / sonotrode ile bir Hielscher UP100H (100 Watt, 30kHz) ultrasonik homojenizatör kullanır. Seyreltik sülfürik asidin elektrolizi, hidrojen gazı ve oksijen gazı üretir. Ultrasonikasyon, elektrot yüzeyindeki difüzyon tabakası kalınlığını azaltır ve elektroliz sırasında kütle transferini iyileştirir.

Sono-Elektro-Kimya - Ultrasoniklerin Toplu Elektroliz Üzerindeki Etkisinin İllüstrasyonu

Sonokimyasal elektrodepozisyon

  • nanopartiküller
  • çekirdek-kabuk nanopartikülleri
  • Nanopartikül Dekorlu Destek
  • nanoyapılar
  • Nanokompozitlere
  • Kaplamalar

Nanopartiküllerin Sonoelektrokimyasal Birikimi

Ultrasonik katotta hidrojenin sono-elektrokimyasal üretimi.Bir sıvı elektrolitine ultrasonik bir alan uygulandığında, akustik akış ve mikro püskürtme, şok dalgaları, elektrottan / elektrota kütle transferi geliştirme ve yüzey temizleme (pasifleştirici tabakaların çıkarılması) gibi çeşitli ultrasonik kavitasyon fenomenleri elektrodepozisyon / elektrokaplama işlemlerini teşvik eder. Sonikasyonun elektrodepozisyon / elektrokaplama üzerindeki yararlı etkileri, metalik nanopartiküller, yarı iletken nanopartiküller, çekirdek-kabuk nanopartikülleri ve katkılı nanopartiküller dahil olmak üzere çok sayıda nanopartikül için zaten gösterilmiştir.
Cr, Cu ve Fe gibi sonokimyasal olarak elektro-birikmiş metalik nanopartiküller sertlikte önemli bir artış gösterirken, Zn artan korozyon direnci gösterir.
Mastai ve ark. (1999) sonoelektrokimyasal birikim yoluyla CdSe nanopartiküllerini sentezlemiştir. Çeşitli elektrodepozisyon ve ultrasonik parametrelerin ayarlanması, CdSe nanopartiküllerinin kristal boyutunu, X-ışını amorfundan 9 nm'ye (sfalerit fazı) kadar değiştirmeye izin verir.

Ashassi-Sorkhabi ve Bagheri (2014), 4 mA / cm2 akım yoğunluğuna sahip galvanostatik bir teknik kullanarak, oksalik asit ortamında St-12 çeliği üzerinde polipirrolün (PPy) sono-elektrokimyasal sentezinin avantajlarını göstermiştir. Ultrasonicator UP400S kullanarak düşük frekanslı ultrasonun doğrudan uygulanması, polipirrolün daha kompakt ve daha homojen yüzey yapılarına yol açtı. Sonuçlar, ultrasonik olarak hazırlanmış numunelerin kaplama direncinin (Rcoat), korozyon direncinin (Rcorr) ve Warburg direncinin, ultrasonik olarak sentezlenmemiş polipirrolünkinden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Taramalı elektron mikroskobunun görüntüleri, elektrodepozisyon sırasında ultrasonikasyonun parçacık morfolojisi üzerindeki olumlu etkilerini görselleştirdi: Sonuçlar, sonoelektrokimyasal sentezin polipirrolün güçlü bir şekilde yapışkan ve pürüzsüz kaplamalarını verdiğini ortaya koymaktadır. Sono-elektro-biriktirme sonuçları konvansiyonel elektrodepozisyon ile karşılaştırıldığında, sonoelektrokimya yöntemi ile hazırlanan kaplamaların daha yüksek korozyon direncine sahip olduğu açıktır. Elektrokimyasal hücrenin sonikasyonu, gelişmiş kütle transferi ve çalışma elektrodunun yüzeyinin aktivasyonu ile sonuçlanır. Bu etkiler, polipirrolün yüksek verimli, yüksek kaliteli sentezine önemli ölçüde katkıda bulunur.

St-12 çeliği üzerinde ultrasonik elektrodite polipirrol kaplama.

St-12 çeliği üzerine (a) PPy ve (b) sonoelektrokimyasal birikmiş polipirrol (PPy-US) kaplamaların SEM görüntüleri (7500× büyütme)
(çalışma ve resimler: © Ashassi-Sorkhabi ve Bagheri, 2014)

Sono-elektrokimyasal birikim, nanopartiküllerin ve nanoyapılı malzemelerin sentezi için oldukça etkili bir yöntemdir.

Sonokimyasal elektrodepozisyon, nanopartiküller, çekirdek kabuklu nanopartiküller, nanopartikül kaplı destek ve nanoyapılı malzemeler üretmeye izin verir.
(resim ve çalışma: ©Islam et al. 2019)

Bilgi talebi





Nanokompozitlerin Sonoelektrokimyasal Birikimi

Elektrodepozisyon ile ultrasonikasyon kombinasyonu etkilidir ve nanokompozitlerin kolay bir sentezine izin verir.
Kharitonov ve ark. (2021), mekanik ve ultrasonik ajitasyon altında ek olarak 4 g / dm3 TiO2 içeren bir oksalik asit banyosundan sonokimyasal elektrodepozisyon alarak nanokompozit Cu-Sn-TiO2 kaplamalarını sentezlemiştir. Ultrason tedavisi Hielscher ultrasonicator UP200Ht ile 26 kHz frekansında ve 32 W / dm3 gücünde gerçekleştirildi. Sonuçlar, ultrasonik ajitasyonun TiO2 parçacıklarının aglomerasyonunu azalttığını ve yoğun Cu-Sn-TiO2 nanokompozitlerinin birikmesine izin verdiğini göstermiştir. Geleneksel mekanik ajitasyonla karşılaştırıldığında, sonikasyon altında biriken Cu-Sn-TiO2 kaplamaları daha yüksek homojenlik ve daha pürüzsüz yüzey ile karakterize edilir. Soniklenmiş nanokompozitlerde, TiO2 parçacıklarının çoğunluğu Cu-Sn matrisine gömülmüştür. Ultrason ajitasyonunun tanıtılması, TiO2 nanopartiküllerinin yüzey dağılımını iyileştirir ve agregasyonu engeller.
Ultrasonik destekli elektrodepozisyon ile oluşturulan nanokompozit Cu-Sn-TiO2 kaplamaların E. coli bakterilerine karşı mükemmel antimikrobiyal özellikler sergilediği gösterilmiştir.

Sonokimyasal elektrodepozisyon, bakır-kalay-titanyum dioksit (Cu-Sn-TiO2) kaplamaları gibi nanomalzemeler üretmek için kullanılır. Çalışmada, Hielscher ultrasonicator UP200Ht ultrason cihazı olarak kullanılmıştır.

0.5 A/dm2 ve 1.0 A/dm2 katodik akım yoğunluğunda sono-elektrokimyasal olarak biriken Cu-Sn-TiO2 kaplamalarının SEM görüntüleri.
(çalışma ve resimler: © Kharitonov ve ark., 2021)

Ultrasonik elektrotlar elektrokimyasal süreçlerin verimliliğini, verimini ve dönüşüm oranını artırır.

Ultrasonik sonda elektrot işlevi görür. Ultrason dalgaları gelişmiş verimlilik, daha yüksek verim ve daha hızlı dönüşüm oranları ile sonuçlanan elektrokimyasal reaksiyonlar teşvik.
Sonoelektrokimya, elektrodepozisyon süreçlerini önemli ölçüde iyileştirir.

Yüksek Performanslı Sonoelektrokimyasal Ekipmanlar

Hielscher Ultrasonics, nanomalzemelerin güvenilir ve verimli bir sono-elektrodepozisyon / sonoelektrokaplama için yüksek performanslı ultrasonik ekipman sağlar. Ürün yelpazesi, sono-elektrokimyasal biriktirme uygulamanız için yüksek güçlü ultrason sistemleri, sono-elektrotlar, reaktörler ve hücreler içerir.

Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!

Daha fazla bilgi isteyin

Ultrasonik işlemciler, uygulamalar ve fiyat hakkında ek bilgi istemek için lütfen aşağıdaki formu kullanın. Biz sizinle süreci tartışmak ve size gereksinimlerinizi karşılayan bir ultrasonik sistem sunmak için mutlu olacak!









Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.


Nanopartiküllerin elektrodepozisyonu için ultrasonik prob UIP2000hdT ile sonoelektrik inline reaktör

Ultrasonicator UIP2000hdT probu nanopartikül sentezi için bir sonoelektrokimyasal kurulumda elektrot olarak davranır.

Bu video, doğrudan elektrot ultrasonikasyonunun bir H-Hücresi elektrolizör kurulumunda elektrik akımı üzerindeki olumlu etkisini göstermektedir. Bu elektro-kimya-yükseltme ve bir titanyum elektrot / sonotrode ile bir Hielscher UP100H (100 Watt, 30kHz) ultrasonik homojenizatör kullanır. Seyreltik sülfürik asidin elektrolizi, hidrojen gazı ve oksijen gazı üretir. Ultrasonikasyon, elektrot yüzeyindeki difüzyon tabakası kalınlığını azaltır ve elektroliz sırasında kütle transferini iyileştirir.

Sono-Elektro-Kimya - Ultrasonikasyonun H-Hücresi Elektrolizi Üzerindeki Etkisinin İllüstrasyonu



Edebiyat / Referanslar


Yüksek performanslı ultrasonik! Hielscher ürün yelpazesi, tezgah üstü üniteler üzerindeki kompakt laboratuvar ultrasonicator'dan tam endüstriyel ultrasonik sistemlere kadar tüm spektrumu kapsar.

Hielscher Ultrasonics yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir laboratuvar için endüstriyel boyut.