Соноелектрохімічний синтез наночастинок
Електрохімічний синтез наночастинок за допомогою ультразвуку є високоефективним та економічно вигідним шляхом виробництва високоякісних наночастинок у великих масштабах. Соноелектрохімічний синтез, також відомий як соноелектроосадження, дозволяє готувати наноструктури різних матеріалів і форм.
Соноелектрохімічний синтез та соноелектродеосадження наночастинок
Соноелектрохімічний синтез або соноелектроосадження — це техніка, яка використовується для виробництва металевих наночастинок із застосуванням ультразвуку високої потужності під час процесу електроосадження з метою сприяння масопереносу зростаючих наночастинок на поверхні катода та навколишнього розчину.
Для соноелектрохімічного синтезу або соноелектроосадження наночастинок ефекти сонохімії поєднуються з процесом електроосадження. Соноелектрохімічний вплив потужних ультразвукових хвиль і результуючої акустичної кавітації на хімічні реакції обумовлений дуже високими температурами, тиском і відповідними диференціалами, які розвиваються в колапсують кавітаційних бульбашках і навколо них. Поєднуючи сонохімію з електрохімією, соноелектрохімія забезпечує комбіновані ефекти, такі як поліпшення масообміну, поверхневе очищення поверхонь електродів, дегазація розчину, а також збільшення швидкості реакції. Загалом соноелектрохімічний синтез наночастинок (соноелектроосадження) вирізняється високими виходами високоякісних наночастинок, які можуть бути отримані в помірних умовах у швидкому та економічно ефективному процесі. Параметри процесу соноелектрохімії та соноелектроосадження дозволяють впливати на розмір і морфологію частинок.
Читати далі про соноелектрохімічне осадження наночастинок та наноструктурованих матеріалів!
- Висока ефективність
- Застосовується до багатьох матеріалів і конструкцій
- швидкий процес
- “Один горщик.” Процес
- Легкі стани
- Недорогий
- Безпека та простота в експлуатації
Як працює соноелектрохімічний синтез / соноелектроосадження?
Базова установка системи соноелектродепонування для синтезу соноелектрохімічних наночастинок досить проста. Єдиною відмінністю між установкою для соноелектродепонування та установкою для електроосадження є той факт, що для електродів системи соноелектродепонування використовуються ультразвукові зонди. Ультразвуковий зонд функціонує як робочий електрод для синтезу металевих наночастинок. Одним з основних рушійних ефектів ультразвуку при соноелектродеосадженні є підвищений масообмін між електродом (катодом та/або анодом) та навколишнім розчином.
Оскільки параметри процесу соноелектрохімічного синтезу та соноелектроосадження можна точно контролювати та регулювати, можна синтезувати наночастинки контрольованого розміру та форми. Соноелектрохімічний синтез і соноелектроосадження застосовні до широкого спектру металевих наночастинок і наноструктурованих комплексів.
Переваги соноелектрохімічного синтезу наночастинок
Дослідницька група професора Іслама та професора Поллета у своїй науковій статті (2019) резюмує основні переваги соноелектрохімічного виробництва наночастинок наступним чином: “(i) значне посилення масопереносу поблизу електрода, що змінює швидкість, а іноді і механізм електрохімічних реакцій, (ii) модифікація морфології поверхні за рахунок кавітаційних струменів на межі розділу електрод-електроліт, що зазвичай призводить до збільшення площі поверхні і (iii) потоншення товщини дифузійного шару електрода і, як наслідок, іонного виснаження.” (Іслам та ін., 2019)
- Металеві наночастинки
- сплави та напівпровідникові нанопорошки
- полімерні наночастинки
- нанокомпозити
Наприклад
- наночастинки міді (Cu) (NPs)
- магнетит (Fe3O4) НП
- Вольфрам-кобальтовий (W-Co) сплав НЧ
- нанокомплекси цинку (Zn)
- золоті (Au) наностержні
- феромагнітний Fe45Пт55 НП
- квантові точки телуриду кадмію (CdTe)
- наностержні телуриду свинцю (PbTe)
- фулерен-подібний дисульфід молібдену (MoS2)
- наночастинки поліаніліну (PA)
- полі(N-метиланілін) (PNMA) провідний полімер
- поліпіролні/багатостінні вуглецеві нанотрубки (MWCNTs)/нанокомпозити хітозану
Високоефективні електрохімічні зонди та реактори
Hielscher Ultrasonics - ваш давній досвідчений партнер для високопродуктивних ультразвукових систем у сонохімії та соноелектрохімії. Ми виробляємо та розповсюджуємо найсучасніші ультразвукові зонди та реактори, які використовуються у всьому світі для важких умов експлуатації в складних умовах. Для соноелектрохімії та соноелектроосадження компанія Hielscher розробила спеціальні ультразвукові зонди, реактори та ізолятори. Ультразвукові зонди діють як катод та/або анод, а комірки ультразвукового реактора забезпечують оптимальні умови для електрохімічних реакцій. Ультразвукові електроди та елементи випускаються для гальванічних / вольтаїчних, а також електролітичних систем.
Точно контрольовані амплітуди для оптимальних результатів
Всі ультразвукові процесори Hielscher точно управляються і тим самим надійні робочі конячки в R&Д і виробництво. Амплітуда є одним з найважливіших параметрів процесу, що впливають на ефективність і результативність сонохімічно і сономеханічно індукованих реакцій. Всі ультразвуки Hielscher’ Процесори дозволяють точно налаштовувати амплітуду. Промислові ультразвукові процесори Hielscher можуть забезпечувати дуже високі амплітуди та забезпечувати необхідну ультразвукову інтенсивність для вимогливих соноелектрохромних застосувань. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно працювати в режимі 24/7.
Точні налаштування амплітуди та постійний моніторинг параметрів ультразвукового процесу за допомогою інтелектуального програмного забезпечення дають вам можливість точно впливати на соноелектрохімічну реакцію. Під час кожного ультразвукового пробігу всі ультразвукові параметри автоматично записуються на вбудовану SD-карту, щоб можна було оцінювати та контролювати кожен пробіг. Оптимальний ультразвуковий звук для найефективніших соноелектрохімічних реакцій!
Все обладнання створено для використання 24/7/365 при повному навантаженні, а його міцність і надійність роблять його робочою конячкою у вашому електрохімічному процесі. Це робить ультразвукове обладнання Hielscher надійним робочим інструментом, який відповідає вашим вимогам до соноелектрохімічного процесу.
Найвища якість – Розроблено та виготовлено в Німеччині
Як сімейний бізнес, Hielscher надає пріоритет найвищим стандартам якості для своїх ультразвукових процесорів. Всі ультразвукові апарати розроблені, виготовлені та ретельно протестовані в нашій штаб-квартирі в Тельтові поблизу Берліна, Німеччина. Міцність і надійність ультразвукового обладнання Hielscher роблять його робочою конячкою на вашому виробництві. Робота 24/7 при повному навантаженні та у складних умовах є природною характеристикою високопродуктивних ультразвукових зондів та реакторів Hielscher.
Зв'яжіться з нами зараз і розкажіть нам про свої вимоги до електрохімічного процесу! Ми порекомендуємо Вам найбільш підходящі ультразвукові електроди та налаштування реактора!
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Зонди ультразвукових процесорів UIP2000HDT (2000 Вт, 20 кГц) діють як електроди для соноелектроосадження наночастинок
Зонд ультразвукового апарату UIP2000HDT діє як електрод у соноелектрохімічній установці для синтезу наночастинок.
Література / Список літератури
- 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.
Високоефективна ультразвукова техніка! Асортимент продукції Hielscher охоплює повний спектр від компактного лабораторного ультразвукового апарату для настільних пристроїв до повністю промислових ультразвукових систем.

