Dispersione ultrasonica di nanomateriali

Dispersione ultrasonica di nanomateriali

L'interazione delle onde di pressione (ultrasuoni) con un mezzo liquido porta alla formazione di cavità nel liquido. Queste cavità subiscono compressioni continue e rarefazioni quando interagiscono con cicli di pressione positiva e negativa. Questo va avanti fino a quando le cavità raggiungono un raggio critico, che è determinato dalla frequenza degli ultrasuoni. L'implosione delle bolle ha creato una temperatura locale di 5000K e pressioni fino a 1000atm.

Descrizione:

Gli ultrasuoni sono un metodo di elaborazione molto efficace nella generazione e nell'applicazione di materiali di dimensioni nanometriche. In generale, la cavitazione ultrasonica nei liquidi può causare un degasaggio rapido e completo: avviare varie reazioni chimiche generando ioni chimici liberi (radicali); accelerare le reazioni chimiche facilitando la miscelazione dei reagenti; migliorare la polimerizzazione e la depolimerizzazione

reazioni mediante la dispersione temporanea di aggregati o la rottura permanente di legami chimici in catene polimeriche; aumentare i tassi di emulsificazione; migliorare i tassi di diffusione; produrre emulsioni altamente concentrate o dispersioni uniformi di materiali di dimensioni micron o nanometriche; assistere l'estrazione di sostanze come enzimi da cellule animali, vegetali, di lievito o batteriche; rimuovere i virus dal tessuto infetto; infine, erodere e abbattere le particelle sensibili, compresi i microrganismi . Gli ultrasuoni possono essere testati in laboratorio e su scala da banco prima che i risultati vengano scalati fino al livello commerciale.

Parametro:

Applicazione:

Applicazioni di Sonochimica•La sonochimica è stata utilizzata per la sintesi di compositi per applicazioni di accumulo di energia come:

1. La sintesi assistita da ultrasuoni è stata utilizzata per la preparazione di nanoparticelle di platino-rutenio, nanoparticelle di oro e platino ecc. per elettrodi a celle a combustibile.

2. Sintesi di Cu2O-grafene, ossido di grafene-Fe2O3 per elettrodi di batterie agli ioni di litio.

3. Nanocompositi primari / binari / ternari che hanno dato una buona capacità specifica, densità di potenza, densità di energia e stabilità ciclica applicabili per il materiale dell'elettrodo nei supercondensatori. Nanocompositi di materiali di carbonio (CNT, grafene, ecc.), polimeri conduttori e ossidi metallici dovuti all'effetto sinergico possedevano proprietà elettriche migliorate.

Vantaggi della sonochimica•La sintesi assistita da ultrasuoni aiuta a preparare nanocompositi uniformemente distribuiti e di dimensioni uniformi in breve tempo e utilizzando meno energia rispetto a metodi come l'attrito meccanico, l'elettrodeposizione, ecc.•Elevate velocità di reazione possono essere raggiunte utilizzando la sonochimica, con conseguente sintesi efficiente in termini di tempo.•Sono state osservate proprietà migliorate nel campo della cinetica, della selettività, dell'estrazione, dissoluzione, filtrazione, cristallinità.•Fino ad oggi la massima capacità specifica raggiunta dal materiale dell'elettrodo supercondensatore di cui come preparato con metodo sonochimico è ≈1000-1200 F/g mentre quella per il metodo idrotermale è risultata essere ≈80-100 F/g e quella per il solvotermico è ≈200F/g.

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