Pirólisis por pulverización ultrasónica para nanomateriales

Pirólisis por pulverización ultrasónica para nanomateriales – Cheersonic

Actualmente, existe la necesidad de aumentar la producción de nanopartículas, capaces de absorber las cantidades cada vez mayores de nanopartículas requeridas para aplicaciones avanzadas. Las tecnologías para generar polvos y suspensiones de nanopartículas existen desde hace varias décadas y se mejoran continuamente, mientras que también se estudian enfoques novedosos. Un método potencialmente fiable para la síntesis a gran escala de nanopartículas es el proceso de pirólisis por pulverización ultrasónica. Este proceso se considera relativamente rentable y fácilmente escalable desde el laboratorio hasta el nivel industrial. También se pueden producir varios tipos diferentes de nanopartículas y estructuras mediante el proceso de pirólisis por pulverización ultrasónica, como nanopartículas sólidas o huecas, estructuras de núcleo-capa y bola en bola, etc.

Los sistemas de pulverización ultrasónica son los más eficientes entre otros tipos de nebulizadores para la producción de nanomateriales, como los neumáticos y electrostáticos, además de ser asequibles y tener una baja velocidad de gota. Los nebulizadores neumáticos producen gotas al expandir un líquido presurizado. Estos nebulizadores tienen una gran salida de gotas de gran tamaño, alrededor de ≈50 µm, y el tamaño de las gotas y su distribución son difíciles de controlar. Los nebulizadores electrostáticos utilizan un campo electrostático para extraer gotas de un líquido. Tienen una baja productividad y solo se pueden usar en líquidos conductores. Los nebulizadores ultrasónicos producen gotas en una distribución de tamaño estrecha, menos de 10 µm, con una productividad aceptable. Las boquillas de pulverización ultrasónicas generan gotas más estables y uniformes, pero no pueden producir gotas tan pequeñas como los nebulizadores ultrasónicos. Como tales, los nebulizadores ultrasónicos tienen buenas características en cuanto a su producción de gotas y se usan comúnmente en procesos de pirólisis por aspersión.

La pirólisis por pulverización ultrasónica combina el ultrasonido utilizado para dispersar la solución precursora en gotitas y la descomposición química del material disuelto dentro de las gotitas a temperaturas elevadas, lo que da como resultado la formación de un polvo fino. En el reactor de pirólisis por aspersión ultrasónica, la evaporación del solvente de las gotas ocurre primero, en la siguiente etapa, el solvente restante dentro de las gotas secas se descompone químicamente a través de la pirólisis y, en la etapa final, se obtienen partículas finas a través del proceso de sinterización. La ventaja del método de pirólisis por pulverización ultrasónica es la sencillez de configurar segmentos de proceso individuales y cambiar su configuración, la síntesis continua de nanomateriales y la posibilidad de sintetizar nanopartículas a partir de diversas materias primas.