Sơ đồ nguyên lý của công nghệ điện hóa tạo dung dịch keo nano kim loại như hình 1.2, gồm có anôt làm bằng kim loại Ag hòa tan, catôt có thể làm bằng kim loại giống như kim loại hòa tan hay kim loại trơ được nhúng trong dung dịch điện môi nước và được nối với nguồn điện một chiều 20 V. Thí nghiệm tiến hành trong khoảng nhiệt độ 20-95 oC và được khuấy liên tục để ngăn chặn sự tích tụ các hạt bạc mới tạo thành trên catôt.
Hình 1.2. Sơ đồ thí nghiệm của phương pháp điện hóa tạo dung dịch nano kim loại
Theo sơ đồ của Rashid, sự hình thành hạt keo nano kim loại trong dung dịch được mô tả như sau: khi áp dòng một chiều vào hệ điện phân.
1. Trên anôt xảy ra quá trình ôxi hóa hòa tan kim loại anôt theo phản ứng:
M0 – ne- = M n+ (1.2)
Đồng thời nước bị điện phân tại vị trí anôt:
2. Bề mặt anôt tạo ra lớp màng M2On
3.Các ion kim loại Mn+ di chuyển về phía catôt dưới tác dụng của điện trường. 4. Tại vị trí catôt các ion kim loại bị khử, hình thành các nguyên tử kim loại:
M n+ + ne- = M0 (1.4)
Đồng thời giải phóng khí hiđrô:
2H2O + 2e- = H2 + 2OH- (1.5)
5. Hình thành các hạt nano kim loại bởi quá trình tạo hạt và phát triển hạt thông qua lực hấp dẫn Van der Walls giữa các nguyên tử.
6. Sự tách rời các hạt nano kim loại khỏi catôt bằng các tác nhân vật lý bên ngoài như: khuấy, siêu âm. Trong quá trình này các hạt nano đồng thời kết hợp với các tác nhân ổn định để chúng có thể tồn tại ổn định trong lòng dung dịch.
Như vậy quá trình hòa tan anôt tương tự như trong mạ điện phân để tạo ra các ion kim loại bạc. Tuy nhiên điểm khác biệt là các ion không tạo lớp phủ lên bề mặt catôt như quá trình lắng đọng điện hóa. Các nguyên tử, cụm nguyên tử kim loại bạc mới được hình thành trên bề mặt catôt sẽ tách rời ngay lập tức thông qua các tác động ngoài như siêu âm, khuấy…