Ultrazvukové mokré srážení pruských modrých nanokubů

Pruská modř nebo hexakyanoželeznatan železa je nanostrukturovaný kovový organický rámec (MOF), který se používá při výrobě sodíkových baterií, biomedicíně, inkoustů a elektroniky. Ultrazvuková vlhko-chemická syntéza je účinná, spolehlivá a rychlá cesta k výrobě pruských modrých nanokunik a pruských modrých analogů, jako je hexakyanoželezna a hexacyanoferrát niklu. Ultrazvukem vysrážené pruské modré nanočástice se vyznačují úzkou distribucí velikosti částic, monodisperzitou a vysokou funkčností.

Pruská modrá a hexacyanoferrátové analogy

Pruské modré nebo železné hexacyanoferráty jsou široce používány jako funkční materiál pro návrh elektrochemických aplikací a pro výrobu chemických senzorů, elektrochromických displejů, inkoustů a povlaků, baterií (sodík-iontové baterie), kondenzátorů a superkondenzátorů, kationtových skladovacích materiálů, jako jsou H + nebo Cs +, katalyzátory, theranostiky a další. Díky své dobré redoxní aktivitě a vysoké elektrochemické stabilitě je pruská modrá kovově-organická framework (MOF), která je široce používána pro modifikaci elektrod.
Kromě různých dalších aplikací se pruská modrá a její analogy měděné hexakyanoželeznaté a hexakyanoželeznoží niklu používají jako barevné inkousty modré, červené a žluté barvy.
Obrovskou výhodou pruských modrých nanočástic je jejich bezpečnost. Pruské modré nanočástice jsou plně biologicky rozložitelné, biokompatibilní a schválené FDA pro lékařské aplikace.

Sonochemická syntéza pruských modrých nanokubů

Syntéza pruských modrých / hexacyanoferritových nanočástic je reakcí heterogenních mokrých chemických srážek. Pro získání nanočástic s úzkou distribucí velikosti částic a monodisperzitou je nutná spolehlivá srážecí cesta. Ultrazvuková precicipitace je dobře známá pro spolehlivou, účinnou a jednoduchou syntézu vysoce kvalitních nanočástic a pigmentů, jako je magnetit, zinek molybden, fosfomolybdata zinku, různé nanočástice jádra atd.

Mokré chemické cesty pro pruské modré nanočástice

Sonochemická cesta pruská modré syntézy nanočástic je účinná, povrchní, rychlá a šetrná k životnímu prostředí. Ultrazvukové srážení výnosy ve vysoce kvalitních pruských modrých nanokunokabily, které se vyznačují jednotnou malou velikostí (cca 5nm), úzkou distribucí velikosti a monodisperzitou.
Pruské modré nanočástice mohou být syntetizovány různými srážkovými cestami s polymerními stabilizátory nebo bez něj.
Vyhnout se použití stabilizačního polymeru, Pruské modré nanokunky mohou být vysráženy jednoduše ultrazvukem míchání FeCl₃ a K₃[Fe (CN)₆] v přítomnosti H₂Ó₂,
Použití sonochemie v tomto druhu syntézy pomohlo získat menší nanočástice (tj. 5 nm ve velikosti namísto velikosti 50 nm získané bez použití ultrazvuku). (Dacarro a kol. 2018)

Případové studie ultrazvukové pruské modré syntézy

Obecně platí, pruské modré nanočástice jsou syntetizovány pomocí ultrazvuku metody.
V této technice je 0,05 M řešení K₄[Fe (CN)₆] se přidá do 100 ml roztoku kyseliny chlorovodíkové (0,1 mol/l). Výsledný K₄[Fe (CN)₆] vodný roztok se udržuje při teplotě 40 °C po dobu 5 hodin při použití ultrazvuku roztoku a poté se nechá vychladnout při pokojové teplotě. Získaný modrý produkt se opakovaně filtruje a promyje destilovanou vodou a absolutním ethanolem a nakonec se suší ve vakuové sušárně při 25 °C po dobu 12 hodin.

Hexacyanoferrite analogový hexacyanoferrite mědi (CuHCF) byl syntetizován následující cestou:
Nanočástice CuHCF byly syntetizovány podle následující rovnice:
Cu(NE₃).₃ + K₄[Fe (CN)₆] —> Cu₄[Fe (CN)₆] + KN0₃

Nanočástice CuHCF jsou syntetizovány metodou vyvinutou společností Bioni et al., 2007 [1]. Směs 10 ml 20 mmol L^-1 K₃[Fe (CN)₆] + 0,1 mol L^-1 Roztok KCl s 10 ml 20 mmol L^-1 Seznam CuCl₂ + 0,1 mol L^-1 KCl, v sonikace baňky. Směs je pak ozářena ultrazvukovým zářením s vysokou intenzitou po dobu 60 minut a využívá přímý ponoření titanového rohu (20 kHz, 10Wcm^-1), který byl ponořen do hloubky 1 cm do roztoku. Během směsi je pozorován vzhled světle hnědého ložiska. Tento rozptyl se dialyzuje po dobu 3 dnů, aby se dosáhlo velmi stabilního, světle hnědého rozptylu.
(srov. Jassal et al. 2015)

Wu et al. (2006) syntetizovali pruské modré nanočástice sonochemickou cestou z K₄[Fe (CN)₆], ve kterém byl Fe2+ vytvořen rozkladem [FeII(CN)6]4− ultrazvukovým ozařováním kyseliny chlorovodíkové; Fe^{2 +} oxidován na Fe^{3 +} reagovat se zbývajícími [FeII(CN)₆]4− ionty. Výzkumná skupina k závěru, že rovnoměrné rozložení velikosti syntetizovaných pruských modrých nanokubů je způsobena účinky ultrazvuku. Fe-SEM obrázek na levé straně ukazuje sonochemically syntetizované železo hexacyanoferrate nanocubes od výzkumné skupiny Wu je.

Rozsáhlá syntéza: pro přípravu PB nanočástic ve velkém měřítku, PVP (250 g) a K₃[Fe (CN)₆] (19,8 g) byly přidány do 2 000 ml roztoku HCl (1 M). Roztok byl sonicated až do čiré a pak umístěn do trouby při 80 ° C k dosažení stárnutí reakce po dobu 20-24 hodin. Směs se pak odstřeďuje při 20 000 ot/min po dobu 2 hodin pro odběr nanočástic PB. (Bezpečnostní poznámka: Aby bylo možné vyhnat jakýkoli HCN vytvořený, reakce by měla být provedena v digestoři).

Ultrazvukové sondy a sonochemické reaktory pro pruskou modrou syntézu

Hielscher Ultrazvuk je dlouhodobé zkušenosti výrobce vysoce výkonných ultrazvukových zařízení, která se používá po celém světě v laboratořích a průmyslové výrobě. Sonochemická syntéza a srážení nanočástic a pigmentů je náročná aplikace, která vyžaduje vysoce výkonné ultrazvukové sondy, které generují konstantní amplitudy. Všechny Hielscher ultrazvukové přístroje jsou navrženy a vyrobeny pro provoz pro 24/7 při plném zatížení. Ultrazvukové procesory jsou k dispozici od kompaktních 50 wattů laboratorní ultrasonicators na 16,000watts výkonné inline ultrazvukové systémy. Široká škála posilovacích rohů, sonotrody a průtokové buňky umožňují individuální nastavení sonochemického systému v souladu s prekurzory, cestou a konečným produktem.
Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové sondy, které mohou být speciálně nastaveny tak, aby poskytovaly celé spektrum velmi mírných až velmi vysokých amplitud. Pokud vaše sonochemická aplikace vyžaduje neobvyklé specifikace (např. velmi vysoké teploty), jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonotrody. Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje nepřetržitý provoz v náročných a náročných prostředích.

Sonochemická šarže a inline syntéza

Hielscher ultrazvukové sondy mohou být použity pro dávkové a kontinuální inline ultrazvuku. V závislosti na reakčním objemu a rychlosti reakce vám doporučíme nejvhodnější ultrazvukové nastavení.

Ultrazvukové sondy a sono-reaktory pro jakýkoli objem

Hielscher Ultrazvuk sortiment pokrývá celé spektrum ultrazvukových procesorů z kompaktních laboratorních ultrasonicators přes bench-top a pilotní systémy plně-průmyslové ultrazvukové procesory s kapacitou pro zpracování kamionů za hodinu. Kompletní sortiment nám umožňuje nabídnout vám nejvhodnější ultrazvukové zařízení pro vaši kapalinu, procesní kapacitu a výrobní cíle.

Přesně řiditelných amplitud pro optimální výsledky

Všechny Hielscher ultrazvukové procesory jsou přesně kontrolovatelné a tím spolehlivé pracovní koně. Amplituda je jedním z klíčových procesních parametrů, které ovlivňují účinnost a účinnost sonochemicky a sonomechanicky vyvolaných reakcí. Všechny Hielscher Ultrazvuk’ procesory umožňují přesné nastavení amplitudy. Sonotrody a posilovací rohy jsou doplňky, které umožňují modifikovat amplitudu v ještě širším rozsahu. Hielscher průmyslové ultrazvukové procesory mohou poskytovat velmi vysoké amplitudy a poskytovat požadovanou ultrazvukovou intenzitu pro náročné aplikace. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v nepřetržitém provozu.
Přesné nastavení amplitudy a trvalé sledování parametrů ultrazvukového procesu pomocí inteligentního softwaru vám dávají možnost syntetizovat vaše pruské modré nanokuny a hexakyanoferrátové analogy za nejúčinnějších ultrazvukových podmínek. Optimální použití ultrazvuku pro nejúčinnější syntézu nanočástic!
Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje nepřetržitý provoz v náročných a náročných prostředích. Díky tomu je Hielscherova ultrazvuková zařízení spolehlivým pracovním nástrojem, který splňuje vaše sonochemické požadavky na proces.

Nejvyšší kvalita – Navrženo a vyrobeno v Německu

Jako rodinný a rodinný podnik Hielscher upřednostňuje nejvyšší standardy kvality pro své ultrazvukové procesory. Všechny ultrasonicators jsou navrženy, vyrobeny a důkladně testovány v naší centrále v Teltow u Berlína, Německo. Robustnost a spolehlivost ultrazvukového zařízení Hielscher je, aby to pracovní kůň ve vaší výrobě. Nepřetržitý provoz při plném zatížení a v náročných prostředích je přirozenou vlastností hielscherových vysoce výkonných ultrazvukových sond a reaktorů.

Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators: