Hielscher Ultralydsteknologi

Ultralyd våd-nedbør af preussiske blå nanocubes

Preussisk Blå eller jern hexacyanoferrat er en nano-struktureret metal organisk ramme (MOF), der anvendes i natrium-ion batteri fremstilling, biomedicin, blæk og elektronik. Ultralyd vådkemisk syntese er effektiv, pålidelig og hurtig vej til at producere preussiske blå nanocubes og preussiske blå analoger såsom kobber hexacyanoferrat og nikkel hexacyanoferrat. Ultralydsudfældede preussiske blå nanopartikler er kendetegnet ved smal partikelstørrelsesfordeling, monospredning og høj funktionalitet.

Preussiske blå og hexacyanoferrat analoger

Preussiske Blå eller jern hexacyanofertrater er almindeligt anvendt som et funktionelt materiale til at designe elektrokemiske applikationer og til fremstilling af kemiske sensorer, elektrokromiske skærme, blæk og belægninger, batterier (natrium-ion batterier), kondensatorer og supercapacitors, kation opbevaringsmaterialer såsom for H + eller Cs +, katalysatorer, theranostics og andre. På grund af sin gode redox aktivitet og høj elektrokemisk stabilitet, preussiske Blå er en metal-organisk ramme (MOF) struktur, der bruges bredt til elektrode modifikation.
Ud over forskellige andre anvendelser anvendes preussiske Blå og dens analoger kobberhexacyanoferrat og nikkelhexacyanoferrat som farveblæk af henholdsvis blå, rød og gul farve.
En stor fordel ved preussiske blå nanopartikler er deres sikkerhed. Preussiske Blå nanopartikler er fuldt biologisk nedbrydelige, biokompiselige, og godkendt af FDA til medicinske anvendelser.

Sonochemical Syntes af preussiske blå nanocubes

Syntesen af preussiske Blå / hexacyanoferrite nanopartikler er reaktion af heterogen våd-kemisk nedbør. For at opnå nanopartikler med en smal partikelstørrelsesfordeling og monodispersitet kræves der en pålidelig udfældningsrute. Ultralydforfald er kendt for pålidelig, effektiv og enkel syntese af nanopartikler af høj kvalitet og pigmenter som magnetit, zink molybdate, zinkphosphomolybdate, forskellige kerne-shell nanopartikler osv.

Sonochemical setup with ultrasonic probe UIP2000hdT and ultrasonic reactor for chemical synthesis

Ultralydsapparatet UIP2000hdT er en kraftfuld sonokemisk anordning til syntese og udfældning af nanopartikler

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Våde-kemiske syntese ruter for preussiske blå nanopartikler

Den sonokemiske rute for preussisk blå nanopartikel syntese er effektiv, facile, hurtig og miljøvenlig. Ultralydfældning giver i preussiske blå nanocubes af høj kvalitet, som er kendetegnet ved ensartet lille størrelse (ca. 5nm), smal størrelsesfordeling og monodispersitet.
Preussiske Blå nanopartikler kan syntetiseres via forskellige udfældningsruter med eller uden polymere stabilisatorer.
Undgå brug af en stabiliserende polymer, preussiske blå nanocubes kan fremskyndes blot ved ultralyd blanding FeCl3 og K3[Fe(CN)6] i nærvær af H2den2.
Brugen af sonokemi i denne form for syntese bidrog til at opnå mindre nanopartikler (dvs. 5 nm i størrelse i stedet for en størrelse på ≈50 nm opnået uden sonikering). (Dacarro et al. 2018)

Casestudier af ultralyd preussisk blå syntese

Prussian blue nanoparticles (also known as iron hexacyanoferrate) can be efficiently synthesized via sonochemical route.Generelt er preussiske blå nanopartikler syntetiseret ved at anvende ultralydbehandlingsmetode.
I denne teknik, 0,05 M opløsning af K4[Fe(CN)6] tilsættes til 100 ml saltsyreopløsning (0,1 mol/L). Den resulterende K4[Fe(CN)6] Vandig opløsning opbevares ved 40ºC i 5 timer, mens opløsningen sonikeres, og derefter afkøles ved stuetemperatur. Det 12 opnåede blå produkt filtreres og vaskes gentagne gange med destilleret vand og absolut ethanol og tørres til sidst i en vakuumovn ved 25ºC i 12 timer.

Den hexacyanoferrite analoge kobber hexacyanoferrit (CuHCF) blev synteteret via følgende rute:
CuHCF-nanopartiklerne blev syntetiseret som pr. følgende ligning:
Cu(NR.3)3 + K4[Fe(CN)6] —> Cu4[Fe(CN)6] + KN03

CuHCF nanopartikler syntetiseres ved den metode, der er udviklet af Bioni et al., 2007 [1]. Blandingen af 10 ml 20 mmol L-1 K3[Fe(CN)6] + 0,1 mol L-1 KCl opløsning med 10 ml 20 mmol L-1 CuCl2 + 0,1 mol L-1 KCl, i en sonikeringskolbe. Blandingen bestråles derefter med ultralydsstråling med høj intensitet i 60 min. og anvender et direkte nedsænkningshorn (20 kHz, 10Wcm-1), der blev dyppet indtil en dybde på 1 cm ind i opløsningen. Under blandingen observeres udseendet af en lysebrun aflejring. Denne spredning er dialysed over 3 dage for at opnå en meget stabil, lys-brun farvet spredning.
(jf. Jassal et al. 2015)

Ultrasonically synthesized Prussian Blue (iron hexacyanoferrate) nanocubes.Wu et al. (2006) syntetiserede preussiske blå nanopartikler via sonokemisk rute fra K4[Fe(CN)6], hvori Fe2+ blev fremstillet ved nedbrydning af [FeII(CN)6]4− ved ultralydbestråling i saltsyre fe2 + + blev oxideret til Fe3 + at reagere med de resterende [FeII(CN)6]4− ioner. Forskergruppen konkluderede, at den ensartede størrelse fordeling af syntetiserede preussiske blå nanocubes er forårsaget af virkningerne ultralydbehandling. FE-SEM billedet til venstre viser sonokemisk syntetiseret jern hexacyanoferrat nanocubes af Wu's forskningsgruppe.

Storstilet syntese: at forberede PB nanopartikler på en storstilet, PVP (250 g) og K3[Fe(CN)6] (19.8 g) were added into 2,000 mL of HCl solution (1 M). The solution was sonicated until clear and then placed in an oven at 80°C to achieve an ageing reaction for 20–24 hours. The mixture was then centrifuged at 20,000 rpm for 2 hours for the collection of PB nanoparticles. (Safety note: In order to expel any HCN created, the reaction should be carried out in a fume hood).

TEM of Prussian Blue nanocubes

TEM mikrograf af preussiske blå nanocubes stabiliseret med citrat
undersøgelse og billede: Dacarro et al. 2018

Ultralydsonder og sonokemiske reaktorer til preussisk blå syntese

Hielscher Ultrasonics er langtidsledige oplevelser producent af højtydende ultralydsudstyr, der bruges over hele verden i laboratorier og industriel produktion. Den sonokemiske syntese og udfældning af nanopartikler og pigmenter er et krævende program, der kræver højeffekt ultralydssonder, der genererer konstante amplituder. Alle Hielscher ultralydsenheder er designet og fremstillet til at blive betjent til 24/7 under fuld belastning. Ultralydsprocessorer fås fra kompakte 50 watt laboratorie ultrasonicators til 16.000watts kraftfulde inline ultralydsystemer. En bred vifte af booster horn, sonotrodes og flow celler giver mulighed for den individuelle opsætning af en sonokemisk system i korrespondance til prækursorer, vej og slutprodukt.
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydssonder, der specifikt kan indstilles til at levere hele spektret af meget milde til meget høje amplituder. Hvis din sonokemiske applikation kræver usædvanlige specifikationer (f.eks. meget høje temperaturer), er tilpassede ultralydssonnotroder tilgængelige. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift på tunge og i krævende miljøer.

Sonokemisk Batch og Inline Syntese

Hielscher ultralydssonder kan bruges til batch og kontinuerlig inline sonikering. Afhængigt af reaktionsvolumen og reaktionshastighed vil vi anbefale dig den mest egnede ultralydsopsætning.

Ultralydsonder og Sono-reaktorer for enhver volumen

Hielscher Ultrasonics produktsortiment dækker hele spektret af ultralydsprocessorer fra kompakte lab ultrasonicators over bench-top og pilot systemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle truckloads i timen. Hele produktsortimentet giver os mulighed for at tilbyde dig det mest egnede ultralydsudstyr til din væske, proceskapacitet og produktionsmål.

Præcist kontrollerbare amplituder for optimale resultater

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Alle Hielscher ultralydsprocessorer er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten af sonokemiske og sonomekanisk inducerede reaktioner. Alle Hielscher Ultralyd’ processorer giver mulighed for den præcise indstilling af amplituden. Sonotroder og booster horn er tilbehør, der gør det muligt at ændre amplituden i en endnu bredere vifte. Hielschers industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og levere den nødvendige ultralydsintensitet til krævende applikationer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at syntetisere dine preussiske blå nanocubes og hexacyanoferrate analoger under de mest effektive ultralydsforhold. Optimal sonikering for mest effektive nanopartikelsyntese!
Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift på tunge og i krævende miljøer. Dette gør Hielschers ultralydsudstyr til et pålideligt arbejdsværktøj, der opfylder dine sonokemiske proceskrav.

Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland

Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydsenheder er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robusthed og pålidelighed af Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er et naturligt kendetegn ved Hielschers højtydende ultralydssonder og reaktorer.

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyds homogenisatorer til dispersion, emulgering og celle ekstraktion.

High-Power ultralyd homogenisatorer fra Lab til Pilot og Industriel vægt.

Litteratur / Referencer



Fakta Værd at vide

Preussisk blå

Preussisk Blå er kemisk korrekt betegnes som jernhexacyanoferrat (Jern (II,III) hexacyanoferrat (II,III)), men i daglig tale er også kendt som Berlin blå, ferrisk ferrocyanid, ferric hexacyanoferrat, jern(III) ferrocyanid, jern(III) hexacyanoferrat(II) og parisisk blå.
Preussisk blå beskrives som en dyb blå pigment, der produceres, når oxidation af jernholdige jerncyanid salte opstår. Den indeholder ferrisk hexacyanoferrat(II) i en kubisk gitter krystalstruktur. Det er uopløseligt i vand, men har også tendens til at danne en kolloid således kan eksistere i enten kolloid eller vandopløselig form, og en uopløselig form. Det er mundtligt administreres til kliniske formål, der skal anvendes som modgift mod visse former for tungmetalforgiftning, såsom thallium og radioaktive isotoper af cæsium.
Analoger af jernhexacyanoferrat (preussisk blå) er kobberhexacyanoferrat, kobolthexacyanoferrat, zinkhexacyanoferrat og nikkelhexacyanoferrat.

Natrium-ion batterier

Natrium-ion-batteriet (NIB) er en type genopladeligt batteri. I modsætning til lithium-ion-batteriet bruger natriumionbatteriet natriumioner (Na+) i stedet for lithium som ladebærere. Ellers er sammensætningen, funktionsprincippet og cellekonstruktionen stort set identisk med de almindelige og udbredte lithium-ion-batterier. Den væsentligste forskel mellem disse begge batterityper er, at der i Li-ion kondensatorer lithium forbindelser anvendes, mens der i Na-ion batterier natriummetaller anvendes. Det betyder, at katoden i et natrium-ion-batteri indeholder natrium- eller natriumkompositater og en anode (ikke nødvendigvis et natriumbaseret materiale) samt en flydende elektrolyt, der indeholder dissocierede natriumsalte i polære protiske eller aprotiske opløsningsmidler. Under opladningen udvindes Na+ fra katoden og indsættes i anoden, mens elektronerne bevæger sig gennem det eksterne kredsløb. Under afladningen opstår den omvendte proces, hvor Na+ trækkes ud af anoden og sættes i katoden igen, mens elektronerne bevæger sig gennem det eksterne kredsløb og udfører nyttigt arbejde. Ideelt set bør anoden og katodematerialerne kunne modstå gentagne cyklusser af natriumlagring uden nedbrydning for at sikre en lang livscyklus.
Sonokemisk syntese er en pålidelig og effektiv teknik til at producere høj kvalitet bulk natrium metalsalte, som kan bruges til fremstilling af natrium-ion kondensatorer. Syntesen af natriumpulver opnås via ultralydsspredning af smeltet natriummetal i mineralsk olie. Hvis du er interesseret i ultralydssyntese natriummetalsalte, så spørg os om mere information ved enten at udfylde kontaktformularen, sende os en e-mail (til info@hielscher.com) eller ringer til os!

Metal-organiske rammestrukturer

Metal-organiske rammer (MOFs) er en klasse af forbindelser, der består af metalioner eller klynger koordineret til organiske ligander, som kan danne en-, to-eller tre-dimensionelle strukturer. De er en underklasse af koordinering polymerer. Koordinationspolymerer dannes af metaller, som er forbundet af ligands (såkaldte linkermolekyler), således at der dannes gentagne koordinationsmotiver. Deres vigtigste funktioner omfatter krystallinitet og være ofte porøs.
Læs mere om ultralydssyntesen af metal-organiske rammer (MOF) strukturer!