Υπερηχητική υγρή-κατακρήμνιση των πρωσικών μπλε νανοκουμπών

Πρωσικό μπλε ή εξακυανιούχο σίδηρο είναι ένα νανο-δομημένο μεταλλικό οργανικό πλαίσιο (MOF), που χρησιμοποιείται στην κατασκευή μπαταριών νατρίου-ιόντων, βιοϊατρική, μελάνια και ηλεκτρονικά. Υπερήχων υγρή-χημική σύνθεση είναι αποτελεσματική, αξιόπιστη και ταχεία οδό για την παραγωγή Πρωσική Μπλε νανοκουμπές και Πρωσική μπλε ανάλογα, όπως ο εξακυανιούχος χαλκός και εξακυανιωτικό νικέλιο. Τα υπερηχητικά κατακρημνισμένους πρωσικά μπλε νανοσωματίδια χαρακτηρίζονται από τη στενή κατανομή μεγέθους σωματιδίων, τη μονο-διασπορά και την υψηλή λειτουργικότητα.

Πρωσικά Μπλε και Εξακυανοφερικά Ανάλογα

Οι πρωσικοί μπλε ή εξακυανιούχοι σίδηρος χρησιμοποιούνται ευρέως ως λειτουργικό υλικό για το σχεδιασμό ηλεκτροχημικών εφαρμογών και για την κατασκευή χημικών αισθητήρων, ηλεκτροχρωμικών οθονών, μελανιών και επιχρισμάτων, μπαταριών (μπαταρίες ιόντωναδικού νατρίου), πυκνωτών και υπερπυκνωτών, υλικών αποθήκευσης κατιόντων, όπως για H+ ή Cs+, καταλύτες, theranostics και άλλα. Λόγω της καλής redox δραστηριότητάς του και της υψηλής ηλεκτροχημικής σταθερότητας, το πρωσικό μπλε είναι μια δομή μετάλλων-οργανικών πλαισίων (MOF) που χρησιμοποιείται ευρέως για την τροποποίηση ηλεκτροδίων.
Εκτός από διάφορες άλλες εφαρμογές, το Πρωσικό Μπλε και τα ανάλογα του εξακυανιούχανου χαλκού και εξακυανιούχο νικέλιο χρησιμοποιούνται ως έγχρωμα μελάνια μπλε, κόκκινου και κίτρινου χρώματος, αντίστοιχα.
Ένα τεράστιο πλεονέκτημα των πρωσικών μπλε νανοσωματιδίων είναι η ασφάλειά τους. Τα πρωσικά μπλε νανοσωματίδια είναι πλήρως βιοδιασπώμενα, βιοσυμβατά και εγκεκριμένα από το FDA για ιατρικές εφαρμογές.

Sonochemical Σύνθεση των πρωσικών μπλε νανοκουμπών

Η σύνθεση των πρωσικών μπλε / εξακυανοφερίτη νανοσωματιδίων είναι αντίδραση της ετερογενής υγρής χημικής βροχόπτωσης. Για την απόκτηση νανοσωματιδίων με στενή κατανομή μεγέθους σωματιδίων και μονοδιασυθικότητα, απαιτείται αξιόπιστη οδός καθίζησης. Η υπερηχητική κατάρρευση είναι γνωστή για την αξιόπιστη, αποτελεσματική και απλή σύνθεση νανοσωματιδίων υψηλής ποιότητας και χρωστικών ουσιών όπως μαγνητίτης, μολυβδάτη ψευδαργύρου, φωσφομολυβδαίτης ψευδαργύρου, διάφορα νανοσωματίδια πυρήνα-κελύφους κ.λπ.

Διαδρομές υγρής χημικής σύνθεσης για πρωσικά μπλε νανοσωματίδια

Η sonochemical διαδρομή της πρωσικής μπλε σύνθεσης νανοσωματιδίων είναι αποτελεσματική, εύκολη, ταχεία και φιλική προς το περιβάλλον. Υπερηχητικές αποδόσεις καθίζησης σε υψηλής ποιότητας πρωσικά μπλε νανοκουμπές, τα οποία χαρακτηρίζονται από ομοιόμορφο μικρό μέγεθος (περίπου 5nm), στενή κατανομή μεγέθους, και μονοδιασπασία.
Τα πρωσικά μπλε νανοσωματίδια μπορούν να συντεθούν μέσω διαφόρων οδών καθίζησης με ή χωρίς πολυμερείς σταθεροποιητές.
Αποφεύγοντας τη χρήση ενός σταθεροποιητικού πολυμερούς, πρωσικό μπλε nanocubes μπορεί να κατακρημνιστεί απλά με υπερήχους ανάμειξη FeCl₃ και Κ₃[Fe(CN)₆] παρουσία H₂ο₂.
Η χρήση της sonochemistry σε αυτό το είδος σύνθεσης βοήθησε στην απόκτηση μικρότερων νανοσωματιδίων (δηλαδή, 5 nm σε μέγεθος αντί για ένα μέγεθος ☐50 nm που λαμβάνονται χωρίς υπερήχηση). (Dacarro et al. 2018)

Μελέτες περιπτώσεων της υπερηχητικής πρωσικής μπλε σύνθεσης

Γενικά, πρωσικά μπλε νανοσωματίδια συντίθενται με τη χρήση υπερήχων μέθοδο.
Σε αυτή την τεχνική, διάλυμα 0,05 M του K₄[Fe(CN)₆] προστίθεται σε 100 ml διαλύματος υδροχλωρικού οξέος (0,1 mol/L). Η προκύπτουσα K₄[Fe(CN)₆] το υδατικό διάλυμα διατηρείται στους 40ºC για 5 ώρες ενώ υπερήχηση του διαλύματος και στη συνέχεια αφήνεται να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου. Το παραγόμενο μπλε προϊόν φιλτράρεται και πλένεται επανειλημμένα με απεσταγμένο νερό και απόλυτη αιθανόλη και, τέλος, ξηραίνεται σε φούρνο κενού στους 25ºC επί 12 ώρες.

Το εξακυανοφερίτη αναλογικό εξακυανοφερίτη χαλκού (CuHCF) συντέθηκε μέσω της ακόλουθης οδού:
Τα νανοσωματίδια CuHCF συντέθηκαν σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση:
Cu(ΑΡΙΘ.₃),₃ + K₄[Fe(CN)₆] —> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

Τα νανοσωματίδια CuHCF συντίθενται με τη μέθοδο που αναπτύχθηκε από την Bioni et al., 2007 [1]. Το μείγμα των 10 mL των 20 mmol L^-1 K₃[Fe(CN)₆] + 0,1 mol L^-1 Διάλυμα KCl με 10 mL 20 mmol L^-1 CuCl₂ + 0,1 mol L^-1 KCl, σε μια φιάλη υπερήχων. Το μίγμα ακτινοβολείται έπειτα με την ακτινοβολία υπερήχων υψηλής έντασης για 60 λεπτά, που χρησιμοποιεί ένα άμεσο κέρατο τιτανίου βύθισης (20 kHz, 10Wcm^-1) που ήταν βουτηγμένο μέχρι βάθους 1 cm στο διάλυμα. Κατά τη διάρκεια του μείγματος παρατηρείται η εμφάνιση ενός ανοιχτό-καφέ εναπόθεση. Αυτή η διασπορά είναι dialysed πάνω από 3 ημέρες, προκειμένου να επιτευχθεί μια πολύ σταθερή, ανοιχτό καφέ χρώματος διασποράς.
(πρβλ. Jassal et al. 2015)

Wu et al. (2006) σύνθεση Πρωσική Μπλε νανοσωματίδια μέσω sonochemical διαδρομή από την Κ₄[Fe(CN)₆], στην οποία το Fe2+ παρήχθη με την αποσύνθεση του [FeII(CN)6]4− με υπερηχητική ακτινοβολία σε υδροχλωρικό οξύ· το Fe^{2 +} οξειδώνεται σε Fe^{3 +} να αντιδράσει με το υπόλοιπο [FeII(CN)₆]4− ιόντα. Η ερευνητική ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η ομοιόμορφη κατανομή μεγέθους των συντεθειών πρωσικών μπλε νανοκουμπών προκαλείται από τις επιπτώσεις ultrasonication. Η εικόνα FE-SEM στα αριστερά δείχνει sonochemicculικά συντεθειμένα νανοκουβών σιδήρου εξακυανοφερτικό από την ερευνητική ομάδα του Wu.

Σύνθεση μεγάλης κλίμακας: προετοιμασία νανοσωματιδίων PB σε μεγάλη κλίμακα, PVP (250 g) και K₃[Fe(CN)₆] (19,8 g) προστέθηκαν σε διάλυμα HCl 2.000 mL (1 M). Το διάλυμα ήταν sonicated μέχρι σαφής και στη συνέχεια τοποθετείται σε ένα φούρνο στους 80 °C για να επιτευχθεί μια αντίδραση γήρανσης για 20-24 ώρες. Στη συνέχεια, το μείγμα φυγοκεντρήθηκε στις 20.000 σ.α.λ. για 2 ώρες για τη συλλογή νανοσωματιδίων PB. (Σημείωση ασφαλείας: Για να αποβάλετε οποιοδήποτε HCN δημιουργηθεί, η αντίδραση πρέπει να πραγματοποιείται σε κουκούλα καπνού).

Υπερηχητικοί ανιχνευτές και sonochemical αντιδραστήρες για την πρωσική μπλε σύνθεση

Hielscher Ultrasonics είναι μακροπρόθεσμη κατασκευαστής εμπειρίες υψηλής απόδοσης υπερήχων που χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο σε εργαστήρια και βιομηχανική παραγωγή. Η sonochemical σύνθεση και η κατακρήμνιση των νανοσωματιδίων και των χρωστικών ουσιών είναι μια απαιτητική εφαρμογή που απαιτεί υψηλής ισχύος υπερήχους καθετήρες που παράγουν σταθερά πλάτη. Όλες οι συσκευές υπερήχων Hielscher έχουν σχεδιαστεί και κατασκευαστεί για να λειτουργούν για 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα υπό πλήρες φορτίο. Οι υπερηχητικοί επεξεργαστές είναι διαθέσιμοι από τους συμπαγείς ultrasonicators εργαστηρίων 50 watt σε 16.000watts ισχυρά ενσωματωμένα υπερηχητικά συστήματα. Μια μεγάλη ποικιλία από αναμνηστικά κέρατα, sonotrodes και κύτταρα ροής επιτρέπουν την ατομική εγκατάσταση ενός sonochemical συστήματος σε αντιστοιχία με τις πρόδρομες ουσίες, μονοπάτι και τελικό προϊόν.
Hielscher Υπερήχων κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων καθετήρες που μπορεί να θέσει ειδικά για να παραδώσει το πλήρες φάσμα των πολύ ήπια έως πολύ υψηλά πλάτη. Εάν η sonochemical εφαρμογή σας απαιτεί τις ασυνήθιστες προδιαγραφές (π.χ., πολύ υψηλές θερμοκρασίες), τα προσαρμοσμένα υπερηχητικά sonotrodes είναι διαθέσιμα. Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού της Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα επαγγελματικά και απαιτητικά περιβάλλοντα.

Sonochemical παρτίδα και ενσωματωμένη σύνθεση

Hielscher υπερήχων καθετήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για παρτίδα και συνεχή inline υπερήχηση. Ανάλογα με τον όγκο αντίδρασης και την ταχύτητα αντίδρασης, θα σας προτείνουμε την πιο κατάλληλη εγκατάσταση υπερήχων.

Υπερηχητικοί ανιχνευτές και sono-αντιδραστήρες για οποιοδήποτε όγκο

Hielscher Ultrasonics σειρά προϊόντων καλύπτει το πλήρες φάσμα των υπερήχων επεξεργαστές από συμπαγή ultrasonicators εργαστήριο πάνω από πάγκο-top και πιλοτικά συστήματα για την πλήρως βιομηχανική υπερήχων επεξεργαστές με την ικανότητα να επεξεργάζονται truckloads ανά ώρα. Η πλήρης σειρά προϊόντων μας επιτρέπει να σας προσφέρουμε τον καταλληλότερο υπερηχητικό εξοπλισμό για το υγρό, την ικανότητα διαδικασίας και τους στόχους παραγωγής σας.

Ακριβώς ελέγξιμα πλάτη για βέλτιστα αποτελέσματα

Όλοι οι επεξεργαστές υπερήχων Hielscher είναι ακριβώς ελέγξιμες και με αυτόν τον τρόπο αξιόπιστα άλογα εργασίας. Το πλάτος είναι μία από τις κρίσιμες παραμέτρους της διαδικασίας που επηρεάζουν την αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα των ηχητικά και ηχητικά προκληθείσες αντιδράσεις. Όλα hielscher υπερήχων’ επεξεργαστές επιτρέπουν την ακριβή ρύθμιση του εύρους. Sonotrodes και αναμνηστικά κέρατα είναι αξεσουάρ που επιτρέπουν να τροποποιήσει το πλάτος σε ένα ακόμη ευρύτερο φάσμα. Οι βιομηχανικοί υπερηχητικοί επεξεργαστές hielscher μπορούν να παραδώσουν τα πολύ υψηλά πλάτη και να παραδώσουν την απαιτούμενη υπερηχητική ένταση για τις απαιτητικές εφαρμογές. Τα πλάτη μέχρι 200μm μπορούν να τρέξουν εύκολα συνεχώς στη λειτουργία 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα.
Οι ακριβείς ρυθμίσεις εύρους και η μόνιμη παρακολούθηση των παραμέτρων της διαδικασίας υπερήχων μέσω έξυπνου λογισμικού σας δίνουν τη δυνατότητα να συνθέσετε τα πρωσικά μπλε νανοκουμπές σας και τα εξακυανοφερικά ανάλογα υπό τις πιο αποτελεσματικές συνθήκες υπερήχων. Βέλτιστη υπερήχηση για την πιο αποτελεσματική σύνθεση νανοσωματιδίων!
Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού της Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα επαγγελματικά και απαιτητικά περιβάλλοντα. Αυτό καθιστά τον υπερηχητικό εξοπλισμό hielscher ένα αξιόπιστο εργαλείο εργασίας που ικανοποιεί τις sonochemical απαιτήσεις διαδικασίας σας.

Υψηλότερη ποιότητα – Σχεδιασμένο και κατασκευασμένο στη Γερμανία

Ως οικογενειακή και οικογενειακή επιχείρηση, η Hielscher δίνει προτεραιότητα στα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας για τους επεξεργαστές υπερήχων της. Όλα τα ultrasonicators σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και ελέγχονται λεπτομερώς στην έδρα μας σε Teltow κοντά στο Βερολίνο, Γερμανία. Η ευρωστία και η αξιοπιστία του υπερηχητικού εξοπλισμού της Hielscher το καθιστούν άλογο εργασίας στην παραγωγή σας. 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία υπό πλήρες φορτίο και σε απαιτητικά περιβάλλοντα είναι ένα φυσικό χαρακτηριστικό των υψηλής απόδοσης υπερήχων ανιχνευτές hielscher και αντιδραστήρες.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας: