Preisi sinise nanokuubide ultraheli märg-sadestamine
Preisi sinine ehk raudheksatsüanoferraat on nanostruktuurne metallorgaaniline raamistik (MOF), mida kasutatakse naatriumioonakude tootmisel, biomeditsiinis, tintides ja elektroonikas. Ultraheli märg-keemiline süntees on tõhus, usaldusväärne ja kiire rada Preisi sinise nanokuubide ja Preisi siniste analoogide, nagu vaskheksatsüanoferraat ja nikkelheksatsüanoferraat, tootmiseks. Ultraheli sadestunud Preisi siniseid nanoosakesi iseloomustab kitsas osakeste suuruse jaotus, mono-disperssus ja kõrge funktsionaalsus.
Preisi sinine ja heksatsüanoferraadi analoogid
Preisi sinist või raudheksatsüanoferaate kasutatakse laialdaselt funktsionaalse materjalina elektrokeemiliste rakenduste kavandamiseks ja keemiliste andurite, elektrokroomsete kuvarite, tintide ja katete, patareide (naatriumioonakud), kondensaatorite ja superkondensaatorite, katioonide salvestusmaterjalide, näiteks H+ või Cs+, katalüsaatorite, theranostics jt valmistamiseks. Tänu oma heale redoksaktiivsusele ja kõrgele elektrokeemilisele stabiilsusele on Preisi sinine metall-orgaanilise raamistiku (MOF) struktuur, mida kasutatakse laialdaselt elektroodide modifitseerimiseks.
Lisaks mitmesugustele muudele rakendustele kasutatakse Preisi sinist ja selle analooge vaskheksatsüanoferraati ja nikkelheksatsüanoferraati vastavalt sinise, punase ja kollase värvusega värvitintidena.
Preisi sinise nanoosakeste tohutu eelis on nende ohutus. Preisi sinised nanoosakesed on täielikult biolagunevad, bioühilduvad ja FDA poolt meditsiinilisteks rakendusteks heaks kiidetud.
Preisi sinise nanokuubide sonokeemiline süntees
Preisi sinise / heksatsüanoferriidi nanoosakeste süntees on heterogeensete märg-keemiliste sademete reaktsioon. Kitsa osakeste suuruse jaotuse ja monodisperssusega nanoosakeste saamiseks on vaja usaldusväärset sadestamisviisi. Ultraheli sadestamine on hästi tuntud kvaliteetsete nanoosakeste ja pigmentide, nagu magnetiit, tsinkmolübdaat, tsinkfomolübdaat, erinevad südamiku kestaga nanoosakesed jne, usaldusväärse, tõhusa ja lihtsa sünteesi poolest.

Ultrasonikaator UIP2000hdT on võimas sonokeemiline seade nanoosakeste sünteesiks ja sadestamiseks
Preisi siniste nanoosakeste märg-keemilise sünteesi teed
Preisi sinise nanoosakeste sünteesi sonokeemiline tee on tõhus, lihtne, kiire ja keskkonnasõbralik. Ultraheli sademete saagikus on kvaliteetsed Preisi sinised nanokuubid, mida iseloomustab ühtlane väike suurus (umbes 5nm), kitsas suuruse jaotus ja monodisperssus.
Preisi siniseid nanoosakesi saab sünteesida erinevate sadeteede kaudu polümeersete stabilisaatoritega või ilma.
Vältides stabiliseeriva polümeeri kasutamist, võib Preisi siniseid nanokuube sadestada lihtsalt ultraheli segades FeCl3 ja K3[Fe(CN)6] H juuresolekul2O2.
Sonokeemia kasutamine sellises sünteesis aitas saada väiksemaid nanoosakesi (s.o 5 nm suurune suurus ≈50 nm asemel, mis saadi ilma ultrahelitöötluseta). (Dacarro et al. 2018)
Ultraheli Preisi sinise sünteesi juhtumiuuringud
Üldiselt sünteesitakse Preisi sinine Nanoosakesed ultraheliuuringu meetodil.
Selles tehnikas on 0,05 M K lahus4[Fe(CN)6] lisatakse 100 ml (0,1 M vesinikkloriidhappe) lahusele. Saadud K4[Fe(CN)6] vesilahust hoitakse ultraheliga töödeldes 5 tundi temperatuuril 40ºC ja lastakse seejärel toatemperatuuril jahtuda. Saadud sinine toode filtreeritakse ja pestakse korduvalt destilleeritud vee ja absoluutse etanooliga ning kuivatatakse lõpuks vaakumkuivatuskapis 25ºC juures 12 tundi.
Heksatsüanoferriidi analoog vaskheksatsüanoferriit (CuHCF) sünteesiti järgmisel viisil:
CuHCF nanoosakesed sünteesiti vastavalt järgmisele võrrandile:
Cu(NO3)3 + K4[Fe(CN)6] —> Cu4[Fe(CN)6] + KN03
CuHCF nanoosakesed sünteesitakse meetodil, mille on välja töötanud Bioni et al., 2007 [1]. 10 ml ja 20 mmol L segu-1 K3[Fe(CN)6] + 0,1 mol L-1 KCl lahus, milles on 10 ml 20 mmol L-1 CuCl2 + 0,1 mol L-1 KCl, ultrahelitöötluskolvis. Seejärel kiiritatakse segu suure intensiivsusega ultrahelikiirgusega 60 minutit, kasutades otsest sukeldatud titaanist sarve (20 kHz, 10Wcm-1), mis kasteti lahusesse kuni 1 cm sügavuseni. Segu ajal täheldatakse helepruuni ladestuse ilmumist. See dispersioon dialüüsitakse 3 päeva jooksul, et saada väga stabiilne helepruuni värvusega dispersioon.
(vrd Jassal et al. 2015)
Wu jt (2006) sünteesisid Preisi sinised nanoosakesed sonokeemilisel teel K-st4[Fe(CN)6], milles Fe2+ toodeti [FeII(CN)6]4− lagunemisel ultraheli kiiritamisel soolhappes; Fe2+ oksüdeeriti Fe-ks3+ reageerida ülejäänud [FeII(CN)6]4− ioonid. Uurimisrühm jõudis järeldusele, et sünteesitud Preisi siniste nanokuubide ühtlane suuruse jaotus on tingitud ultraheli mõjudest. Vasakul oleval FE-SEM-pildil on Wu uurimisrühma sonokeemiliselt sünteesitud raudheksatsüanoferraadi nanokuubid.
Suuremahuline süntees: PB nanoosakeste valmistamine suuremahuliselt, PVP (250 g) ja K3[Fe(CN)6] (19,8 g) lisati 2 000 ml HCl lahusesse (1 M). Lahust töödeldi ultraheliga töödeldud, kuni see oli selge, ja asetati seejärel ahju temperatuuril 80 °C, et saavutada laagerdumisreaktsioon 20–24 tundi. Seejärel tsentrifuugiti segu kiirusel 20 000 pööret minutis 2 tundi PB nanoosakeste kogumiseks. (Ohutusmärkus: tekkinud HCNi väljutamiseks tuleb reaktsioon läbi viia tõmbekapis.)

Tsitraadiga stabiliseeritud Preisi sinise nanokuubide TEM-mikrograaf
uuring ja pilt: Dacarro et al. 2018
Ultraheli sondid ja sonokeemilised reaktorid Preisi sinise sünteesi jaoks
Hielscher Ultrasonics on pikaajalised kogemused suure jõudlusega ultraheli seadmete tootja, mida kasutatakse kogu maailmas laborites ja tööstuslikus tootmises. Nanoosakeste ja pigmentide sonokkeemiline süntees ja sadestamine on nõudlik rakendus, mis nõuab suure võimsusega ultraheli sonde, mis tekitavad konstantseid amplituudi. Kõik Hielscheri ultraheli seadmed on projekteeritud ja valmistatud kasutamiseks 24/7 täiskoormuse all. Ultraheli protsessorid on saadaval kompaktsetest 50 vattidest laboratoorsed ultrasonikaatorid kuni 16 000watts võimsad inline ultraheli süsteemid. Mitmesugused võimendussarved, sonotroodid ja voolurakud võimaldavad sonokeemilise süsteemi individuaalset seadistamist vastavalt lähteainetele, rajale ja lõpptootele.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli sonde, mis võivad spetsiaalselt seadistada väga kerge kuni väga kõrge amplituudiga kogu spektri. Kui teie sonokeemiline rakendus nõuab ebatavalisi spetsifikatsioone (nt väga kõrged temperatuurid), on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
Sonokeemiline partii ja inline süntees
Hielscheri ultraheli sonde saab kasutada partii ja pideva inline ultrahelitöötluse jaoks. Sõltuvalt reaktsiooni mahust ja reaktsioonikiirusest soovitame teile kõige sobivamat ultraheli seadistust.
Ultraheli sondid ja Sono-reaktorid mis tahes mahu jaoks
Hielscher Ultrasonics tootevalik hõlmab kogu ultraheli protsessorite spektrit kompaktsetest labori ultrasonikaatoritest üle pink-top ja pilootsüsteemide kuni täielikult tööstuslike ultraheli protsessoriteni, mis suudavad töödelda veoautode koormust tunnis. Kogu tootevalik võimaldab meil pakkuda teile kõige sobivamaid ultraheli seadmeid teie vedeliku, protsessi võimsuse ja tootmise eesmärkide jaoks.
Täpselt kontrollitavad amplituudid optimaalsete tulemuste saavutamiseks
Kõik Hielscheri ultraheli protsessorid on täpselt kontrollitavad ja seega usaldusväärsed tööhobused. Amplituud on üks olulisi protsessi parameetreid, mis mõjutavad sonokeemiliselt ja sonomehaaniliselt indutseeritud reaktsioonide tõhusust ja tõhusust. Kõik Hielscheri ultraheli’ Protsessorid võimaldavad amplituudi täpset seadistamist. Sonotroodid ja võimendussarved on tarvikud, mis võimaldavad amplituudi muuta veelgi laiemas vahemikus. Hielscheri tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudid ja pakkuda vajalikku ultraheli intensiivsust nõudlike rakenduste jaoks. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis.
Täpsed amplituudi seaded ja ultraheli protsessi parameetrite püsiv jälgimine nutika tarkvara kaudu annavad teile võimaluse sünteesida oma Preisi sinised nanokubid ja heksatsüanoferraadi analoogid kõige tõhusamates ultraheli tingimustes. Optimaalne ultrahelitöötlus kõige tõhusamate nanoosakeste sünteesiks!
Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades. See muudab Hielscheri ultraheli seadmed usaldusväärseks töövahendiks, mis vastab teie sonokeemiliste protsesside nõuetele.
Kõrgeim kvaliteet – Disainitud ja toodetud Saksamaal
Pereettevõttena ja pereettevõttena seab Hielscher oma ultraheli protsessorite jaoks esikohale kõrgeimad kvaliteedistandardid. Kõik ultrasonikaatorid on projekteeritud, valmistatud ja põhjalikult testitud meie peakontoris Teltowis Berliini lähedal, Saksamaal. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus ja usaldusväärsus muudavad selle teie tootmises tööhobuseks. 24/7 töö täiskoormusel ja nõudlikes keskkondades on Hielscheri suure jõudlusega ultraheli sondide ja reaktorite loomulik omadus.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
---|---|---|
1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Kirjandus / Viited
- Xinglong Wu, Minhua Cao, Changwen Hu, Xiaoyan He (2006): Sonochemical Synthesis of Prussian Blue Nanocubes from a Single-Source Precursor. Crystal Growth & Design 2006, 6, 1, 26–28.
- Vidhisha Jassal, Uma Shanker, Shiv Shanka (2015): Synthesis, Characterization and Applications of Nano-structured Metal Hexacyanoferrates: A Review. Journal of Environmental Analytical Chemistry 2015.
- Giacomo Dacarro, Angelo Taglietti, Piersandro Pallavicini (2018): Prussian Blue Nanoparticles as a Versatile Photothermal Tool. Molecules 2018, 23, 1414.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
Faktid, mida tasub teada
Preisi sinine
Preisi sinist nimetatakse keemiliselt korrektselt raudheksatsüanoferraadiks (raud(II,III)heksatsüanoferraat(II,III)), kuid kõnekeeles on ist tuntud ka kui Berliini sinine, raudferotsüaniid, raudheksatsüanoferraat, raud(III)ferrotsüaniid, raud(III)heksatsüanoferraat(II) ja Pariisi sinine.
Preisi sinist kirjeldatakse kui sügavsinist pigmenti, mis tekib raudferrotsüaniidi soolade oksüdeerumisel. See sisaldab raudheksatsüanoferraati(II) kuubikujulise võre kristallstruktuuris. See on vees lahustumatu, kuid kipub moodustama ka kolloidi, seega võib see esineda kas kolloidses või vees lahustuvas vormis ja lahustumatul kujul. Seda manustatakse suu kaudu kliinilistel eesmärkidel, et kasutada seda vastumürgina teatud liiki raskmetallide mürgistuse korral, nagu tallium ja tseesiumi radioaktiivsed isotoobid.
Raua heksatsüanoferraadi (Preisi sinine) analoogid on vaskheksatsüanoferraat, koobaltheksüanoferraat, tsinkhekstatsüanoferraat ja nikkelheksatsüanoferraat.
naatrium-ioonakud
Naatrium-ioonaku (NIB) on teatud tüüpi laetav aku. Erinevalt liitium-ioonakust kasutab naatriumioonaku laengukandjatena liitiumi asemel naatriumioone (Na+). Vastasel juhul on koostis, toimimispõhimõte ja rakkude ehitus laialdaselt identsed tavaliste ja laialdaselt kasutatavate liitium-ioonakude omaga. Peamine erinevus nende mõlema akutüübi vahel on see, et liitiumkondensaatorites kasutatakse liitiumühendeid, samas kui Na-ioonakudes kasutatakse naatriummetalle. See tähendab, et naatriumioonaku katood sisaldab naatrium- või naatriumkomposiite ja anoodi (mitte tingimata naatriumipõhist materjali), samuti vedelat elektrolüüti, mis sisaldab dissotsieerunud naatriumsooli polaarsetes prootilistes või aprootilistes lahustites. Laadimise ajal ekstraheeritakse katoodist Na+ ja sisestatakse anoodi, samal ajal kui elektronid liiguvad läbi välise vooluringi; tühjendamise ajal toimub vastupidine protsess, kus Na+ ekstraheeritakse anoodist ja sisestatakse uuesti katoodile, kusjuures välise vooluringi läbivad elektronid teevad kasulikku tööd. Ideaaljuhul peaksid anoodi- ja katoodimaterjalid suutma taluda naatriumi säilitamise korduvaid tsükleid ilma lagunemiseta, et tagada pikk elutsükkel.
Sonokeemiline süntees on usaldusväärne ja tõhus meetod kvaliteetsete lahtiste naatriummetallide soolade tootmiseks, mida saab kasutada naatrium-ioonkondensaatorite tootmiseks. Naatriumipulbri süntees toimub sulanud naatriummetalli ultraheli dispersiooni teel mineraalõlis. Kui olete huvitatud naatriummetalli soolade ultraheli sünteesist, küsige meilt lisateavet, täites kontaktvormi, saates meile e-kirja (info@hielscher.com) või helistades meile!
Metall-orgaanilised raamkonstruktsioonid
Metall-orgaanilised raamistikud (MOF) on ühendite klass, mis koosneb orgaaniliste ligandidega koordineeritud metalliioonidest või klastritest, mis võivad moodustada ühe-, kahe- või kolmemõõtmelisi struktuure. Need on koordinatsioonipolümeeride alamklass. Koordinatsioonipolümeerid moodustuvad metallidest, mis on seotud ligandidega (nn linkermolekulid), nii et moodustuvad korduvad koordinatsioonimotiivid. Nende peamisteks omadusteks on kristallilisus ja sageli poorne olemine.
Loe lähemalt metall-orgaaniliste raamstruktuuride (MOF) ultraheli sünteesi kohta!