مافوق صوت مرطوب بارش نانو مکعب های آبی پروس
پروس بلو یا آهن هگسیایانوفرات یک چارچوب آلی فلزی نانوساختار (MOF) است که در ساخت باتری یون سدیم، زیست پزشکی، جوهر و الکترونیک ‐ استفاده می شود. سنتز تر-شیمیایی مافوق صوت مسیر کارآمد، قابل اعتماد و سریعی برای تولید نانوکیوب های آبی پروسی و آنالوگ های آبی پروسی مانند هگزاسیانوفرات مس و هگزاسیانوفرات نیکل است. نانوذرات آبی پروسی که از نظر فراصوتی بارش دارند، با توزیع اندازه ذرات باریک، تک پراکنده بودن و قابلیت های بالا مشخص می شوند.
آنالوگ های آبی پروسی و هگزاسیانوفرات
هکسیانوفرات های آبی یا آهنی پروسی به طور گسترده ای به عنوان یک ماده کاربردی برای طراحی کاربردهای الکتروشیمیایی و ساخت حسگرهای شیمیایی، نمایشگرهای الکتروکرومیک، جوهرها و پوشش ها، باتری ها (باتری های سدیم‐یون)، کاپیکاکتورها و ابرکاپایترها، مواد ذخیره سازی کاتالیزورها مانند H+ یا Cs+، کاتالیزورها، ترانوستیک ها و دیگران استفاده می شوند. پروس بلو با توجه به فعالیت ردوکس خوب و پایداری الکتروشیمیایی بالا، یک ساختار چارچوب فلزی-آلی (MOF) است که به طور گسترده ای برای اصلاح الکترود استفاده می شود.
علاوه بر کاربردهای مختلف دیگر، پروس آبی و آنالوگ های آن هگزاسیانوفرات مس و هگزاسیانوفرات نیکل به ترتیب به عنوان جوهر رنگی رنگ آبی، قرمز و زرد استفاده می شود.
مزیت عظیمی از نانوذرات آبی پروس ایمنی آنهاست. نانوذرات آبی پروسی کاملاً زیست تخریب پذیر، زیست سازگار، و تأیید شده توسط FDA برای کاربردهای پزشکی هستند.
سنتز سونوشیمیایی نانوکیوب های آبی پروسی
سنتز نانوذرات پروس بلو / هکسانوفریت واکنش بارش مرطوب-شیمیایی نامتگن است. به منظور به دست آوردن نانوذرات با توزیع اندازه ذرات باریک و تک توزیعی، نیاز به یک مسیر بارش قابل اعتماد است. precicipitation مافوق صوت به خوبی برای سنتز قابل اعتماد، کارآمد و ساده از نانوذرات با کیفیت بالا و رنگدانه مانند مگنتیت، مولیبدات روی، فسفومولیبدات روی، نانوذرات مختلف هسته پوسته و غیره شناخته شده است.
سونوگرافی UIP2000hdT یک دستگاه سونوشیمیایی قدرتمند برای سنتز و بارش نانوذرات است
راه های سنتز تر و شیمیایی برای نانوذرات آبی پروسی
مسیر سونوشیمیایی سنتز نانوذرات آبی پروس کارآمد، نما، سریع و سازگار با محیط زیست است. بازده بارش مافوق صوت در نانو مکعب های آبی پروسی با کیفیت بالا، که با اندازه کوچک یکنواخت (تقریبا 5nm)، توزیع اندازه باریک، و تک پوشی مشخص شده است.
نانوذرات آبی پروسی را می توان از طریق مسیرهای مختلف بارش با یا بدون ثبات کننده های پلیمری سنتز کرد.
اجتناب از استفاده از پلیمر تثبیت کننده, پروسی آبی نانو مکعب را می توان به سادگی با مخلوط کردن مافوق صوت FeCl بارش3 و K3[Fe(CN)6] در حضور HH2SاميدH2S.
استفاده از سونوشیمی در این نوع سنتز به دست آوردن نانوذرات کوچکتر کمک کرد (به عنوان یکی، اندازه ۵ نانومتر به جای اندازه ≈۵۰ نانومتر به دست آمده بدون فراصوت). (Dacarro et al. 2018)
مطالعات موردی سنتز آبی پروسی مافوق صوت
به طور کلی، نانوذرات آبی پروسی با به کارگیری روش فراصوت سنتز می شوند.
در این تکنیک، محلول 0.05 M K4[Fe(CN)6] به 100 میلی لیتر محلول هیدروکلریک اسید (0.1 مول در لیتر) اضافه شده است. حاصل K4[Fe(CN)6] محلول آبی در 40 درجه سانتی گراد به مدت 5 ساعت نگه داشته می شود در حالی که sonicating راه حل و سپس مجاز به خنک شدن در دمای اتاق. محصول آبی به دست آمده بارها با آب تغزل شده و اتانول مطلق فیلتر و شسته می شود و در نهایت در فر خلاء در 25 درجه سانتی گراد به مدت 12 ساعت خشک می شود.
هگزاسیانوفریت آنالوگ مس هگزاسیانوفریت (CuHCF) از طریق مسیر زیر سنتز شد:
نانوذرات CuHCF به عنوان در معادله زیر سنتز شدند:
Cu(NO3)3 + K4[Fe(CN)6] —> Cu4[Fe(CN)6] + KN03
نانوذرات CuHCF با روش توسعه یافته توسط Bioni و همکاران سنتز, 2007 [1]. مخلوط 10 میلی مول از 20 میلی مول L-1 کی3[Fe(CN)6] + 0.1 مول L-1 محلول KCl با 10 میلی ال 20 میلی مول L-1 CuClH2S + 0.1 mol L-1 KCl، در فلاسک فراصوت. سپس مخلوط با تابش سونوگرافی با شدت بالا به مدت 60 دقیقه تابش, استخدام شاخ تیتانیوم غوطه ور مستقیم (20 کیلوهرتز, 10Wcm-1) که تا عمق یک سانتی متر به محلول فرو رفته بود. در طول مخلوط، ظاهر یک رسوب قهوه ای روشن مشاهده می شود. این پراکنده بیش از 3 روز به منظور به دست آوردن یک پراکنده بسیار پایدار، قهوه ای روشن رنگی دیالیز.
(cf. Jassal et al. 2015)
Wu et al. (2006) synthesised Prussian Blue nanoparticles via sonochemical route from K4[Fe(CN)6], که در آن Fe2+ توسط تجزیه [FeII(CN)6]4− توسط تابش مافوق صوت در هیدروکلریک اسید تولید شد; Fe2 + اکسیده شد به Fe3 + واکنش نشان می دهند با باقی مانده [FeII(CN)6]4− ions. گروه تحقیقاتی به این نتیجه رسیدند که توزیع اندازه یکنواخت نانو مکعب های آبی پروسی سنتز شده ناشی از اثرات فراصوت است. تصویر FE-SEM در سمت چپ نانوکیوب های هگسیانوفرات آهن سنتز شده سونوشیمیایی را توسط گروه تحقیقاتی وو نشان می دهد.
سنتز در مقیاس بزرگ: برای تهیه نانوذرات PB در مقیاس بزرگ، PVP (250 گرم) و K3[Fe(CN)6] (8/19 گرم) به 2000 میلی ال محلول HCl (1 M) اضافه شد. محلول تا روشن شدن فراصوت شد و سپس در فر در ۸۰ درجه سانتی گراد قرار گرفت تا به مدت ۲۰–۲۴ ساعت به واکنش پیری دست یابد. سپس مخلوط در ۲۰٬۰۰۰ rpm به مدت ۲ ساعت برای جمع آوری نانوذرات PB سانتیریفوژ شد. (توجه داشته باشید ایمنی: به منظور اخراج هر HCN ایجاد شده، واکنش باید در هود دود انجام شود).
میکروگراف TEM نانو مکعب های آبی پروسی تثبیت شده با سیترات
مطالعه و تصویر: Dacarro و همکاران 2018
کاوشگرهای مافوق صوت و راکتورهای سونوشیمیایی برای سنتز آبی پروس
Hielscher Ultrasonics تجربه بلند مدت تولید کننده تجهیزات مافوق صوت با کارایی بالا است که در سراسر جهان در آزمایشگاه ها و تولید صنعتی استفاده می شود. سنتز سونوشیمیایی و بارش نانوذرات و رنگدانه ها یک برنامه خواستار است که نیاز به پروب های مافوق صوت با قدرت بالا که تولید دامنه ثابت است. تمام دستگاه های اولتراسونیک Hielscher طراحی و تولید می شود برای عمل 24/7 تحت بار کامل. پردازنده های مافوق صوت در دسترس هستند از جمع و جور 50 وات مافوق صوت آزمایشگاه به 16،000watts سیستم های قدرتمند اینلاین مافوق صوت. طیف گسترده ای از شاخ تقویت کننده, sonotrodes و سلول های جریان اجازه می دهد برای راه اندازی فردی از یک سیستم سونوشیمیایی در مکاتبات به پیش سازها, مسیر و محصول نهایی.
Hielscher مافوق صوت تولید پروب های مافوق صوت با عملکرد بالا است که به طور خاص می تواند مجموعه ای برای ارائه طیف کامل از دامنه های بسیار خفیف به بسیار بالا. اگر نرم افزار سونوشیمیایی شما نیاز به مشخصات غیر معمول (به عنوان مانند، درجه حرارت بسیار بالا)، sonotrodes مافوق صوت سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات مافوق صوت Hielscher اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار.
سونوشیمیایی دسته و سنتز اینلاین
پروب های مافوق صوت Hielscher را می توان برای فراصوت دسته ای و مداوم در خط استفاده می شود. بسته به حجم واکنش و سرعت واکنش، ما به شما توصیه مناسب ترین راه اندازی مافوق صوت.
پروب مافوق صوت و سونو راکتور برای هر حجم
Hielscher مافوق صوت محدوده محصول را پوشش می دهد طیف کاملی از پردازنده های مافوق صوت از سونوگرافی آزمایشگاه جمع و جور بیش از نیمکت بالا و سیستم های آزمایشی به پردازنده های مافوق صوت به طور کامل صنعتی با ظرفیت پردازش truckloads در هر ساعت. محدوده محصول کامل اجازه می دهد تا ما را به شما ارائه مناسب ترین تجهیزات مافوق صوت برای مایع خود را, ظرفیت فرایند و اهداف تولید.
دامنه های دقیقا قابل کنترل برای نتایج مطلوب
تمام پردازنده های مافوق صوت Hielscher دقیقا قابل کنترل و در نتیجه اسب کار قابل اعتماد است. دامنه یکی از پارامترهای فرایند بسیار مهم است که بر کارایی و اثربخشی واکنش های ناشی از سونوشیمیایی و سونومکانیکی تأثیر می گذارد. تمام اولتراسونیک Hielscher’ پردازنده ها امکان تنظیم دقیق دامنه را می دهند. Sonotrodes و بوق تقویت کننده لوازم جانبی است که اجازه می دهد برای تغییر دامنه در محدوده حتی گسترده تر است. پردازنده های مافوق صوت صنعتی Hielscher می تواند دامنه های بسیار بالا ارائه و ارائه شدت مافوق صوت مورد نیاز برای برنامه های کاربردی خواستار. دامنه تا 200μm به راحتی می تواند به طور مداوم در 24/7 عمل اجرا شود.
تنظیمات دامنه دقیق و نظارت دائمی از پارامترهای فرایند مافوق صوت از طریق نرم افزار هوشمند به شما این امکان را به سنتز نانو مکعب های آبی پروسی خود را و آنالوگ های هگزاسیانوفرات تحت موثرترین شرایط مافوق صوت. فراصوت بهینه برای کارآمدترین سنتز نانوذرات!
استحکام تجهیزات مافوق صوت Hielscher اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار. این باعث می شود تجهیزات مافوق صوت Hielscher یک ابزار کار قابل اعتماد است که انجام مورد نیاز فرایند سونوشیمیایی خود را.
بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت در آلمان
Hielscher به عنوان یک کسب و کار متعلق به خانواده و خانواده اداره می شود، بالاترین استانداردهای با کیفیت را برای پردازنده های مافوق صوت خود اولویت بندی می کند. تمام مافوق صوت ها طراحی، تولید و به طور کامل در مقر ما در Teltow در نزدیکی برلین، آلمان آزمایش شده است. استحکام و قابلیت اطمینان از تجهیزات مافوق صوت Hielscher آن را یک اسب کار در تولید خود را. 24/7 عملیات تحت بار کامل و در محیط های خواستار یک ویژگی طبیعی از پروب های مافوق صوت با عملکرد بالا Hielscher و راکتور است.
جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما:
| دسته ای دوره | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500ML | 10 تا پوست 200ml / دقیقه | UP100H |
| 10 به 2000mL | 20 تا 400ML / دقیقه | UP200Ht، UP400St |
| 00.1 به 20L | 00.2 به 4L / دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L / دقیقه | UIP4000hdT |
| خب | 10 تا 100L / min و | UIP16000 |
| خب | بزرگتر | خوشه UIP16000 |
تماس با ما! / از ما بپرسید!
بالا قدرت اسیاب اولتراسونیک از ازمایشگاه ها تا خلبان . . مقیاس.
ادبیات/منابع
- 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.
آمار ارزشمند دانستن
پروس بلو
پروس بلو از نظر شیمیایی درست است که به عنوان هگسیایانوفرات آهن (آهن(II,III) هکسانوفرات(II,III)) اصطلاحاً درست است، اما از نظر محاوره ای با نام های آبی برلینی، فریک فروسیانید، فریک هکسیانوفرات، آهن(III) فروسیانید، آهن(III) هکسیانوفرات(II)، و آبی پاریسی نیز شناخته می شود.
آبی پروسی به عنوان یک رنگدانه آبی عمیق توصیف شده است که زمانی تولید می شود که اکسیداسیون نمک های فروسیانید رخ دهد. این ماده حاوی هکسانوفرات فریک(II) در یک ساختار کریستال شبکه مکعبی است. این نامحلول در آب است اما همچنین تمایل به تشکیل یک کلوئید در نتیجه می تواند در هر دو شکل کلوئیدی و یا محلول در آب وجود دارد, و یک فرم نامحلول. به صورت خوراکی برای مقاصد بالینی تجویز می شود تا به عنوان پادزهر برای انواع خاصی از مسمومیت با فلزات سنگین مانند تالیوم و ایزوتوپ های رادیواکتیو کازیوم مورد استفاده قرار گیرد.
آنالوگ های هگزاسیاانوفرات آهن (پروسی بلو) هگزاسیانوفرات مس، هگزاسیانوفرات کبالت، هگزاسیانوفرات روی، و هگزاسیانوفرات نیکل هستند.
باتری های سدیم یون
باتری یون سدیم (NIB) نوعی باتری قابل شارژ است. در مقابل باتری یون لیتیوم، باتری یون سدیم به جای لیتیوم به عنوان حامل بار از یون سدیم (Na+) استفاده می کند. در غیر این صورت، ترکیب، اصل عملکرد و ساخت سلول به طور گسترده ای با باتری های رایج و پرکاربر لیتیوم یون یکسان است. تفاوت اصلی بین آن هر دو نوع باتری این است که در ترکیبات لی یون ظرفیت لیتیوم استفاده می شود، در حالی که در باتری های Na-ion فلزات سدیم اعمال می شود. این بدان معنی است که کاتد یک باتری سدیم یون حاوی کامپوزیت های سدیم یا سدیم و یک آند (نه لزوماً یک ماده مبتنی بر سدیم) و همچنین یک الکترولیت مایع حاوی نمک های سدیم گسست یافته در حلال های پروتیک یا آپروتیک قطبی است. در هنگام شارژ، Na+ از کاتد استخراج می شود و در حالی که الکترون ها از طریق مدار خارجی سفر می کنند، وارد آند می شوند؛ در هنگام تخلیه، فرایند معکوس رخ می دهد که در آن Na+ از آند استخراج می شود و دوباره در کاتد با الکترون هایی که از طریق مدار خارجی سفر می کنند و کار مفیدی انجام می دهند، وارد می شوند. در حالت ایده آل، مواد آند و کاتد باید قادر به مقاومت در برابر چرخه های مکرر ذخیره سازی سدیم بدون تخریب به منظور اطمینان از یک چرخه عمر طولانی است.
سنتز سونوشیمیایی یک تکنیک قابل اعتماد و کارآمد برای تولید نمک های فلزی سدیم فله ای با کیفیت بالا است که می تواند برای ساخت کپسول های سدیم-ایون مورد استفاده قرار گیرد. سنتز پودر سدیم از طریق پراکنده مافوق صوت فلز سدیم مذاب در روغن معدنی انجام شده است. اگر شما علاقه مند به سنتز فراصوت نمک فلز سدیم، از ما برای کسب اطلاعات بیشتر با پر کردن فرم تماس، ارسال یک ایمیل به ما (به info@hielscher.com) و یا با ما تماس بگير!
سازه های چارچوب فلزی-آلی
چارچوب های فلزی–آلی (MOFs) کلاسی از ترکیبات متشکل از ایون های فلزی یا خوشه های هماهنگ با لیگاندهای آلی هستند که می توانند ساختارهای یک، دو یا سه بعدی را تشکیل دهند. آنها یک زیر کلاس از پلیمرهای هماهنگی هستند. پلیمرهای هماهنگی توسط فلزات تشکیل می شوند که توسط لیگاندها (به اصطلاح مولکول های لینکر) به هم مرتبط می شوند به طوری که انگیزه های هماهنگی تکرار شکل می گیرد. از ویژگی های اصلی آن ها می توان به کریستالی بودن و متخلخل بودن اغلب اشاره کرد.
اطلاعات بیشتر در مورد سنتز مافوق صوت از فلز آلی چارچوب (MOF) ساختار!