Preussin sinisten nanokuvien ultraäänisinkiiteetin
Preussin sininen tai rautaheksasyanoferraatti on nanorakenteinen metallinen orgaaninen kehys (MOF), jota käytetään natriumioniakkujen valmistuksessa, biolääketieteessä, musteissa ja elektroniikassa. Ultraääni märkä-kemiallinen synteesi on tehokas, luotettava ja nopea reitti tuottaa Preussin Blue nanocubes ja Preussin sininen analogit, kuten kupari heksasyanoferraatti ja nikkeli heksasyanoferrate. Ultraäänellä saostettu Preussin siniset nanohiukkaset ovat ominaista kapea hiukkaskokojakauma, mono-dispersiteetti ja korkea toiminnallisuus.
Preussin siniset ja heksasyanoferrate analogit
Preussin sinistä tai rautaa heksasyanoferraatteja käytetään laajalti toiminnallisena materiaalina sähkökemiallisten sovellusten suunnittelussa ja kemiallisten antureiden, sähkökromisten näyttöjen, mustkien ja pinnoitteiden, paristojen (natriumioniakkujen), kondensaattorien ja superkondensaattorien, kationin varastointimateriaalien, kuten H+: n tai Cs+:n, katalyyttien, asenteiden ja muiden valmistuksen valmistamiseksi. Hyvän redox-aktiivisuutensa ja korkean sähkökemiallisen stabiilisuuden ansiosta Preussin sininen on metalli-orgaaninen kehys (MOF), jota käytetään laajalti elektrodin muuntamiseen.
Erilaisten muiden sovellusten lisäksi Preussin blueta ja sen analogeja kupari-heksasyanoferraattia ja nikkeli-heksasyanoferraattia käytetään sinisen, punaisen ja keltaisen värisivärinä.
Preussin sinisten nanohiukkasten valtava etu on niiden turvallisuus. Preussin siniset nanohiukkaset ovat täysin biohajoavia, bioyhteensopivia ja FDA:n hyväksymiä lääketieteellisiin sovelluksiin.
Sonochemical synteesi Preussin Blue Nanocubes
Preussin sinisen / heksasyanoferriitti nanohiukkasten synteesi on heterogeenisen märkäkemiallisen saostumisen reaktio. Nanohiukkasten saamiseksi kapealla hiukkaskokojakaumalla ja monodispersityllä tarvitaan luotettava sadereitti. Ultraääniprecicipitation on tunnettu luotettava, tehokas ja yksinkertainen synteesi laadukkaita nanohiukkasia ja pigmenttejä, kuten magnetiitti, sinkkimolybdaatti, sinkkiphosphomolybdate, eri ydin-kuori nanohiukkasia jne.
Ultraäänilaite UIP2000hdT on tehokas sonokemiallinen laite nanohiukkasten synteesiin ja saostumiseen
Märkäkemialliset synteesireitit preussiansinisille nanohiukkasille
Preussin sinisen nanohiukkassynteesin sonokemiallinen reitti on tehokas, facile, nopea ja ympäristöystävällinen. Ultraääni sademäärä tuottaa laadukkaita Preussin Blue nanokummeja, joille on ominaista yhtenäinen pieni koko (n. 5nm), kapea kokojakauma, ja monodispersity.
Preussin siniset nanohiukkaset voidaan syntetisoida eri sadereittien kautta polymeeristen stabilointiaineiden kanssa tai ilman.
Stabilointipolymeerin käytön välttäminen Preussin siniset nanokukat voidaan saostaa yksinkertaisesti sekoittamalla FeCl3 ja k3[Fe(CN)6] H:n läsnä ollessa2O2.
Sonokemian käyttö tällaisessa synteesissä auttoi saamaan pienempiä nanohiukkasia (eli 5 nm kooltaan 50 nm:n koon sijaan, joka saatiin ilman sonikaatiota). (Dacarro et al. 2018)
Tapaustutkimukset ultraääni preussilaisen sininen synteesi
Yleensä Preussin siniset nanohiukkaset syntetisoidaan käyttämällä ultraäänimenetelmää.
Tässä tekniikassa 0,05 M:n K-liuos4[Fe(CN)6] lisätään 100 ml:aan suolahappoliuosta (0,1 mol/l). Tuloksena oleva K4[Fe(CN)6] vesiliuosta pidetään 40 °C:ssa 5 tunnin ajan liuosta ääniteltäessä ja annetaan sen jäähtyä huoneenlämmössä. Saatu sininen tuote suodatetaan ja pestään toistuvasti tislatulla vedellä ja absoluuttilla etanolilla ja kuivataan lopuksi tyhjiöuunissa 25 °C:ssa 12 tunnin jäljissä.
Heksasyanoferriitti analoginen kupari heksasyanoferriitti (CuHCF) syntetisoidaan seuraavalla tavalla:
CuHCF-nanohiukkaset syntetisoidaan seuraavan yhtälön mukaisesti:
Cu(EI3)3 + K4[Fe(CN)6] —> Cu4[Fe(CN)6] + KN03
CuHCF-nanohiukkaset syntetisoidaan Bioni et al., 2007:n kehittämällä menetelmällä [1]. Seos 10 ml 20 ml L-1 K3[Fe(CN)6] + 0,1 mol L-1 KCl-liuos, jossa 10 ml 20 ml l-1 Kävi koulua CuCl2 + 0,1 mol L-1 KCl, sonikaatiopullossa. Sen jälkeen seos säteilytetään korkean intensiteetin ultraäänisäteilyllä 60 minuutin ajan, ja se käyttää suoraa titaanitorvea (20 kHz, 10Wcm-1), joka kastettiin 1 cm:n syvyyteen asti. Seoksen aikana havaitaan vaaleanruskean esiintymän ulkonäkö. Tämä hajonta on dialyysitetty 3 päivän aikana, jotta saadaan erittäin vakaa, vaaleanruskea värillinen dispersio.
(ks. jassal et al. 2015)
Wu et al. (2006) syntetisoitu Preussian siniset nanohiukkaset sonokemiallisen reitin kautta K:sta4[Fe(CN)6], jossa Fe2+ tuotettiin [FeII(CN)6]4− -liuoksella suolahapossa; Fe:n2 +-kirjain hapettui Fe3 +-kirjain reagoida jäljellä olevan [FeII(CN)6]4− ionit. Tutkimusryhmä päätteli, että syntetisoitujen preussien sinisten nanokuutioiden yhtenäinen kokojakauma johtuu ultrasonication-vaikutuksista. Vasemmalla olevassa FE-SEM-kuvassa näkyy Wun tutkimusryhmän sonokemiallisesti syntetisoituja rauta-heksasyanoferraattinanokuutteita.
Laajamittainen synteesi: PB-nanohiukkasten valmistaminen suuressa mittakaavassa, PVP (250 g) ja K3[Fe(CN)6] (19,8 g) lisättiin 2 000 ml:aan HCl-liuosta (1 M). Liuos äänitettiin kirkkaaksi ja laitettiin uuniin 80 °C: een, jotta saavutetaan ikääntymisreaktio 20–24 tunnin ajan. Tämän jälkeen seosta sentrifugoitiin 20 000 rpm:n teholla 2 tunnin ajan PB-nanohiukkasten keräämistä varten. (Turvallisuusohje: HCN:n syntyvöiden karkottamiseksi reaktio on suoritettava savukuvussa).
TEM mikrografi preussin blue nanocubes stabiloitu sitraatti
tutkimus ja kuva: Dacarro et al. 2018
Ultraääni anturit ja sonokemialliset reaktorit preussininen sininen synteesi
Hielscher Ultrasonics on pitkäaikainen kokemus korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteiden valmistaja, jota käytetään maailmanlaajuisesti laboratorioissa ja teollisessa tuotannossa. Nanohiukkasten ja pigmenttien sonokemiallinen synteesi ja saostuminen on vaativa sovellus, joka vaatii suuritehoisia ultraäänikontureita, jotka tuottavat jatkuvia amplitudia. Kaikki Hielscherultraäänilaitteet on suunniteltu ja valmistettu toimimaan 24/ 7 täydellä kuormituksella. Ultraääni prosessorit ovat saatavilla kompakti 50 wattia laboratorio ultrasonicators 16000watts voimakas inline ultraäänijärjestelmiä. Laaja valikoima booster sarvet, sonotrodes ja virtaussolut mahdollistavat yksilöllisen asennuksen sonokemiallinen järjestelmä kirjeenvaihtoon lähtöaineiden, reitti ja lopputuote.
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraääniluotaimia, jotka voidaan erityisesti asettaa toimittamaan täyden kirjon erittäin lieviä tai erittäin korkeita amplitudit. Jos sonokemiallinen sovellus vaatii epätavallisia spesifikaatioita (esim. erittäin korkeita lämpötiloja), saatavilla on räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7-käytön raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä.
Sonochemical Erä ja inline synteesi
Hielscherin ultraäänikonteluja voidaan käyttää erän ja jatkuvan sisäisen sonikoinnin yhteydessä. Reaktiotilavuudesta ja reaktionopeudesta riippuen suosittelemme sinulle sopivinta ultraääniasetusta.
Ultraääni anturit ja Sono-reaktorit tahansa tilavuus
Hielscher Ultrasonics -tuotevalikoima kattaa ultraääniprosessorien täyden kirjon kompakteista laboratorioultraäänitoista penkki- ja pilottijärjestelmien yli täysin teollisiin ultraääniprosessoreihin, joilla on kyky käsitellä kuorma-autokuormaa tunnissa. Koko tuotevalikoiman avulla voimme tarjota sinulle sopivimmat ultraäänilaitteet neste-, prosessikapasiteetti- ja tuotantotavoitteidesi mukaan.
Tarkasti ohjattavat amplitudit optimaaliseen tulokseen
Kaikki Hielscherultraääniprosessorit ovat tarkasti hallittavissa ja siten luotettavia työhevosia. Amplitudi on yksi tärkeimmistä prosessiparametreista, jotka vaikuttavat sonokemiallisesti ja sonomekanisesti aiheutettujen reaktioiden tehokkuuteen ja tehokkuuteen. Kaikki Hielscher Ultrasonics’ prosessorit mahdollistavat amplitudin tarkan asetuksen. Sonotrodes ja booster sarvet ovat lisävarusteita, joiden avulla voidaan muuttaa amplitudi vieläkin laajempi alue. Hielscherin teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin korkeita amplitudit ja antaa vaaditun ultraäänivoimakkuuden vaativiin sovelluksiin. Amplitudit jopa 200μm voidaan helposti jatkuvasti ajaa 24 / 7 käyttö.
Tarkat amplitudiasetukset ja ultraääniprosessin parametrien pysyvä seuranta älykkäiden ohjelmistojen avulla antavat sinulle mahdollisuuden syntetisoida preussiinininsiniset nanokukot ja heksasyanoferrate-analogit tehokkaimmissa ultraääniolosuhteissa. Optimaalinen sonikointi tehokkaimpaan nanoparticle-synteesiin!
Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7-käytön raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä. Tämä tekee Hielscherin ultraäänilaitteista luotettavan työvälineen, joka täyttää sonokemialliset prosessivaatimukset.
Korkealaatuisia – Suunniteltu ja valmistettu Saksassa
Perhe- ja perheyrityksenä Hielscher priorisoi ultraääniprosessoriensa korkeimmat laatustandardit. Kaikki ultrasonicators on suunniteltu, valmistettu ja perusteellisesti testattu pääkonttorimme Teltow lähellä Berliiniä, Saksa. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys ja luotettavuus tekevät siitä tuotantosi työhevosen. 24/7 käyttö täydellä kuormituksella ja vaativissa ympäristöissä on luonnollinen ominaisuus Hielscherin korkean suorituskyvyn ultraääniantureille ja reaktoreille.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| erätilavuus | Virtausnopeus | Suositeltavat laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000 ml | 20 - 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 - 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 - 100 litraa | 2 - 10 l / min | UIP4000hdT |
| n.a | 10 - 100 l / min | UIP16000 |
| n.a | suuremmat | klusterin UIP16000 |
Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!
Korkean tehon ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio että lentäjä ja teollinen mittakaavassa.
Kirjallisuus / Referenssit
- 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.
Tosiasiat, jotka kannattaa tietää
Preussin sininen
Preussininen sininen on kemiallisesti oikea kutsutaan rauta heksasyanoferraatti (Iron(II,III) heksasyanoferrate (II, III)), mutta puhekielessä ist tunnetaan myös Berliinin sininen, rautaferrosyanidi, ferriläinen heksasyanoferraatti, rauta (III) ferrosyanidi, rauta (III) heksasyanoferraatti (II), ja Pariisin sininen.
Preussininen on kuvattu syvän sininen pigmentti, joka tuotetaan, kun hapettuminen rautasyanidin suolat tapahtuvat. Se sisältää ferrisyanoferraattia (II) kuutioristikkokistassa. Se on liukenematon veteen, mutta myös taipumus muodostaa kolloidi siten voi olla joko kolloidinen tai vesiliukoinen muodossa, ja liukenemattomassa muodossa. Se annetaan suun kautta kliinisiin tarkoituksiin käytettäväksi vastalääkkeenä tietyntyyppisiin raskasmetallimyrkytykseen, kuten cesiumin talliumiin ja radioaktiivisiin isotoopeihin.
Rauta-heksasyanoferraatin (Preussinsininen) analogit ovat kuparinen heksasyanoferraatti, koboltti heksasyanoferraatti, sinkki heksasyanoferraatti ja nikkeli heksasyanoferraatti.
Natriumioniakut
Natriumioniakku (NIB) on eräänlainen ladattava akku. Toisin kuin litiumioniakku, natriumioniakku käyttää latauskantoina litiumin sijasta natriumioneja (Na+). Muussa tapauksessa koostumus, toimintaperiaate ja kennon rakenne ovat laajalti identtiset yhteisten ja laajalti käytettyjen litiumioniakkujen koostumuksen, toimintaperiaatteen ja kennon rakenteen kanssa. Suurin ero näiden molempien akkutyyppien välillä on se, että Li-ion-kondensaatteissa käytetään litiumyhdisteitä, kun taas Na-ion-akuissa käytetään natriummetalleja. Tämä tarkoittaa, että natriumioniakun katodi sisältää natrium- tai natriumkomposiitteja ja anodin (ei välttämättä natriumpohjaisen materiaalin) sekä nestemäisen elektrolyytin, joka sisältää dissosioituja natriumsuoloja polaarisiin prootti- tai aproottisiin liuottimisiin. Latauksen aikana Na+ otetaan katodista ja työnnetaan anodiin, kun elektronit kulkevat ulkoisen piirin läpi; purkamisen aikana tapahtuu päinvastainen prosessi, jossa Na+ uutetaan anodista ja asetetaan uudelleen katodiin ulkoisen piirin läpi kulkevien elektronien tehdessä hyödyllistä työtä. Ihannetapauksessa anodi- ja katodimateriaalien tulisi kestää toistuvat natriumvarastointisyklit ilman hajoamista pitkän elinkaaren varmistamiseksi.
Sonokemiallinen synteesi on luotettava ja tehokas tekniikka korkealaatuisten natriummetallisuolojen valmistamiseen, joita voidaan käyttää natriumionikondensaattoreita valmistavaan valmistukseen. Natriumjauheen synteesi saavutetaan sulan natriummetallin ultraäänisijoittoitumisella mineraaliöljyyn. Jos olet kiinnostunut natriummetallisuolojen ultraäänisyntetisoimisesta, kysy meiltä lisätietoja joko täyttämällä yhteydenottolomake, lähettämällä meille sähköpostia (info@hielscher.com) tai soittaminen meille!
Metalli-orgaaniset kehysrakenteet
Metalli-orgaaniset puitteet (MOF) ovat yhdisteiden luokka, joka koostuu orgaanisiin ligandien koordinoimiin metalliioneihin tai klustereihin, jotka voivat muodostaa yksi-, kaksi- tai kolmiulotteisia rakenteita. Ne ovat koordinointipolymeerien alaluokka. Koordinointipolymeerit muodostuvat metalleista, jotka liittyvät ligandeihin (ns. linkermolekyylejä), jotta muodostuu toistuvia koordinaatiomotiivit. Niiden tärkeimmät ominaisuudet ovat kiteyttävyys ja on usein huokoinen.
Lue lisää metalli-orgaanisten kehysten (MOF) rakenteiden ultraäänisynteesistä!