Preussin sinisten nanokuvien ultraäänisinkiiteetin
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.
The ultrasonicator UIP2000hdT is a powerful sonochemical device for the synthesis and precipitation of nanoparticles
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] aqueous solution is kept at 40ºC for 5 h whilst sonicating the solution and then allowed to cool at room temperature. The obtained blue product is filtered and washed repeatedly with distilled water and absolute ethanol and finally dried in a vacuum oven at 25ºC for 12 h.
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− ions. The research group concluded that the uniform size distribution of synthesized Prussian blue nanocubes is caused by the effects ultrasonication. The FE-SEM image on the left shows sonochemically synthesized iron hexacyanoferrate nanocubes by Wu’s research group.
Laajamittainen synteesi: PB-nanohiukkasten valmistaminen suuressa mittakaavassa, PVP (250 g) ja 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 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.
Sodium-Ion Batteries
The sodium-ion battery (NIB) is a type of rechargeable battery. In contrast to the lithium-ion battery, the sodium ion battery uses sodium ions (Na+) instead of lithium as the charge carriers. Otherwise, the composition, functioning principle and cell construction are widely identical with that of the common and widely used lithium-ion batteries. The main difference between those both battery types is that in Li-ion capacitors lithium compounds are used, whilst in Na-ion batteries sodium metals are applied. This means that the cathode of a sodium-ion battery contains sodium or sodium composites and an anode (not necessarily a sodium-based material) as well as a liquid electrolyte containing dissociated sodium salts in polar protic or aprotic solvents. During charging, Na+ are extracted from the cathode and inserted into the anode while the electrons travel through the external circuit; during discharging, the reverse process occurs where the Na+ are extracted from the anode and re-inserted in the cathode with the electrons travelling through the external circuit doing useful work. Ideally, the anode and cathode materials should be able to withstand repeated cycles of sodium storage without degradation in order to ensure a long life cycle.
Sonochemical synthesis is a reliable and efficient technique to produce high-quality bulk sodium metal salts, which can be used for the manufacturing of sodium-ion capacitors. The synthesis of sodium powder is accomplished via ultrasonic dispersion of molten sodium metal in mineral oil. If you are interested in ultrasonically synthesising sodium metal salts, ask us for more information by either filling the contact form, sending us an email (to info@hielscher.com) or calling us!
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!