Preussin sinisten nanokuutioiden ultraääni märkäsaostuminen

Preussin sininen tai rautaheksasyanoferraatti on nanorakenteinen metallinen orgaaninen kehys (MOF), jota käytetään natriumioniakkujen valmistuksessa, biolääketieteessä, musteissa ja elektroniikassa. Ultraäänimärkäkemiallinen synteesi on tehokas, luotettava ja nopea reitti tuottaa Preussin sinisiä nanokuutioita ja Preussin sinisiä analogeja, kuten kupariheksasyanoferraattia ja nikkeliheksasyanoferraattia. Ultraäänellä saostuneille Preussin sinisille nanohiukkasille on ominaista kapea hiukkaskokojakauma, monodispersiteetti ja korkea toiminnallisuus.

Preussin siniset ja heksasyanoferraattianalogit

Preussin sinistä tai rautaheksasyanoferraattia käytetään laajalti toiminnallisena materiaalina sähkökemiallisten sovellusten suunnittelussa ja kemiallisten antureiden, sähkökromaattisten näyttöjen, musteiden ja pinnoitteiden, paristojen (natriumioniakkujen), kondensaattorien ja superkondensaattoreiden, kationien varastointimateriaalien, kuten H+ tai Cs +, katalyyttien, teranostiikan ja muiden valmistuksessa. Hyvän redox-aktiivisuutensa ja korkean sähkökemiallisen stabiilisuuden ansiosta Preussin sininen on metalli-orgaaninen kehys (MOF), jota käytetään laajalti elektrodin modifikaatioon.
Useiden muiden sovellusten lisäksi Preussin sinistä ja sen analogeja kupariheksasyanoferraattia ja nikkeliheksasyanoferraattia käytetään sinisen, punaisen ja keltaisen värivärisinä musteina.
Preussin sinisten nanohiukkasten valtava etu on niiden turvallisuus. Preussin siniset nanohiukkaset ovat täysin biohajoavia, bioyhteensopivia ja FDA: n hyväksymiä lääketieteellisiin sovelluksiin.

Preussin sinisten nanokuutioiden sonokemiallinen synteesi

Preussin sinisen / heksasyanoferriitin nanohiukkasten synteesi on heterogeenisen märkäkemiallisen saostumisen reaktio. Nanohiukkasten saamiseksi, joilla on kapea hiukkaskokojakauma ja monodispersiteetti, tarvitaan luotettava saostumisreitti. Ultraäänisaostuminen on tunnettu korkealaatuisten nanohiukkasten ja pigmenttien, kuten magnetiitin, sinkkimolybdaatin, sinkkifosfomolybdaatin, erilaisten ydinkuoren nanohiukkasten jne., luotettavasta, tehokkaasta ja yksinkertaisesta synteesistä.

Preussin sinisten nanohiukkasten märkäkemialliset synteesireitit

Preussin sinisen nanohiukkassynteesin sonokemiallinen reitti on tehokas, helppo, nopea ja ympäristöystävällinen. Ultraäänisaostuminen tuottaa korkealaatuisia Preussin sinisiä nanokuutioita, joille on ominaista tasainen pieni koko (noin 5 nm), kapea kokojakauma ja monodispersiteetti.
Preussin siniset nanohiukkaset voidaan syntetisoida erilaisilla saostusreiteillä polymeeristen stabilointiaineiden kanssa tai ilman.
Stabiloivan polymeerin käytön välttäminen Preussin siniset nanokuutiot voidaan saostaa yksinkertaisesti sekoittamalla FeCl ultraäänellä₃ ja K₃[Fe(CN)₆] H:n läsnä ollessa₂O₂.
Sonokemian käyttö tällaisessa synteesissä auttoi saamaan pienempiä nanohiukkasia (eli kooltaan 5 nm ilman sonikaatiota saadun ≈50 nm: n koon sijaan). (Dacarro ym. 2018)

Tapaustutkimukset ultraääni Preussin sininen synteesi

Yleensä Preussin siniset nanohiukkaset syntetisoidaan käyttämällä ultrasonication-menetelmää.
Tässä tekniikassa 0,05 M K-liuos₄[Fe(CN)₆] lisätään 100 ml:aan suolahappoliuosta (0,1 mol/l). Tuloksena oleva K₄[Fe(CN)₆] vesiliuosta pidetään 40 ºC: ssa 5 tunnin ajan liuoksen sonikoinnin aikana ja annetaan sitten jäähtyä huoneenlämpötilassa. Saatu sininen tuote suodatetaan ja pestään toistuvasti tislatulla vedellä ja absoluuttisella etanolilla ja lopuksi kuivataan tyhjiöuunissa 25 °C:ssa 12 tunnin ajan.

Heksasyanoferriittianalogi kupariheksasyanoferriitti (CuHCF) syntetisoitiin seuraavaa reittiä:
CuHCF-nanohiukkaset syntetisoitiin seuraavan yhtälön mukaisesti:
Cu(EI₃)₃ + K₄[Fe(CN)₆] —> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

CuHCF-nanohiukkaset syntetisoidaan Bioni et al., 2007 [1] kehittämällä menetelmällä. Seos, jossa on 10 ml 20 mmol L: tä^-1 K₃[Fe(CN)₆] + 0,1 mol L^-1 KCl-liuos, jossa on 10 ml 20 mmol L:ää^-1 CuCl₂ + 0,1 mol L^-1 KCl, sonikaatiopullossa. Sitten seosta säteilytetään korkean intensiteetin ultraäänisäteilyllä 60 minuutin ajan käyttäen suoraa upotustitaanitorvea (20 kHz, 10Wcm^-1), joka kastettiin liuokseen 1 cm:n syvyyteen. Seoksen aikana havaitaan vaaleanruskean kerrostuman ulkonäkö. Tämä dispersio dialysoidaan 3 päivän aikana, jotta saadaan erittäin stabiili, vaaleanruskea dispersio.
(vrt. Jassal et al. 2015)

(2006) syntetisoi Preussin sinisiä nanohiukkasia sonokemiallisen reitin kautta K: sta₄[Fe(CN)₆], jossa Fe2+ tuotettiin hajottamalla [FeII(CN)6]4− ultraäänisäteilytyksellä suolahapossa; Fe²⁺ hapetettiin Fe:ksi³⁺ reagoida jäljellä olevan [FeII(CN):n kanssa₆]4− ionit. Tutkimusryhmä totesi, että syntetisoitujen Preussin sinisten nanokuutioiden yhtenäinen kokojakauma johtuu vaikutuksista ultrasonication. Vasemmalla olevassa FE-SEM-kuvassa on Wun tutkimusryhmän sonokemiallisesti syntetisoituja rautaheksasyanoferraattinanokuutioita.

Suuren mittakaavan synteesi: PB-nanohiukkasten valmistamiseksi suuressa mittakaavassa, PVP (250 g) ja K₃[Fe(CN)₆] (19,8 g) lisättiin 2 000 ml:aan HCl-liuosta (1 M). Liuos sonikoitiin, kunnes se oli kirkas, ja asetettiin sitten uuniin 80 ° C: seen ikääntymisreaktion saavuttamiseksi 20–24 tunniksi. Sitten seosta sentrifugoitiin nopeudella 20 000 rpm 2 tunnin ajan PB-nanohiukkasten keräämiseksi. (Turvallisuushuomautus: HCN:n poistamiseksi reaktio on suoritettava vetokaapissa).

Ultraäänianturit ja sonokemialliset reaktorit Preussin siniseen synteesiin

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 ultraääniantureita, jotka tuottavat vakioamplitudit. Kaikki Hielscherin ultraäänilaitteet on suunniteltu ja valmistettu toimimaan 24/7 täydellä kuormituksella. Ultraääniprosessoreita on saatavana kompakteista 50 watin laboratorioultraäänilaitteista 16 000 watin tehokkaisiin inline-ultraäänijärjestelmiin. Laaja valikoima tehostesarvia, sonotrodeja ja virtaussoluja mahdollistaa sonokemiallisen järjestelmän yksilöllisen asennuksen esiasteiden, reitin ja lopputuotteen mukaisesti.
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraääniantureita, jotka voivat erityisesti asettaa toimittamaan koko spektrin erittäin lievistä erittäin korkeisiin amplitudit. Jos sonokemiallinen sovelluksesi vaatii epätavallisia eritelmiä (esim. erittäin korkeat lämpötilat), räätälöityjä ultraäänisonotrodeja on saatavana. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä.

Sonokemiallinen erä ja inline-synteesi

Hielscherin ultraääniantureita voidaan käyttää erä- ja jatkuvaan inline-sonikaatioon. Reaktiotilavuudesta ja reaktionopeudesta riippuen suosittelemme sinulle sopivinta ultraääniasetusta.

Ultraäänianturit ja Sono-reaktorit mihin tahansa tilavuuteen

Hielscher Ultrasonics -tuotevalikoima kattaa täyden valikoiman ultraääniprosessoreita kompakteista laboratorioultraäänilaitteista penkki- ja pilottijärjestelmiin täysin teollisiin ultraääniprosessoreihin, joilla on kyky käsitellä kuorma-autokuormia tunnissa. Koko tuotevalikoiman avulla voimme tarjota sinulle sopivimmat ultraäänilaitteet neste-, prosessikapasiteetti- ja tuotantotavoitteisiisi.

Tarkasti säädettävät amplitudit optimaalisiin tuloksiin

Kaikki Hielscherin ultraääniprosessorit ovat tarkasti hallittavissa ja siten luotettavia työhevosia. Amplitudi on yksi ratkaisevista prosessiparametreista, jotka vaikuttavat sonokemiallisesti ja sonomekaanisesti indusoitujen reaktioiden tehokkuuteen ja vaikuttavuuteen. Kaikki Hielscherin ultraääni’ Prosessorit mahdollistavat amplitudin tarkan asettamisen. Sonotrodit ja tehostesarvet ovat lisävarusteita, joiden avulla amplitudia voidaan muuttaa entistä laajemmalla alueella. Hielscherin teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudit ja toimittaa vaaditun ultraääni-intensiteetin vaativiin sovelluksiin. Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti ajaa jatkuvasti 24/7 toiminnassa.
Tarkat amplitudiasetukset ja ultraääniprosessiparametrien pysyvä seuranta älykkään ohjelmiston avulla antavat sinulle mahdollisuuden syntetisoida Preussin sinisiä nanokuutioita ja heksasyanoferraattianalogeja tehokkaimmissa ultraääniolosuhteissa. Optimaalinen sonikaatio tehokkaimpaan nanohiukkassynteesiin!
Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä. Tämä tekee Hielscherin ultraäänilaitteista luotettavan työvälineen, joka täyttää sonokemiallisen prosessin vaatimukset.

Korkealaatuisia – Suunniteltu ja valmistettu Saksassa

Perheyrityksenä ja perheyrityksenä Hielscher asettaa etusijalle ultraääniprosessoriensa korkeimmat laatustandardit. Kaikki ultraäänilaitteet suunnitellaan, valmistetaan ja testataan perusteellisesti pääkonttorissamme Teltowissa lähellä Berliiniä, Saksassa. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys ja luotettavuus tekevät siitä työhevosen tuotannossasi. 24/7 toiminta täydellä kuormituksella ja vaativissa ympäristöissä on Hielscherin korkean suorituskyvyn ultraäänianturien ja reaktoreiden luonnollinen ominaisuus.

Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: