અલ્ટ્રાસોનિક વેટ-પ્રુશિયન બ્લુ નેનોક્યુબ્સનું વરસાદ

પ્રુશિયન બ્લુ અથવા આયર્ન હેક્સાસ્યાનોફેરેટ એ નેનો-સ્ટ્રક્ચર્ડ મેટલ ઓર્ગેનિક ફ્રેમવર્ક (MOF) છે, જેનો ઉપયોગ સોડિયમ-આયન બેટરી ઉત્પાદન, બાયોમેડિસિન, શાહી અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક વેટ-કેમિકલ સંશ્લેષણ એ પ્રુશિયન બ્લુ નેનોક્યુબ્સ અને પ્રુશિયન બ્લુ એનાલોગ જેમ કે કોપર હેક્સાક્યાનોફેરેટ અને નિકલ હેક્સાસ્યાનોફેરેટ બનાવવા માટે કાર્યક્ષમ, વિશ્વસનીય અને ઝડપી માર્ગ છે. અલ્ટ્રાસોનિકલી અવક્ષેપિત પ્રુશિયન બ્લુ નેનોપાર્ટિકલ્સ સાંકડી કણોના કદના વિતરણ, મોનો-વિખેરતા અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

પ્રુશિયન બ્લુ અને હેક્સાસ્યાનોફેરેટ એનાલોગ

પ્રુશિયન બ્લુ અથવા આયર્ન હેક્સાસિનોફેરેટ્સનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ એપ્લીકેશન ડિઝાઇન કરવા અને રાસાયણિક સેન્સર, ઇલેક્ટ્રોક્રોમિક ડિસ્પ્લે, શાહી અને કોટિંગ્સ, બેટરી (સોડિયમ-આયન બેટરી), કેપેસિટર્સ અને સુપરકેપેસિટર, કેશન સ્ટોરેજ સામગ્રી જેમ કે H+ અથવા માટેના ઉત્પાદન માટે કાર્યાત્મક સામગ્રી તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે. Cs+, ઉત્પ્રેરક, થેરાનોસ્ટિક્સ અને અન્ય. તેની સારી રેડોક્સ પ્રવૃત્તિ અને ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સ્થિરતાને લીધે, પ્રુશિયન બ્લુ એ મેટલ-ઓર્ગેનિક ફ્રેમવર્ક (MOF) માળખું છે જેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોડ ફેરફાર માટે વ્યાપકપણે થાય છે.
અન્ય વિવિધ એપ્લિકેશનો ઉપરાંત, પ્રુશિયન બ્લુ અને તેના એનાલોગ કોપર હેક્સાક્યાનોફેરેટ અને નિકલ હેક્સાસાયનોફેરેટનો ઉપયોગ અનુક્રમે વાદળી, લાલ અને પીળા રંગની રંગીન શાહી તરીકે થાય છે.
પ્રુશિયન બ્લુ નેનોપાર્ટિકલ્સનો મોટો ફાયદો તેમની સલામતી છે. પ્રુશિયન બ્લુ નેનોપાર્ટિકલ્સ સંપૂર્ણપણે બાયોડિગ્રેડેબલ, બાયોકોમ્પેટિબલ છે અને તબીબી એપ્લિકેશન્સ માટે FDA દ્વારા મંજૂર કરવામાં આવે છે.

પ્રુશિયન બ્લુ નેનોક્યુબ્સનું સોનોકેમિકલ સિન્થેસિસ

પ્રુશિયન બ્લુ? હેક્સાસિનોફેરાઇટ નેનોપાર્ટિકલ્સનું સંશ્લેષણ એ વિજાતીય ભીના-રાસાયણિક અવક્ષેપની પ્રતિક્રિયા છે. સાંકડી કણોના કદના વિતરણ અને મોનોડિસ્પર્સિટી સાથે નેનોપાર્ટિકલ્સ મેળવવા માટે, એક વિશ્વસનીય વરસાદી માર્ગ જરૂરી છે. અલ્ટ્રાસોનિક અવક્ષેપ ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા નેનોપાર્ટિકલ્સ અને રંગદ્રવ્યોના વિશ્વસનીય, કાર્યક્ષમ અને સરળ સંશ્લેષણ માટે જાણીતું છે જેમ કે મેગ્નેટાઇટ, ઝિંક મોલિબડેટ, ઝિંક ફોસ્ફોમોલિબ્ડેટ, વિવિધ કોર-શેલ નેનોપાર્ટિકલ્સ વગેરે.

પ્રુશિયન બ્લુ નેનોપાર્ટિકલ્સ માટે વેટ-કેમિકલ સિન્થેસિસ રૂટ્સ

પ્રુશિયન બ્લુ નેનોપાર્ટિકલ સિન્થેસિસનો સોનોકેમિકલ માર્ગ કાર્યક્ષમ, સરળ, ઝડપી અને પર્યાવરણને અનુકૂળ છે. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પ્રુશિયન બ્લુ નેનોક્યુબ્સમાં અલ્ટ્રાસોનિક વરસાદ ઉપજ આપે છે, જે સમાન નાના કદ (અંદાજે 5nm), સાંકડા કદનું વિતરણ અને મોનોડિસ્પર્સિટી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.
પ્રુશિયન બ્લુ નેનોપાર્ટિકલ્સ પોલિમેરિક સ્ટેબિલાઇઝર સાથે અથવા વગર વિવિધ વરસાદના માર્ગો દ્વારા સંશ્લેષણ કરી શકાય છે.
સ્ટેબિલાઇઝિંગ પોલિમરનો ઉપયોગ ટાળીને, પ્રુશિયન બ્લુ નેનોક્યુબ્સને ફક્ત અલ્ટ્રાસોનિકલી FeCl નું મિશ્રણ કરીને અવક્ષેપિત કરી શકાય છે.₃ અને કે₃[Fe(CN)₆એચ.ની હાજરીમાં₂ઓ₂.
આ પ્રકારના સંશ્લેષણમાં સોનોકેમિસ્ટ્રીનો ઉપયોગ નાના નેનોપાર્ટિકલ્સ મેળવવામાં મદદ કરે છે (એટલે કે, સોનિકેશન વિના મેળવેલા ≈50 એનએમના કદને બદલે 5 એનએમ કદ). (ડાકારો એટ અલ. 2018)

અલ્ટ્રાસોનિક પ્રુશિયન બ્લુ સિન્થેસિસના કેસ સ્ટડીઝ

સામાન્ય રીતે, પ્રુશિયન વાદળી નેનોપાર્ટિકલ્સ અલ્ટ્રાસોનિકેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.
આ ટેકનીકમાં, K નું 0.05 M સોલ્યુશન₄[Fe(CN)₆(0.1 mol/L) ના હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડના 100 મિલી દ્રાવણમાં ] ઉમેરવામાં આવે છે. પરિણામી કે₄[Fe(CN)₆] જલીય દ્રાવણને 5 કલાક માટે 40ºC પર રાખવામાં આવે છે જ્યારે દ્રાવણને સોનિક કરવામાં આવે છે અને પછી ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ થવા દેવામાં આવે છે. મેળવેલ વાદળી ઉત્પાદનને નિસ્યંદિત પાણી અને સંપૂર્ણ ઇથેનોલથી વારંવાર ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે અને ધોવાઇ જાય છે અને અંતે વેક્યૂમ ઓવનમાં 25ºC પર 12 કલાક માટે સૂકવવામાં આવે છે.

હેક્સાસ્યાનોફેરાઈટ એનાલોગ કોપર હેક્સાસાયનોફેરાઈટ (CuHCF) નીચેના માર્ગ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું:
નીચેના સમીકરણ મુજબ CuHCF નેનોપાર્ટિકલ્સનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું:
Cu(NO₃)₃ + કે₄[Fe(CN)₆] –> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

CuHCF નેનોપાર્ટિકલ્સ Bioni et al., 2007 [1] દ્વારા વિકસિત પદ્ધતિ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. 20 એમએમઓએલ એલના 10 એમએલનું મિશ્રણ^-1 કે₃[Fe(CN)₆] + 0.1 મોલ એલ^-1 20 એમએમઓએલ એલના 10 એમએલ સાથે કેસીએલ સોલ્યુશન^-1 CuCl₂ + 0.1 મોલ એલ^-1 KCl, એક sonication ફ્લાસ્કમાં. પછી મિશ્રણને 60 મિનિટ માટે ઉચ્ચ તીવ્રતાના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ રેડિયેશન સાથે ઇરેડિયેટ કરવામાં આવે છે, જેમાં સીધા નિમજ્જન ટાઇટેનિયમ હોર્ન (20 kHz, 10Wcm) નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.^-1) જે સોલ્યુશનમાં 1 સે.મી.ની ઊંડાઈ સુધી ડૂબાડવામાં આવી હતી. મિશ્રણ દરમિયાન, હળવા-ભુરો થાપણનો દેખાવ જોવા મળે છે. ખૂબ જ સ્થિર, આછા-ભૂરા રંગનું વિક્ષેપ મેળવવા માટે આ વિક્ષેપને 3 દિવસમાં ડાયાલિસિસ કરવામાં આવે છે.
(cf. Jassal et al. 2015)

વુ એટ અલ. (2006) K થી સોનોકેમિકલ માર્ગ દ્વારા પ્રુશિયન બ્લુ નેનોપાર્ટિકલ્સનું સંશ્લેષણ₄[Fe(CN)₆], જેમાં Fe2+ એ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડમાં અલ્ટ્રાસોનિક ઇરેડિયેશન દ્વારા [FeII(CN)6]4− ના વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થયું હતું; ફે²⁺ Fe માં ઓક્સિડાઇઝ્ડ કરવામાં આવ્યું હતું³⁺ બાકી [FeII(CN) સાથે પ્રતિક્રિયા કરવા માટે₆]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.

મોટા પાયે સંશ્લેષણ: મોટા પાયે પીબી નેનોપાર્ટિકલ્સ તૈયાર કરવા માટે, પીવીપી (250 ગ્રામ) અને કે.₃[Fe(CN)₆] (19.8 ગ્રામ) HCl સોલ્યુશન (1 M) ના 2,000 mL માં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા. સોલ્યુશન સ્પષ્ટ થાય ત્યાં સુધી સોનિકેટ કરવામાં આવ્યું હતું અને પછી 20-24 કલાક માટે વૃદ્ધત્વની પ્રતિક્રિયા પ્રાપ્ત કરવા માટે 80°C પર પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. પીબી નેનોપાર્ટિકલ્સના સંગ્રહ માટે મિશ્રણને 2 કલાક માટે 20,000 આરપીએમ પર સેન્ટ્રીફ્યુજ કરવામાં આવ્યું હતું. (સુરક્ષા નોંધ: બનાવેલ કોઈપણ HCN ને બહાર કાઢવા માટે, પ્રતિક્રિયા ફ્યુમ હૂડમાં થવી જોઈએ).

પ્રુશિયન બ્લુ સિન્થેસિસ માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ અને સોનોકેમિકલ રિએક્ટર

Hielscher Ultrasonics એ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોના લાંબા ગાળાના અનુભવો ઉત્પાદક છે જેનો ઉપયોગ વિશ્વભરમાં પ્રયોગશાળાઓ અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં થાય છે. નેનોકણો અને રંગદ્રવ્યોનું સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ અને અવક્ષેપ એ એક માંગણી કરનાર એપ્લિકેશન છે જેને ઉચ્ચ-પાવર અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સની જરૂર છે જે સતત કંપનવિસ્તાર પેદા કરે છે. બધા Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો સંપૂર્ણ લોડ હેઠળ 24/7 માટે સંચાલિત કરવા માટે ડિઝાઇન અને ઉત્પાદિત કરવામાં આવ્યા છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ કોમ્પેક્ટ 50 વોટ લેબોરેટરી અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સથી 16,000 વોટ્સ પાવરફુલ ઇનલાઇન અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સ સુધી ઉપલબ્ધ છે. બૂસ્ટર શિંગડા, સોનોટ્રોડ્સ અને ફ્લો કોષોની વિશાળ વિવિધતા પૂર્વગામી, પાથવે અને અંતિમ ઉત્પાદનના પત્રવ્યવહારમાં સોનોકેમિકલ સિસ્ટમના વ્યક્તિગત સેટઅપ માટે પરવાનગી આપે છે.
Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic probes that can specifically set to deliver the full spectrum of very mild to very high amplitudes. If your sonochemical application requires unusual specifications (e.g., very high temperatures), customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.

સોનોકેમિકલ બેચ અને ઇનલાઇન સિન્થેસિસ

Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ચકાસણીઓ બેચ અને સતત ઇનલાઇન sonication માટે વાપરી શકાય છે. પ્રતિક્રિયા વોલ્યુમ અને પ્રતિક્રિયા ઝડપ પર આધાર રાખીને, અમે તમને સૌથી યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક સેટઅપની ભલામણ કરીશું.

કોઈપણ વોલ્યુમ માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ અને સોનો-રિએક્ટર

Hielscher Ultrasonics પ્રોડક્ટ રેન્જમાં અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સના સંપૂર્ણ સ્પેક્ટ્રમને આવરી લેવામાં આવે છે. સંપૂર્ણ ઉત્પાદન શ્રેણી અમને તમને તમારા પ્રવાહી, પ્રક્રિયા ક્ષમતા અને ઉત્પાદન લક્ષ્યો માટે સૌથી યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક સાધનો પ્રદાન કરવાની મંજૂરી આપે છે.

શ્રેષ્ઠ પરિણામો માટે ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કંપનવિસ્તાર

બધા Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ ચોક્કસપણે નિયંત્રણક્ષમ છે અને ત્યાંથી વિશ્વસનીય વર્ક હોર્સ છે. કંપનવિસ્તાર એ નિર્ણાયક પ્રક્રિયા પરિમાણોમાંનું એક છે જે સોનોકેમિકલ અને સોનોમેકનિકલી પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતા અને અસરકારકતાને પ્રભાવિત કરે છે. બધા Hielscher Ultrasonics’ processors allow for the precise setting of the amplitude. Sonotrodes and booster horns are accessories that allow to modify the amplitude in an even wider range. Hielscher’s industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes and deliver the required ultrasonic intensity for demanding applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation.
ચોક્કસ કંપનવિસ્તાર સેટિંગ્સ અને સ્માર્ટ સૉફ્ટવેર દ્વારા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાના પરિમાણોનું કાયમી નિરીક્ષણ તમને તમારા પ્રુશિયન બ્લુ નેનોક્યુબ્સ અને હેક્સાસ્યાનોફેરેટ એનાલોગને સૌથી અસરકારક અલ્ટ્રાસોનિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સંશ્લેષણ કરવાની સંભાવના આપે છે. સૌથી કાર્યક્ષમ નેનોપાર્ટિકલ સંશ્લેષણ માટે શ્રેષ્ઠ sonication!
The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments. This makes Hielscher’s ultrasonic equipment a reliable work tool that fulfils your sonochemical process requirements.

સર્વોચ્ચ ગુણવત્તા – જર્મનીમાં ડિઝાઇન અને ઉત્પાદિત

As a family-owned and family-run business, Hielscher prioritizes highest quality standards for its ultrasonic processors. All ultrasonicators are designed, manufactured and thoroughly tested in our headquarter in Teltow near Berlin, Germany. Robustness and reliability of Hielscher’s ultrasonic equipment make it a work horse in your production. 24/7 operation under full load and in demanding environments is a natural characteristic of Hielscher’s high-performance ultrasonic probes and reactors.

નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે: