משקעים רטובים אולטראסוניים של ננוקוביות כחולות פרוסיות

כחול פרוסי או ברזל hexacyanoferrate היא מסגרת מתכת אורגנית ננו-מובנית (MOF), המשמשת בייצור סוללות נתרן-יון, ביו-רפואה, דיו ואלקטרוניקה. סינתזה כימית רטובה אולטראסונית היא מסלול יעיל, אמין ומהיר לייצור ננוקוביות כחולות פרוסיות ואנלוגים כחולים פרוסיים כגון הקסציאנופראט נחושת וניקל הקסציאנופרט. ננו-חלקיקים פרוסיים כחולים אולטרה-סוניים מאופיינים בפיזור גודל חלקיקים צר, פיזור מונו ופונקציונליות גבוהה.

אנלוגים פרוסיים כחולים והקסציאנופראט

הקסציאנופראטים כחולים פרוסיים או ברזל נמצאים בשימוש נרחב כחומר פונקציונלי לתכנון יישומים אלקטרוכימיים ולייצור חיישנים כימיים, תצוגות אלקטרוכרומיות, דיו וציפויים, סוללות (סוללות נתרן-יון), קבלים וקבלי-על, חומרי אחסון קטיונים כגון עבור H+ או Cs+, זרזים, תרנוסטיקה ואחרים. בשל פעילות חמצון-חיזור טובה ויציבות אלקטרוכימית גבוהה, כחול פרוסי הוא מבנה מסגרת מתכתית-אורגנית (MOF) הנמצא בשימוש נרחב לשינוי אלקטרודות.
מלבד יישומים שונים אחרים, כחול פרוסי אנלוגים שלה נחושת hexacyanoferrate ו ניקל hexacyanoferrate משמשים דיו צבע של צבע כחול, אדום וצהוב, בהתאמה.
יתרון עצום של ננו-חלקיקים כחולים פרוסיים הוא הבטיחות שלהם. ננו-חלקיקים כחולים פרוסיים מתכלים לחלוטין, תואמים ביולוגית ומאושרים על ידי ה- FDA ליישומים רפואיים.

סינתזה סונוכימית של ננוקוביות כחולות פרוסיות

הסינתזה של ננו-חלקיקים פרוסיים כחולים / הקסציאנופריטים היא תגובה של משקעים הטרוגניים-כימיים רטובים. על מנת לקבל ננו-חלקיקים עם פיזור גודל חלקיקים צר וחד-פיזור, נדרש מסלול משקעים אמין. Precicipitation קולי ידוע בסינתזה אמינה, יעילה ופשוטה של ננו-חלקיקים ופיגמנטים באיכות גבוהה כגון מגנטיט, מוליבדט אבץ, אבץ פוסהומוליבדט, ננו-חלקיקי מעטפת ליבה שונים וכו '.

מסלולי סינתזה כימית רטובה עבור ננו-חלקיקים כחולים פרוסיים

התוואי הסונוכימי של סינתזת ננו-חלקיקים כחולים פרוסיים הוא יעיל, קל, מהיר וידידותי לסביבה. משקעים על-קוליים מניבים ננו-קוביות כחולות פרוסיות באיכות גבוהה, המאופיינות בגודל קטן אחיד (כ-5 ננומטר), פיזור גודל צר וחד-פיזור.
ננו-חלקיקים כחולים פרוסיים יכולים להיות מסונתזים באמצעות נתיבי משקעים שונים עם או בלי מייצבים פולימריים.
הימנעות משימוש בפולימר מייצב, ננוקוביות כחולות פרוסיות יכולות להיות מואצות פשוט על ידי ערבוב אולטרה-סאונד FeCl₃ ו-K₃[Fe(CN)₆] בנוכחות H₂O₂.
השימוש בסונוכימיה בסינתזה מסוג זה סייע בהשגת ננו-חלקיקים קטנים יותר (כלומר, בגודל 5 ננומטר במקום בגודל של ≈50 ננומטר המתקבל ללא סוניקציה). (Dacarro et al. 2018)

מקרי בוחן של סינתזה כחולה פרוסית על-קולית

בדרך כלל, ננו-חלקיקים כחולים פרוסיים מסונתזים על ידי שימוש בשיטת אולטרה-סוניקציה.
בטכניקה זו, 0.05 מ 'פתרון של K₄[Fe(CN)₆] מתווסף ל 100 מ"ל של תמיסת חומצה הידרוכלורית של (0.1 mol/L). K המתקבל₄[Fe(CN)₆תמיסה מימית נשמרת בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס למשך 5 שעות תוך כדי סוניקציה של התמיסה ולאחר מכן מאפשרת לה להתקרר בטמפרטורת החדר. המוצר הכחול המתקבל מסונן ונשטף שוב ושוב עם מים מזוקקים ואתנול מוחלט ולבסוף מיובש בתנור ואקום ב 25 מעלות צלזיוס במשך 12 שעות.

הקסציאנופריט נחושת אנלוגי הקסציאנופריט (CuHCF) סונתז באמצעות המסלול הבא:
חלקיקי CuHCF סונתזו לפי המשוואה הבאה:
Cu(NO₃)₃ + K₄[Fe(CN)₆] —> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

ננו-חלקיקי CuHCF מסונתזים בשיטה שפותחה על-ידי Bioni et al., 2007 [1]. תערובת של 10 מ"ל של 20 mmol L^-1 K₃[Fe(CN)₆] + 0.1 מול L^-1 פתרון KCl עם 10 מ"ל של 20 mmol L^-1 CuCl₂ + 0.1 מול L^-1 KCl, בצלוחית סוניקציה. לאחר מכן התערובת מוקרנת בקרינת אולטרסאונד בעוצמה גבוהה למשך 60 דקות, תוך שימוש בקרן טיטניום טבילה ישירה (20 קילוהרץ, 10Wcm^-1) שנטבל עד עומק של 1 ס"מ בתמיסה. במהלך התערובת, את המראה של פיקדון חום בהיר הוא ציין. פיזור זה עובר דיאליזה במשך 3 ימים על מנת לקבל פיזור יציב מאוד, בצבע חום בהיר.
(ראה: Jassal et al. 2015)

Wu et al. (2006) סינתזו ננו-חלקיקים כחולים פרוסיים באמצעות מסלול סונוכימי מ K₄[Fe(CN)₆], שבו Fe2+ הופק על ידי פירוק של [FeII(CN)6]4− על ידי קרינה קולית בחומצה הידרוכלורית; ה- Fe²⁺ היה מחומצן לפה³⁺ כדי להגיב עם ההישארות [FeII(CN)₆]4− יונים. קבוצת המחקר הגיעה למסקנה כי התפלגות הגודל האחידה של ננו-קוביות כחולות פרוסיות מסונתזות נגרמת על ידי השפעות אולטרה-סוניקציה. התמונה של FE-SEM משמאל מראה ננו-קוביות ברזל מסונתזות סונוכימיות על ידי קבוצת המחקר של וו.

סינתזה בקנה מידה גדול: להכנת ננו-חלקיקי PB בקנה מידה גדול, PVP (250 גרם) ו-K₃[Fe(CN)₆] (19.8 גרם) נוספו ל-2,000 מ"ל של תמיסת HCl (1 מ'). התמיסה עברה סוניקציה עד שקופה ואז הוכנסה לתנור בטמפרטורה של 80 מעלות צלזיוס כדי להשיג תגובת הזדקנות למשך 20-24 שעות. לאחר מכן התערובת עברה צנטריפוגה במהירות של 20,000 סל"ד למשך שעתיים לאיסוף ננו-חלקיקי PB. (הערת בטיחות: על מנת לגרש כל HCN שנוצר, התגובה צריכה להתבצע במכסה אדים).

בדיקות קוליות וכורים סונוכימיים לסינתזה כחולה פרוסית

Hielscher Ultrasonics הוא ארוך טווח חוויות יצרן של ציוד קולי ביצועים גבוהים המשמש ברחבי העולם במעבדות הייצור התעשייתי. הסינתזה הסונוכימית והמשקעים של ננו-חלקיקים ופיגמנטים היא יישום תובעני הדורש בדיקות על-קוליות בהספק גבוה המייצרות אמפליטודות קבועות. כל המכשירים האולטרסוניים של Hielscher מתוכננים ומיוצרים להפעלה 24/7 תחת עומס מלא. מעבדים אולטרה-סוניים זמינים החל מאולטרסוניקטורים קומפקטיים במעבדה של 50 וואט ועד מערכות אולטראסוניות מוטבעות עוצמתיות של 16,000 וואט. מגוון רחב של קרני הגברה, סונוטרודים ותאי זרימה מאפשרים התקנה פרטנית של מערכת סונוכימית בהתאמה למבשרים, למסלול ולתוצר הסופי.
Hielscher Ultrasonics מייצרת בדיקות קוליות ביצועים גבוהים שיכולים להגדיר במיוחד כדי לספק את הספקטרום המלא של אמפליטודות קלות מאוד עד גבוהות מאוד. אם היישום הסונוכימי שלך דורש מפרט יוצא דופן (למשל, טמפרטורות גבוהות מאוד), סונוטרודים קוליים מותאמים אישית זמינים. החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות.

אצווה סונוכימית וסינתזה מוטבעת

Hielscher בדיקות קולי יכול לשמש אצווה סוניקציה מוטבע רציף. בהתאם לעוצמת התגובה ומהירות התגובה, אנו נמליץ לך על ההתקנה הקולית המתאימה ביותר.

בדיקות קוליות וכורי סונו לכל נפח

טווח המוצרים של Hielscher Ultrasonics מכסה את הספקטרום המלא של מעבדים קוליים, החל מאולטרסוניקטורים מעבדה קומפקטיים מעל מערכות ספסל ופיילוט ועד מעבדים קוליים תעשייתיים לחלוטין עם היכולת לעבד מטענים לשעה. מגוון המוצרים המלא מאפשר לנו להציע לך את הציוד האולטרסוני המתאים ביותר עבור הנוזלים, קיבולת התהליך ויעדי הייצור שלך.

אמפליטודות ניתנות לשליטה מדויקת לקבלת תוצאות מיטביות

כל המעבדים קוליים Hielscher ניתנים לשליטה מדויקת ובכך סוסי עבודה אמינים. המשרעת היא אחד הפרמטרים המכריעים בתהליך המשפיעים על היעילות והאפקטיביות של תגובות המושרות סונוכימית וסונומכנית. כל Hielscher Ultrasonics’ מעבדים מאפשרים הגדרה מדויקת של המשרעת. סונוטרודים וקרניים מאיצים הם אביזרים המאפשרים לשנות את המשרעת בטווח רחב עוד יותר. המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד ולספק את העוצמה הקולית הנדרשת עבור יישומים תובעניים. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7.
הגדרות משרעת מדויקות וניטור קבוע של פרמטרי התהליך העל-קולי באמצעות תוכנה חכמה מעניקים לך את האפשרות לסנתז את ננוקוביות הננו-קוביות הכחולות הפרוסיות והאנלוגים ההקסציאנופראט שלך בתנאים העל-קוליים היעילים ביותר. סוניקציה אופטימלית לסינתזה יעילה ביותר של ננו-חלקיקים!
החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות. זה הופך את הציוד הקולי של Hielscher לכלי עבודה אמין הממלא את דרישות התהליך הסונוכימי שלך.

האיכות הגבוהה ביותר – עוצב ויוצר בגרמניה

כעסק בבעלות משפחתית ומשפחתית, Hielscher מתעדף את תקני האיכות הגבוהים ביותר עבור המעבדים העל-קוליים שלה. כל האולטרה-סוניקטורים מתוכננים, מיוצרים ונבדקים ביסודיות במטה שלנו בטלטאו ליד ברלין, גרמניה. חוסן ואמינות של ציוד קולי של Hielscher להפוך אותו סוס עבודה הייצור שלך. פעולה 24/7 תחת עומס מלא ובסביבות תובעניות היא מאפיין טבעי של בדיקות קוליות ביצועים גבוהים של Hielscher וכורים.

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: