Պրուսական կապույտ նանոկուբների ուլտրաձայնային խոնավ տեղումներ

Prussian Blue-ը կամ երկաթի հեքսացիանոֆերատը նանոկառուցվածքով մետաղական օրգանական շրջանակ է (MOF), որն օգտագործվում է նատրիումիոնային մարտկոցների արտադրության, կենսաբժշկության, թանաքների և էլեկտրոնիկայի մեջ: Ուլտրաձայնային խոնավ քիմիական սինթեզը արդյունավետ, հուսալի և արագ ուղի է պրուսական կապույտ նանոկուբների և պրուսական կապույտ անալոգների արտադրության համար, ինչպիսիք են պղնձի հեքսացիանոֆերատը և նիկելի հեքսացիանոֆերատը: Ուլտրաձայնային եղանակով նստեցված պրուսական կապույտ նանոմասնիկները բնութագրվում են մասնիկների նեղ չափերի բաշխմամբ, մոնո-ցրվածությամբ և բարձր ֆունկցիոնալությամբ:

Պրուսական կապույտ և հեքսացիանոֆերատային անալոգներ

Պրուսական կապույտ կամ երկաթե հեքսացիանոֆերատները լայնորեն օգտագործվում են որպես ֆունկցիոնալ նյութ՝ էլեկտրաքիմիական կիրառությունների նախագծման և քիմիական սենսորների, էլեկտրաքրոմային էկրանների, թանաքների և ծածկույթների, մարտկոցների (նատրիումի իոնային մարտկոցներ), կոնդենսատորների և գերկոնդենսատորների, կատիոնային պահեստավորման նյութերի արտադրության համար, ինչպիսիք են H+ կամ Cs+, կատալիզատորներ, թերանոստիկա և այլն: Շնորհիվ իր լավ ռեդոքսային ակտիվության և բարձր էլեկտրաքիմիական կայունության, Prussian Blue-ը մետաղական օրգանական շրջանակ է (MOF), որը լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրոդների փոփոխման համար:
Բացի մի շարք այլ կիրառություններից, Prussian Blue-ը և նրա անալոգները պղնձի հեքսացիանոֆերատը և նիկելի հեքսացիանոֆերատը օգտագործվում են որպես համապատասխանաբար կապույտ, կարմիր և դեղին գույնի ներկեր:
Prussian Blue նանոմասնիկների հսկայական առավելությունը նրանց անվտանգությունն է: Prussian Blue նանոմասնիկները լիովին կենսաքայքայվող են, կենսահամատեղելի և հաստատված են FDA-ի կողմից բժշկական կիրառման համար:

Պրուսական կապույտ նանոկուբների սոնոքիմիական սինթեզ

Պրուսական կապույտ/հեքսացիանոֆերիտ նանոմասնիկների սինթեզը տարասեռ խոնավ-քիմիական տեղումների արձագանքն է: Նեղ մասնիկների չափի բաշխմամբ և միաձույլ ցրվածությամբ նանոմասնիկներ ստանալու համար անհրաժեշտ է տեղումների հուսալի երթուղի: Ուլտրաձայնային տեղումները լավ հայտնի են բարձրորակ նանոմասնիկների և գունանյութերի հուսալի, արդյունավետ և պարզ սինթեզով, ինչպիսիք են մագնիտիտը, ցինկի մոլիբդատը, ցինկի ֆոսֆոմոլիբդատը, միջուկային կեղևի տարբեր նանոմասնիկներ և այլն:

Խոնավ-քիմիական սինթեզի ուղիներ պրուսական կապույտ նանոմասնիկների համար

Prussian Blue նանոմասնիկների սինթեզի սոնոքիմիական ուղին արդյունավետ է, հեշտ, արագ և շրջակա միջավայրի համար անվտանգ: Ուլտրաձայնային տեղումները ստացվում են բարձրորակ Prussian Blue նանոկուբներում, որոնք բնութագրվում են միատեսակ փոքր չափերով (մոտ 5 նմ), նեղ չափերի բաշխմամբ և միաձույլ ցրվածությամբ:
Prussian Blue նանոմասնիկները կարող են սինթեզվել տեղումների տարբեր ուղիներով՝ պոլիմերային կայունացուցիչներով կամ առանց դրանց:
Խուսափելով կայունացնող պոլիմերի օգտագործումից՝ Prussian Blue նանոկուբները կարող են նստել պարզապես ուլտրաձայնային FeCl խառնելով₃ և Կ₃[Fe(CN)₆] ներկայությամբ Հ₂Օ₂.
Այս տեսակի սինթեզի մեջ սոնոքիմիայի օգտագործումը օգնեց ստանալ ավելի փոքր նանոմասնիկներ (այսինքն՝ 5 նմ չափի փոխարեն ≈50 նմ չափի փոխարեն, որը ստացվել է առանց ձայնային ախտահանման): (Dacarro et al. 2018)

Ուլտրաձայնային պրուսական կապույտ սինթեզի դեպքերի ուսումնասիրություն

Ընդհանուր առմամբ, պրուսական կապույտ նանոմասնիկները սինթեզվում են ուլտրաձայնային մեթոդի կիրառմամբ:
Այս տեխնիկայում 0,05 Մ լուծույթը Կ₄[Fe(CN)₆] ավելացվում է 100 մլ աղաթթվի (0,1 մոլ/լ) լուծույթին։ Ստացված Կ₄[Fe(CN)₆] ջրային լուծույթը պահվում է 40ºC ջերմաստիճանում 5 ժամ լուծույթը լուծույթով քսելու ընթացքում, այնուհետև թողնում են սառչի սենյակային ջերմաստիճանում: Ստացված կապույտ արտադրանքը զտվում և բազմիցս լվանում են թորած ջրով և բացարձակ էթանոլով և վերջապես չորացնում վակուումային ջեռոցում 25ºC-ում 12 ժամ:

Հեքասացիանոֆերիտի անալոգային պղնձի հեքսացիանոֆերիտը (CuHCF) սինթեզվել է հետևյալ ճանապարհով.
CuHCF նանոմասնիկները սինթեզվել են հետևյալ հավասարման համաձայն.
Cu (NO₃)₃ + Կ₄[Fe(CN)₆] –> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

CuHCF նանոմասնիկները սինթեզվում են Bioni et al., 2007 [1] կողմից մշակված մեթոդով։ 10 մլ 20 մմոլ լ խառնուրդը^-1 Կ₃[Fe(CN)₆] + 0,1 մոլ Լ^-1 KCl լուծույթ 10 մլ 20 մմոլլ^-1 CuCl₂ + 0,1 մոլ Լ^-1 KCl, ձայնային կոլբայի մեջ: Խառնուրդն այնուհետև ճառագայթվում է բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ճառագայթմամբ 60 րոպե՝ օգտագործելով ուղղակի ընկղմվող տիտանի շչակ (20 կՀց, 10 Վտսմ):^-1) որը թաթախված է լուծույթի մեջ մինչև 1 սմ խորություն։ Խառնուրդի ժամանակ նկատվում է բաց շագանակագույն նստվածքի տեսք։ Այս դիսպերսիան դիալիզացվում է 3 օրվա ընթացքում, որպեսզի ստացվի շատ կայուն, բաց շագանակագույն գույնի դիսպերսիա:
(տես Jassal et al. 2015)

Wu et al. (2006) սինթեզեց Պրուսական կապույտ նանոմասնիկները սոնոքիմիական ճանապարհով Կ.₄[Fe(CN)₆], որտեղ Fe2+-ն առաջացել է [FeII(CN)6]4−-ի տարրալուծման արդյունքում՝ հիդրոքլորային թթուում ուլտրաձայնային ճառագայթման միջոցով; որ Fe²⁺ օքսիդացվել է Fe³⁺ արձագանքել մնացածով [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.

Լայնածավալ սինթեզ. PB նանոմասնիկներ պատրաստել մեծ մասշտաբով, PVP (250 գ) և K.₃[Fe(CN)₆] (19,8 գ) ավելացվել են 2000 մլ HCl լուծույթի մեջ (1 Մ): Լուծույթը լուծույթով քսել են մինչև թափանցիկ լինելը, այնուհետև դրել 80°C ջեռոցում՝ 20–24 ժամվա ընթացքում ծերացման ռեակցիայի հասնելու համար: Այնուհետև խառնուրդը ցենտրիֆուգվել է 20000 ռ/րոպե արագությամբ 2 ժամով՝ PB նանոմասնիկների հավաքման համար: (Անվտանգության նշում. Ստեղծված ցանկացած HCN-ից հեռացնելու համար ռեակցիան պետք է իրականացվի գոլորշի սարքի մեջ):

Ուլտրաձայնային զոնդեր և սոնոքիմիական ռեակտորներ պրուսական կապույտ սինթեզի համար

Hielscher Ultrasonics-ը բարձրորակ ուլտրաձայնային սարքավորումների երկարաժամկետ փորձ արտադրող է, որն օգտագործվում է ամբողջ աշխարհում լաբորատորիաներում և արդյունաբերական արտադրության մեջ: Նանոմասնիկների և պիգմենտների սոնոքիմիական սինթեզը և նստեցումը պահանջկոտ ծրագիր է, որը պահանջում է բարձր հզորության ուլտրաձայնային զոնդեր, որոնք առաջացնում են մշտական ամպլիտուդներ: Բոլոր Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը նախագծված և արտադրված են 24/7 ամբողջ ծանրաբեռնվածության տակ աշխատելու համար: Ուլտրաձայնային պրոցեսորները հասանելի են կոմպակտ 50 վտ հզորությամբ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից մինչև 16000 վտ հզորությամբ ներկառուցված ուլտրաձայնային համակարգեր: Բուստեր եղջյուրների, սոնոտրոդների և հոսքի բջիջների լայն տեսականի թույլ է տալիս անհատական կարգավորել սոնոքիմիական համակարգը՝ պրեկուրսորներին, ուղուն և վերջնական արտադրանքին համապատասխան:
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.

Սոնոքիմիական խմբաքանակի և ներդիրային սինթեզ

Hielscher ուլտրաձայնային զոնդերը կարող են օգտագործվել խմբաքանակի և շարունակական inline sonication-ի համար: Կախված ռեակցիայի ծավալից և արագությունից՝ մենք ձեզ կառաջարկենք ամենահարմար ուլտրաձայնային կարգավորումը:

Ուլտրաձայնային զոնդեր և սոնո-ռեակտորներ ցանկացած ծավալի համար

Hielscher Ultrasonics-ի արտադրանքի տեսականին ընդգրկում է ուլտրաձայնային պրոցեսորների ամբողջ սպեկտրը՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից մինչև նստարանային և փորձնական համակարգերից մինչև լրիվ արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ ժամում բեռնատարներ մշակելու կարողությամբ: Ապրանքի ամբողջական տեսականին մեզ թույլ է տալիս առաջարկել ձեզ ամենահարմար ուլտրաձայնային սարքավորումը ձեր հեղուկի, գործընթացի հզորության և արտադրական թիրախների համար:

Ճշգրիտ վերահսկելի ամպլիտուդներ՝ օպտիմալ արդյունքների համար

Բոլոր Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները ճշգրիտ կառավարելի են և դրանով իսկ հուսալի աշխատանքային ձիեր են: Ամպլիտուդը գործընթացի կարևորագույն պարամետրերից մեկն է, որն ազդում է սոնոքիմիական և սոնոմեխանիկորեն առաջացած ռեակցիաների արդյունավետության և արդյունավետության վրա: Բոլոր 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.
Ճշգրիտ ամպլիտուդի կարգավորումները և խելացի ծրագրաշարի միջոցով ուլտրաձայնային գործընթացի պարամետրերի մշտական մոնիտորինգը հնարավորություն են տալիս սինթեզել ձեր Prussian Blue նանոկուբները և hexacyanoferrate անալոգները ամենաարդյունավետ ուլտրաձայնային պայմաններում: Օպտիմալ հնչյունավորում՝ նանոմասնիկների ամենաարդյունավետ սինթեզի համար:
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.

Ամենաբարձր որակը – Նախագծված և արտադրված է Գերմանիայում

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.

Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.