Պրուսական կապույտ նանոկուբների ուլտրաձայնային թաց տեղումներ
Prussian Blue կամ Iron hexacyanoferrate- ը նանոկառուցվածքային մետաղական օրգանական շրջանակ է (MOF), որն օգտագործվում է նատրիումի իոնային մարտկոցների արտադրության, կենսաբժշկության, թանաքների և էլեկտրոնիկայի մեջ: Ուլտրաձայնային թաց-քիմիական սինթեզը արդյունավետ, հուսալի և արագ ուղի է `արտադրելու պրուսական կապույտ նանոխուտակներ և պրուսական կապույտ անալոգներ, ինչպիսիք են պղնձի հեքսացյանոֆերատը և նիկել հեքսացիանոֆերատը: Ուլտրաձայնային նստվածք ունեցող պրուսական կապույտ նանոմասնիկները բնութագրվում են մասնիկների չափի նեղ բաշխմամբ, մոն-ցրվածությամբ և բարձր ֆունկցիոնալությամբ:
Prussian Blue- ի և Hexacyanoferrate- ի անալոգները
Prussian Blue կամ Iron hexacyanoferrates- ը լայնորեն օգտագործվում է որպես ֆունկցիոնալ նյութ `էլեկտրաքիմիական ծրագրեր նախագծելու և քիմիական սենսորներ, էլեկտրաքրոմատիկ դիսփլեյներ, թանաքներ և ծածկույթներ, մարտկոցներ (նատրիումի իոնային մարտկոցներ), կոնդենսատորներ և գերհզորացուցիչներ, կատիոնային պահեստային նյութեր, ինչպիսիք են H + կամ C +, կատալիզատորներ, theranostics և այլն: Իր լավ օքսիդացման ակտիվության և էլեկտրաքիմիական բարձր կայունության շնորհիվ, Prussian Blue- ը մետաղաօրգանական շրջանակ (MOF) կառույց է, որն լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրոդների փոփոխման համար:
Բացի զանազան այլ կիրառություններից, Պրուսական կապույտը և դրա անալոգները պղնձի հեքսացիանոֆերատը և նիկել հեքսացիանֆերատը օգտագործվում են համապատասխանաբար որպես կապույտ, կարմիր և դեղին գույնի գունավոր թանաքներ:
Prussian Blue նանոմասնիկների հսկայական առավելությունը դրանց անվտանգությունն է: Պրուսական կապույտ նանոմասնիկները լիովին կենսաքայքայվող են, կենսաբազմազան և հաստատված են FDA- ի կողմից ՝ բժշկական կիրառման համար:
Պրուսական կապույտ նանոխողովակների սոնաքիմիական սինթեզ
Prussian Blue / hexacyanoferrite նանոմասնիկների սինթեզը տարասեռ թաց-քիմիական տեղումների ռեակցիա է: Մասնիկների չափի նեղ բաշխմամբ և մոնոդիսպերսիայով նանոմասնիկներ ստանալու համար պահանջվում է տեղումների հուսալի ճանապարհ: Ուլտրաձայնային կանխատեսումը հայտնի է բարձրորակ նանոմասնիկների և պիգմենտների հուսալի, արդյունավետ և պարզ սինթեզի համար, ինչպիսիք են մագնետիտը, ցինկի մոլիբդատը, ցինկի ֆոսֆոմոլիբդատը, տարբեր միջուկային նանոմասնիկներ և այլն:
Ուլտրաձայնային UIP2000hdT- ը հզոր սոնաքիմիական սարք է նանոմասնիկների սինթեզի և տեղումների համար
Թաց-քիմիական սինթեզի ուղիները պրուսական կապույտ նանոմասնիկների համար
Prussian Blue նանոմասնիկների սինթեզի սոնաքիմիական ուղին արդյունավետ է, դյուրին, արագ և էկոլոգիապես մաքուր: Ուլտրաձայնային տեղումները տալիս են բարձրորակ պրուսական կապույտ նանոխողովակներում, որոնք բնութագրվում են միատեսակ փոքր չափերով (մոտ 5 նմ), նեղ չափի բաշխմամբ և մոնոդիսպերսիայով:
Պրուսական կապույտ նանոմասնիկները կարող են սինթեզվել տեղումների տարբեր ուղիների միջոցով ՝ պոլիմերային կայունացուցիչներով կամ առանց դրանց:
Խուսափելով կայունացնող պոլիմերի օգտագործումից ՝ Prussian Blue նանոխողովակները կարող են տեղակայվել պարզապես FeCl- ի ուլտրաձայնային խառնմամբ3 և Կ3[Fe (CN)6] ներկայությամբ Հ2The2,
Սոնոքիմիայի օգտագործումն այս տեսակի սինթեզում նպաստեց ավելի փոքր նանոմասնիկների ձեռքբերմանը (այսինքն ՝ 5 նմ չափի ՝ son50 նմ չափի փոխարեն, որն ստացվել է առանց ձայնամեկուսացման): (Dacarro et al. 2018)
Ուլտրաձայնային պրուսական կապույտ սինթեզի դեպքերի ուսումնասիրություններ
Ընդհանրապես, պրուսական կապույտ նանոմասնիկները սինթեզվում են ՝ օգտագործելով ուլտրաձայնային մեթոդ:
Այս տեխնիկայում K- ի 0,05 M լուծույթ է4[Fe (CN)6] ավելացվում է 100 մլ աղաթթվի լուծույթին (0,1 մոլ / լ): Ստացված Կ4[Fe (CN)6] ջրային լուծույթը պահվում է 40ºC ջերմաստիճանում 5 ժամվա ընթացքում, լուծույթը ձայնայնացնելով, այնուհետև թույլատրվում է սառչել սենյակային ջերմաստիճանում: Ստացված կապույտ ապրանքը զտվում և լվանում է բազմիցս թորած ջրով և բացարձակ էթանոլով և վերջապես չորանում վակուումային վառարանում 25 ovenC ջերմաստիճանում 12 ժամ:
Hexacyanoferrite անալոգային պղնձե hexacyanoferrite (CuHCF) սինթեզվել է հետևյալ երթուղով.
CuHCF նանոմասնիկները սինթեզվել են հետևյալ հավասարման համաձայն.
Cu (ՈՉ3)3 + Կ4[Fe (CN)6] -> Cu4[Fe (CN)6] + KN03
CuHCF նանոմասնիկները սինթեզվում են Bioni et al., 2007-ի կողմից մշակված մեթոդով [1]: 10 մլ 20 մմոլ լ խառնուրդը-1 Կ3[Fe (CN)6] + 0,1 մոլ Լ-1 KCl լուծույթ `10 մլ 20 մմոլ լ-ով-1 CuCl2 + 0,1 մոլ լ-1 KCl, մոնտաժային շշով: Այնուհետև խառնուրդը ճառագայթվում է բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ճառագայթմամբ 60 րոպեի ընթացքում `օգտագործելով տիտանի անմիջական ընկղմամբ եղջյուր-1), որն ընկղմվել է լուծույթի մեջ մինչև 1 սմ խորություն: Խառնուրդի ընթացքում նկատվում է բաց շագանակագույն հանքավայրի տեսք: Այս ցրումը դիալիզացվում է 3 օրվա ընթացքում, որպեսզի ստանա շատ կայուն, բաց շագանակագույն գունավոր ցրվածություն:
(տես ՝ Jassal et al. 2015)
Վուն և այլք: (2006 թ.) Կ-ից սոնաքիմիական ճանապարհով սինթեզել է Prussian Blue նանոմասնիկները4[Fe (CN)6], որում Fe2 +- ը արտադրվել է [FeII (CN) 6] 4−-ի քայքայման արդյունքում հիդրոքլորային թթվի ուլտրաձայնային ճառագայթմամբ. Fe- ն2+ օքսիդացվել է Fe- ով3+ արձագանքել մնացած [FeII (CN)6] 4− իոններ: Հետազոտական խումբը եզրակացրեց, որ սինթեզված պրուսական կապույտ նանոխողովակների չափի միատեսակ բաշխումը պայմանավորված է ուլտրաձայնացման ազդեցությամբ: Ձախ կողմում գտնվող FE-SEM պատկերը ցույց է տալիս Son- ի քիմիապես սինթեզված երկաթի hexacyanoferrate նանոնախորշերը Wu- ի հետազոտական խմբի կողմից:
Լայնամասշտաբ սինթեզ. Պատրաստել PB նանոմասնիկներ լայնամասշտաբ, PVP (250 գ) և K- ով3[Fe (CN)6] (19,8 գ) ավելացվել է 2000 մլ HCl լուծույթի (1 Մ) մեջ: Լուծումը վերամշակվել է մինչև պարզվելը, այնուհետև դրվել է 80 ° C ջերմաստիճանի վառարանում ՝ 20–24 ժամ ծերացման արձագանք ստանալու համար: Այնուհետև խառնուրդը ցենտրիֆուգացվեց 20,000 rpm- ով 2 ժամ `PB նանոմասնիկների հավաքման համար: (Անվտանգության նշում. Ստեղծված HCN- ն արտաքսելու համար արձագանքը պետք է իրականացվի գոլորշու ծածկով):
Պրուսական կապույտ նանոխողովակների TEM միկրոֆրանդը կայունացել է ցիտրատով
ուսումնասիրություն և նկար. Dacarro et al. 2018 թ
Ուլտրաձայնային զոնդեր և սոնաքիմիական ռեակտորներ պրուսական կապույտ սինթեզի համար
Hielscher Ultrasonics- ը երկարաժամկետ փորձեր է արտադրում բարձրորակ ուլտրաձայնային սարքավորումներ, որոնք ամբողջ աշխարհում օգտագործվում են լաբորատորիաներում և արդյունաբերական արտադրություններում: Նանոմասնիկների և գունանյութերի սոնաքիմիական սինթեզը և տեղումները պահանջող ծրագիր են, որոնք պահանջում են բարձր էներգիայի ուլտրաձայնային զոնդեր, որոնք առաջացնում են կայուն ամպլիտուդներ: Բոլոր Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը նախագծված և արտադրված են 24/7 ռեժիմով ամբողջ ծանրաբեռնվածությամբ աշխատելու համար: Ուլտրաձայնային պրոցեսորները մատչելի են կոմպակտ 50 վտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից մինչև 16000 վտ հզոր ներգաղթային ուլտրաձայնային համակարգեր: Խթանիչ եղջյուրների, սոնոտրոդների և հոսքային բջիջների լայն տեսականի թույլ է տալիս անհատական կարգավորել սոնաքիմիական համակարգը `համապատասխանելով նախորդներին, ճանապարհին և վերջնական արտադրանքին:
Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային զոնդեր, որոնք կարող են հատուկ տրամադրել շատ մեղմ և շատ բարձր ամպլիտուդների ամբողջ սպեկտրը: Եթե ձեր sonochemical կիրառումը պահանջում է անսովոր բնութագրեր (օրինակ, շատ բարձր ջերմաստիճան), ապա կան հարմարեցված ուլտրաձայնային sonotrodes: Hielscher- ի ուլտրաձայնային սարքավորումների կայունությունը թույլ է տալիս աշխատել 24/7 ռեժիմով ծանր պարտականություններում և պահանջկոտ միջավայրում:
Sonochemical խմբաքանակի և ներդիրային սինթեզ
Hielscher ուլտրաձայնային զոնդերը կարող են օգտագործվել խմբաքանակի և շարունակական ներլուսացման համար: Կախված արձագանքի ծավալից և արձագանքի արագությունից, մենք ձեզ խորհուրդ կտանք ամենահարմար ուլտրաձայնային տեղադրումը:
Ուլտրաձայնային զոնդեր և սոնո-ռեակտորներ ցանկացած ծավալի համար
Hielscher Ultrasonics արտադրանքի տեսականին ընդգրկում է ուլտրաձայնային պրոցեսորների ամբողջ սպեկտրը ՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային համակարգերից մինչև նստարանային և պիլոտային համակարգեր մինչև լիարժեք արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորներ, ժամում բեռնատար մեքենաների վերամշակման ունակությամբ: Ապրանքի ամբողջական տեսականին թույլ է տալիս Ձեզ առաջարկել ձեզ ամենահարմար ուլտրաձայնային սարքավորումները ձեր հեղուկի, մշակման հզորության և արտադրական նպատակների համար:
Controlշգրիտ վերահսկելի ամպլիտուդներ ՝ օպտիմալ արդյունքների համար
Բոլոր Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները ճշգրտորեն վերահսկելի են և, այդպիսով, հուսալի աշխատանքային ձիեր: Ամպլիտուդիան գործընթացի կարևոր պարամետրերից մեկն է, որն ազդում է սոնաքիմիական և սոնոմեխանիկականորեն առաջացրած ռեակցիաների արդյունավետության և արդյունավետության վրա: Բոլոր Hielscher Ultrasonics- ը’ պրոցեսորները թույլ են տալիս ճշգրիտ կարգավորել ամպլիտուդը: Sonotrodes- ը և բարձրացնող եղջյուրները պարագաներ են, որոնք թույլ են տալիս փոփոխել ամպլիտուդիան էլ ավելի լայն տիրույթում: Hielscher- ի արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են շատ բարձր ամպլիտուդներ մատուցել և պահանջվող ուլտրաձայնային ուժգնություն հաղորդել պահանջող ծրագրերի համար: 24/7 գործողության ընթացքում հեշտությամբ շարունակաբար աշխատեցվում են մինչև 200 μm ամպլիտուդներ:
Amշգրիտ ամպլիտուդի պարամետրերը և ուլտրաձայնային պրոցեսի պարամետրերի մշտական մոնիտորինգը խելացի ծրագրակազմի միջոցով հնարավորություն են տալիս սինթեզել ձեր պրուսական կապույտ նանոնախորշերը և հեքսացիանոֆերատային անալոգները ամենաարդյունավետ ուլտրաձայնային պայմաններում: Օպտիմալ ձայնացում առավելագույն արդյունավետ նանոմասնիկների սինթեզի համար:
Hielscher- ի ուլտրաձայնային սարքավորումների կայունությունը թույլ է տալիս աշխատել 24/7 ռեժիմով ծանր պարտականություններում և պահանջկոտ միջավայրում: Սա Hielscher- ի ուլտրաձայնային սարքավորումները դարձնում է հուսալի աշխատանքային գործիք, որը կատարում է ձեր սոնաքիմիական գործընթացի պահանջները:
Ամենաբարձր որակը – Նախագծված և արտադրված է Գերմանիայում
Որպես ընտանեկան և ընտանեկան բիզնես `Hielscher- ը առաջնային է համարում իր ուլտրաձայնային պրոցեսորների որակի բարձրագույն չափանիշները: Բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը նախագծվել, արտադրվում և մանրակրկիտ փորձարկվում են Գերմանիայի Բեռլին քաղաքից ոչ հեռու գտնվող Տելտոու քաղաքում գտնվող մեր շտաբում: Hielscher- ի ուլտրաձայնային սարքավորումների կայունությունն ու հուսալիությունը այն դարձնում են ձեր արտադրության մեջ աշխատող ձի: 24/7 ռեժիմով լի ծանրաբեռնվածության պայմաններում և պահանջկոտ միջավայրում Hielscher- ի բարձրորակ ուլտրաձայնային զոնդերի և ռեակտորների բնական բնութագիրն է:
Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:
| խմբաքանակի Volume | Ծախսի Rate | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից մինչեւ 200 մլ / վրկ | UP100H |
| 10-ից մինչեւ 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / վրկ | Uf200 ः տ,, UP400St |
| 01-ից մինչեւ 20 լ | 02-ից 4 լ / րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| na | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| na | ավելի մեծ | Կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!
Բարձր հզորությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ ից Լաբորատորիա դեպի օդաչու եւ Արդյունաբերական սանդղակ:
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Փաստեր Worth Իմանալով
Պրուսական կապույտ
Prussian Blue- ը քիմիապես ճիշտ է անվանվել երկաթի hexacyanoferrate (Iron (II, III) hexacyanoferrate (II, III)), բայց խոսակցականորեն հայտնի է նաև որպես Բեռլինի կապույտ, Ferric ferrocyanide, Ferric hexacyanoferrate, Iron (III) ferrocyanide, Iron (III) hexacyanoferrate (II), և փարիզյան կապույտը:
Պրուսական կապույտը նկարագրվում է որպես խորը կապույտ գունանյութ, որն արտադրվում է այն ժամանակ, երբ տեղի է ունենում երկաթի երկաթի աղերի օքսիդացում: Այն պարունակում է երկաթյա hexacyanoferrate (II) խորանարդ վանդակաճաղի բյուրեղային կառուցվածքում: Այն ջրի մեջ անլուծելի է, բայց նաև ձգտում է կոլոիդ առաջացնել, ուստի կարող է գոյություն ունենալ ինչպես կոլոիդային, այնպես էլ ջրի լուծելի ձևով և անլուծելի տեսքով: Այն բանավոր կերպով ընդունվում է կլինիկական նպատակներով ՝ որպես հակաթույն օգտագործելու ծանր մետաղների թունավորման որոշակի տեսակների համար, ինչպիսիք են թալիումը և ցեզիումի ռադիոակտիվ իզոտոպները:
Երկաթի հեքսացյանոֆերատի (պրուսական կապույտ) անալոգներն են պղնձի հեքսացյանոֆերատը, կոբալտ հեքսացյանոֆերատը, ցինկի հեքսացիանոֆերատը և նիկել հեքսացիանոֆերատը:
Նատրիումի-իոնային մարտկոցներ
Նատրիումի-իոնային մարտկոցը (NIB) վերալիցքավորվող մարտկոցի տեսակ է: Ի տարբերություն լիթիում-իոնային մարտկոցի, նատրիումի իոնային մարտկոցը լիթիումի փոխարեն օգտագործում է նատրիումի իոններ (Na +) ՝ որպես լիցքի կրիչներ: Հակառակ դեպքում կազմը, գործողության սկզբունքը և բջջային կառուցվածքը լայնորեն նույնական են ընդհանուր և լայնորեն օգտագործվող լիթիում-իոնային մարտկոցների հետ: Այս երկու մարտկոցների հիմնական տարբերությունն այն է, որ Li-ion կոնդենսատորներում օգտագործվում են լիթիումի միացություններ, մինչդեռ Na- իոնային մարտկոցներում կիրառվում են նատրիումի մետաղներ: Սա նշանակում է, որ նատրիումի-իոնային մարտկոցի կաթոդը պարունակում է նատրիումի կամ նատրիումի կոմպոզիցիաներ և անոդ (պարտադիր չէ, որ նատրիումի վրա հիմնված նյութ), ինչպես նաև հեղուկ էլեկտրոլիտ, որը պարունակում է բևեռային պրոտիկական կամ ապրոտիկ լուծիչներում տարանջատված նատրիումի աղեր: Լիցքավորման ընթացքում Na +- ն արդյունահանվում է կաթոդից և տեղադրվում անոդի մեջ, մինչ էլեկտրոններն անցնում են արտաքին շղթայով: լիցքաթափման ժամանակ հակառակ գործընթացն է տեղի ունենում, երբ Na- ն արդյունահանվում է անոդից և նորից տեղադրվում կաթոդում `էլեկտրական էլեկտրոնների միջոցով, որոնք շրջաբերականով անցնում են օգտակար աշխատանք: Իդեալում, անոդային և կաթոդային նյութերը պետք է կարողանան դիմակայել նատրիումի պահպանման կրկնվող ցիկլերին `առանց քայքայման, որպեսզի ապահովեն երկարատև կյանքի ցիկլ:
Սոնաքիմիական սինթեզը բարձրորակ զանգվածային նատրիումի մետաղների աղեր արտադրելու հուսալի և արդյունավետ տեխնիկա է, որոնք կարող են օգտագործվել նատրիումի-իոնային կոնդենսատորների արտադրության համար: Նատրիումի փոշու սինթեզը կատարվում է հալված նատրիումի մետաղի ուլտրաձայնային ցրման միջոցով հանքային յուղի մեջ: Եթե դուք հետաքրքրված եք ուլտրաձայնային նատրիումի մետաղի աղերի սինթեզմամբ, խնդրեք մեզ լրացուցիչ տեղեկություններ ՝ կամ լրացնելով կապի ձևը, ուղարկելով մեզ էլ-նամակ (info@hielscher.com), կամ զանգահարելով մեզ!!
Մետաղական-օրգանական շրջանակային կառուցվածքներ
Մետաղական-օրգանական շրջանակները (MOF) միացությունների դաս է, որը բաղկացած է մետաղական իոններից կամ օրգանական կապաններից համակարգված կլաստերներից, որոնք կարող են կազմել մեկ, երկչափ կամ եռաչափ կառուցվածքներ: Դրանք համակարգման պոլիմերների ենթադաս են: Համակարգման պոլիմերները առաջանում են մետաղների միջոցով, որոնք կապվում են լիգանդների (այսպես կոչված ՝ կապակցիչ մոլեկուլների) միջոցով, որպեսզի ստեղծվեն կրկնվող կոորդինացման շարժառիթներ: Նրանց հիմնական առանձնահատկությունները ներառում են բյուրեղայինություն և հաճախ ծակոտկենություն:
Կարդացեք ավելին մետաղաօրգանական շրջանակի (MOF) կառուցվածքների ուլտրաձայնային սինթեզի մասին: