プロイセンブルーナノキューブの超音波湿式沈殿

プロイセンブルーまたは鉄六角化剤は、ナトリウムイオン電池製造、バイオメディシン、インクおよびエレクトロニクスに使用されるナノ構造の金属有機フレームワーク(MOF)です。超音波湿式化学合成は、プロイセンブルーナノキューブと銅六シアノフェル酸塩およびニッケル六角体のようなプロイセンブルー類似体を生成するための効率的で信頼性の高い、迅速な経路です。超音波沈殿プロイセンブルーナノ粒子は、狭い粒度分布、単分散性および高機能性によって特徴付けられます。

プロイセンブルーと六シアノフェラーテの類似体

プロイセンブルーや鉄六角化樹脂は、電気化学用途の設計、化学センサー、エレクトロクロミックディスプレイ、インクおよびコーティング、電池(ナトリウムイオン電池)、コンデンサおよびスーパーキャパシタ、H+またはCs+などのカチオン貯蔵材料、触媒、テラノスティクスなどの製造を行う機能材料として広く使用されています。その優れた酸化還元活性と高い電気化学的安定性により、プロイセンブルーは、電極修飾のために広く使用されている金属有機フレームワーク(MOF)構造です。
様々な用途に加えて、プロイセンブルーとその類似銅六シアノフェレートとニッケル六角晶酸は、それぞれ青、赤、黄色のカラーインクとして使用されています。
プロイセンブルーナノ粒子の大きな利点は、その安全性です。プロイセンブルーナノ粒子は、完全に生分解性、生体適合性、および医療用途のためにFDAによって承認されています。

プロイセンブルーナノキューブのソノケミカル合成

プロイセンブルー/六シアノフェライトナノ粒子の合成は、異種湿式化学沈殿の反応である。狭い粒度分布と単分散性を持つナノ粒子を得るためには、信頼性の高い沈殿経路が必要です。超音波前体は、磁石、亜鉛モリブデン酸、リンフォモリブデン酸亜鉛、各種コアシェルナノ粒子などの高品質なナノ粒子および顔料の信頼性、効率的かつ簡単な合成でよく知られています。

プロイセンブルーナノ粒子のウェット化学合成ルート

プロイセンブルーナノ粒子合成のソノケミカルルートは、効率的で、ファシリティで、迅速かつ環境に優しい。超音波沈殿は、均一な小さなサイズ(約5nm)、狭いサイズ分布、および単分散性によって特徴付けられており、高品質のプロイセンブルーナノキューブで生じる。
プロイセンブルーナノ粒子は、ポリマー安定剤の有無にかかわらず、様々な沈殿経路を介して合成することができる。
安定化ポリマーの使用を避けて、プロイセンブルーナノキューブは、単に超音波でFeClを混合することによって沈殿させることができます₃ とK₃[Fe(CN)₆] H の存在下で₂ザ・₂。
この種の合成におけるソノケミストリーの使用は、より小さなナノ粒子(すなわち、超音波処理なしで得られたサイズの約50nmのサイズ)を得るのに役立った。(ダカロら 2018年)

超音波プロイセンブルー合成の事例研究

一般的に、プロイセンブルーナノ粒子は、超音波処理法を採用して合成される。
この技術では、Kの0.05 M溶液₄[Fe(CN)₆]の塩酸溶液(0.1モル/L)の100mlに添加する。結果の K₄[Fe(CN)₆]水溶液は、溶液を超音波処理しながら5時間40ºCに保たれ、その後室温で冷却するために使用されます。得られた青い製品を濾過し、蒸留水と絶対エタノールで繰り返し洗浄し、最後に25ºCの真空オーブンで12時間乾燥する。

六シアノフェリットアナログ銅六シアノフェリット(CuHCF)は、次のルートを介して合成しました:
CuHCFナノ粒子を以下の式に従って合成した:
ク(いいえ)₃）₃ + K₄[Fe(CN)₆] -> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

CuHCFナノ粒子は、Bioniら、2007[1]によって開発された方法によって合成される。20 mmol L の 10 mL の混合物^-1 K₃[Fe(CN)₆] + 0.1 モル L^-1 20 mmol L の 10 mL の KCl 溶液^-1 Cucl₂ + 0.1 モル L^-1 KCl、超音波処理フラスコで。混合物は60分の高強度超音波放射で照射され、直接浸漬チタニウムの角(20 kHz、10Wcm)を採用する^-1)は、溶液中に1センチの深さまで浸漬した。混合物の間に、明褐色の沈着物の出現が観察される。この分散液は、非常に安定した、明るい茶色の分散液を得るために3日間にわたって透析される。
(cf. Jassalら 2015)

Wu et al. (2006) Kからのソノケミカルルートを介してプロイセンブルーナノ粒子を合成₄[Fe(CN)₆]、Fe2+が塩酸の超音波照射によって[FeII(CN)6]4−の分解によって生成された。フェ²⁺ フェに酸化された³⁺ 残りの[FeII(CN)]と反応する₆]4-イオン。研究グループは、合成されたプロイセンブルーナノキューブの均一なサイズ分布は、超音波の効果によって引き起こされると結論付けました。左のFE-SEM画像は、呉の研究グループによってソノ化学的に合成された鉄六シアノフェラートナノキューブを示しています。

大規模合成:PBナノ粒子を大規模に調製し、PVP(250g)およびK₃[Fe(CN)₆](19.8 g)を2,000 mLのHCl溶液(1M)に添加した。溶液は透明になるまで超音波処理され、80°Cのオーブンに入れ、20〜24時間の老化反応を達成しました。次いで、PBナノ粒子の回収のために20,000rpmで2時間遠心分離した。(安全注:作成された任意のHCNを追放するために、反応は、ヒュームフードで行われるべきです。

プロイセンブルー合成のための超音波プローブとソノケミカル反応器

ヒールシャー超音波は、ラボや工業生産で世界的に使用されている高性能超音波機器の長期的な経験メーカーです。ナノ粒子と顔料の超音波合成と沈殿は、一定の振幅を生成する高出力超音波プローブを必要とする要求の厳しいアプリケーションです。すべてのヒールシャー超音波装置は、全負荷の下で24時間365日動作するように設計され、製造されています。超音波プロセッサは、コンパクトな50ワットの実験室超音波装置から16,000ワットの強力なインライン超音波システムに利用可能です。ブースターホーン、ソノトロードおよびフローセルの多種多様な前駆体、経路および最終製品に対応してソノケミカルシステムの個々のセットアップを可能にする。
ヒールシャー超音波は、特に非常に高い振幅に非常に穏やかなの完全なスペクトルを提供するために設定することができ、高性能超音波プローブを製造しています。あなたのソノケミカルアプリケーションは、(例えば、非常に高温)異常な仕様を必要とする場合は、カスタマイズされた超音波ソノトロードが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。

ソノケミカルバッチとインライン合成

ヒールシャー超音波プローブは、バッチと連続インライン超音波処理に使用することができます。反応量と反応速度に応じて、私たちはあなたに最も適した超音波セットアップをお勧めします。

あらゆる容積のための超音波プローブとソノ反応器

ヒールシャー超音波製品の範囲は、1時間あたりのトラック積み込みを処理する能力を持つ完全工業用超音波プロセッサにベンチトップとパイロットシステム上のコンパクトなラボ超音波装置から超音波プロセッサの完全なスペクトルをカバーしています。フル製品範囲は、私たちはあなたの液体、プロセス容量と生産目標に最適な超音波機器を提供することができます。

最適な結果を得るための正確に制御可能な振幅

すべてのヒールシャー超音波プロセッサは、正確に制御可能であり、それによって信頼性の高い作業馬です。振幅は、ソノ化学的およびソノメカニカルに誘発された反応の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは振幅の精密な設定を可能にする。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を変更することを可能にするアクセサリーです。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求の厳しいアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。
スマートソフトウェアを介して超音波プロセスパラメータの正確な振幅設定と恒久的な監視は、あなたのプロイセンブルーナノキューブと最も効果的な超音波条件下で六シアノフェレート類似体を合成する可能性を与えます。最も効率的なナノ粒子合成のための最適な超音波処理!
ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。これは、ヒールシャーの超音波装置は、あなたのソノケミカルプロセスの要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

最高品質 – ドイツで設計・製造

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下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：