ヒールシャー超音波技術

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。

Sonochemical setup with ultrasonic probe UIP2000hdT and ultrasonic reactor for chemical synthesis

超音波装置UIP2000hdTは、ナノ粒子の合成と沈殿のための強力なソノケミカルデバイスです

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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

Prussian blue nanoparticles (also known as iron hexacyanoferrate) can be efficiently synthesized via sonochemical route.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)33 + 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)

Ultrasonically synthesized Prussian Blue (iron hexacyanoferrate) nanocubes.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) were added into 2,000 mL of HCl solution (1 M). The solution was sonicated until clear and then placed in an oven at 80°C to achieve an ageing reaction for 20–24 hours. The mixture was then centrifuged at 20,000 rpm for 2 hours for the collection of PB nanoparticles. (Safety note: In order to expel any HCN created, the reaction should be carried out in a fume hood).

TEM of Prussian Blue nanocubes

クエン酸で安定化したプロイセンブルーナノキューブのTEM顕微鏡写真
研究と絵:ダカロら 2018

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

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.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

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは超音波処理装置の最高品質基準を優先します。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、あなたの生産の作業馬になります。全負荷下での24時間365日の動作と厳しい環境では、ヒールシャーの高性能超音波プローブと反応器の自然な特性です。

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:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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ヒールシャー超音波は、分散、乳化および細胞抽出のための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

から高出力超音波ホモジナイザー ラボパイロット そして 産業 規模。

文献 / 参考文献



知る価値のある事実

プロイセンブルー

プロイセンブルーは鉄六シアノフェレート(Iron(II,III)六シアノフェレート(II,III)と呼ばれる化学的に正しいが、口語的にはベルリンブルー、フェロシアン化物、鉄(III)フェロシアン化物、鉄(III)フェロシアン化物、鉄(III)フェロシアン化物(II)、パリブルーとも呼ばれる。
プロイセンブルーは、フェロシアニド塩の鉄の酸化が起こると生成される深青色顔料として記述される。立方格子構造のヘキサニアノフェラート(II)を含む。水に不溶であるが、コロイドを形成する傾向もあり、コロイドまたは水溶性の形態、および不溶性形態のいずれかに存在し得る。セシウムのタリウムや放射性同位体など、特定の種類の重金属中毒の解毒剤として使用される臨床目的で経口投与される。
鉄六シアノフェレート(プロイセンブルー)の類似体は、銅六シアノフェル酸、コバルト六シアノファーレート、六シアノファーレート亜鉛、及び六角化亜鉛である。

ナトリウムイオン電池

ナトリウムイオン電池(NIB)は、充電式電池の一種です。リチウムイオン電池とは対照的に、ナトリウムイオン電池はリチウムの代わりにナトリウムイオン(Na+)を充電キャリアとして使用します。それ以外の場合、組成、機能原理およびセル構造は、一般的かつ広く使用されているリチウムイオン電池のそれと広く同一である。これらの電池タイプの主な違いは、リチウムイオンコンデンサではリチウム化合物が使用され、Naイオン電池ではナトリウム金属が適用される点です。これは、ナトリウムイオン電池のカソードには、ナトリウムまたはナトリウム複合材料とアノード(必ずしもナトリウム系材料ではない)と、極性プロティックまたは無プロトン溶媒中の解酸塩ナトリウム塩を含む液体電解質が含まれていることを意味する。充電中、Na+はカソードから抽出され、電子が外部回路を通過している間に陽極に挿入されます。放電中に、逆のプロセスは、Na+がアノードから抽出され、有用な作業を行う外部回路を通過する電子と陰極に再挿入されるところで発生します。理想的には、アノードとカソード材料は、長いライフサイクルを確保するために、劣化することなくナトリウム貯蔵の繰り返しサイクルに耐えることができるはずです。
ソノケミカル合成は、ナトリウムイオンコンデンサの製造に使用できる高品質のバルクナトリウム金属塩を製造するための信頼性と効率的な技術です。ナトリウム粉末の合成は、ミネラルオイル中の溶融ナトリウム金属の超音波分散を介して達成される。ナトリウム金属塩の超音波合成に興味がある場合は、接触フォームに記入するか、電子メールを送信して(info@hielscher.com)、または、より多くの情報を私たちにお願いします 私たちに電話する

金属有機フレームワーク構造

金属有機フレームワーク(MIF)は、有機リガンドに配位された金属イオンまたはクラスターからなる化合物の一種であり、1次元、2次元、または3次元構造を形成することができます。それらは配位ポリマーのサブクラスである。配位ポリマーは金属によって形成され、リガンド(いわゆるリンカー分子)によって結合され、反復的な調整動機が形成される。彼らの主な特徴は、結晶性としばしば多孔質であることです。
金属有機フレームワーク(MOF)構造の超音波合成について詳しく読む!