პრუსიული ლურჯი ნანოკუბების ულტრაბგერითი სველი ნალექები
Prussian Blue ან რკინის ჰექსაციანოფერატი არის ნანო სტრუქტურირებული მეტალის ორგანული ჩარჩო (MOF), რომელიც გამოიყენება ნატრიუმის იონური ბატარეის წარმოებაში, ბიომედიცინაში, მელანსა და ელექტრონიკაში. ულტრაბგერითი სველი ქიმიური სინთეზი არის ეფექტური, საიმედო და სწრაფი გზა პრუსიული ლურჯი ნანოციკებისა და პრუსიული ლურჯი ანალოგების წარმოებისთვის, როგორიცაა სპილენძის ჰექსაციანოფერატი და ნიკელის ჰექსაციანოფერატი. ულტრაბგერით დალექილი პრუსიული ლურჯი ნანონაწილაკები ხასიათდება ნაწილაკების ვიწრო ზომის განაწილებით, მონო დისპერსიულობით და მაღალი ფუნქციონირებით.
პრუსიული ლურჯი და ჰექსაციანოფერატის ანალოგები
პრუსიული ლურჯი ან რკინის ჰექსაციანოფერატები ფართოდ გამოიყენება როგორც ფუნქციონალური მასალა ელექტროქიმიური პროგრამების შესაქმნელად და ქიმიური სენსორების, ელექტროქრომული დისპლეების, მელნისა და საიზოლაციო მასალების, ბატარეების (ნატრიუმის იონის ბატარეები), კონდენსატორებისა და სუპერ კონდენსატორების, კათიონის შესანახი მასალების წარმოებისთვის, როგორიცაა H + ან C +, კატალიზატორი, ტერანოსტიკა და სხვა. კარგი რედოქს აქტივობისა და მაღალი ელექტროქიმიური სტაბილურობის გამო, Prussian Blue არის მეტალო – ორგანული ჩარჩო (MOF) სტრუქტურა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ელექტროდების მოდიფიკაციისთვის.
სხვა და სხვა პროგრამების გარდა, პრუსიული ლურჯი და მისი ანალოგები სპილენძის ჰექსაციანოფერატი და ნიკელის ჰექსაციანოფერატი გამოიყენება, როგორც ლურჯი, წითელი და ყვითელი ფერის ფერის მელანი.
პრუსიული ლურჯი ნანონაწილაკების უდიდესი უპირატესობა მათი უსაფრთხოებაა. პრუსიული ლურჯი ნანონაწილაკები სრულად ბიოდეგრადირებადი, ბიოშეთავსებადია და დამტკიცებულია FDA– ს მიერ სამედიცინო პროგრამებისთვის.
პრუსიული ლურჯი ნანოკუბების სონოქიმიური სინთეზი
პრუსიული ლურჯი / ჰექსაციანოფერიტის ნანონაწილაკების სინთეზი არის ჰეტეროგენული სველი-ქიმიური ნალექების რეაქცია. იმისათვის, რომ მივიღოთ ნანონაწილაკები ნაწილაკების ვიწრო ზომის განაწილებით და მონოდისპერსიულობით, საჭიროა ნალექების საიმედო გზა. ულტრაბგერითი წინასწარმეტყველება კარგად არის ცნობილი მაღალი ხარისხის ნანონაწილაკების და პიგმენტების საიმედო, ეფექტური და მარტივი სინთეზით, როგორიცაა მაგნეტიტი, თუთიის მოლიბდატი, თუთიის ფოსფომოლიბდატი, სხვადასხვა ბირთვიანი ნანონაწილაკები და ა.შ.
ულტრაბგერითი UIP2000hdT არის ძლიერი სონოქიმიური მოწყობილობა ნანონაწილაკების სინთეზისა და ნალექებისათვის
სველი ქიმიური სინთეზის მარშრუტები პრუსიული ლურჯი ნანონაწილაკებისათვის
პრუსიული ლურჯი ნანონაწილაკების სინოქიმიური გზა არის ეფექტური, მარტივი, სწრაფი და გარემოსდაცვითი. ულტრაბგერითი ნალექების მოსავლიანობა მაღალხარისხოვან პრუსიულ ლურჯ ნანოკუბებში, რომლებიც ხასიათდება ერთგვაროვანი მცირე ზომის (დაახლ. 5 ნმ), ვიწრო ზომის განაწილებით და მონოდისფეროთი.
პრუსიული ლურჯი ნანონაწილაკების სინთეზირება შესაძლებელია ნალექების სხვადასხვა გზით, პოლიმერული სტაბილიზატორებით ან მის გარეშე.
სტაბილიზირებელი პოლიმერის გამოყენების თავიდან აცილების მიზნით, პრუსიული ლურჯი ნანოკუბების დალექვა შესაძლებელია FeCl– ის ულტრაბგერითი შერევით.3 და კ3[Fe (CN)6] თანდასწრებით H2ო2.
ამ ტიპის სინთეზში სონოქიმიის გამოყენებამ ხელი შეუწყო მცირე ნანონაწილაკების მიღებას (მაგ., 5 ნმ ზომის ნაცვლად son50 ნმ ზომისა ნაცვლად სონიფიკაციის გარეშე). (დაკარო და სხვები. 2018)
ულტრაბგერითი პრუსიული ლურჯი სინთეზის შემთხვევების შესწავლა
საერთოდ, პრუსიული ლურჯი ნანონაწილაკები სინთეზირებულია ულტრაბგერითი მეთოდის გამოყენებით.
ამ ტექნიკაში, K– ის 0,05 მ ხსნარი4[Fe (CN)6] ემატება 100 მლ მარილმჟავას ხსნარი (0,1 მოლი / ლ). შედეგად კ4[Fe (CN)6] წყალხსნარი ინახება 40 ° C ტემპერატურაზე 5 საათის განმავლობაში, ხოლო ხსნარი გაჟღენთილია და შემდეგ ნებადართულია გაცივება ოთახის ტემპერატურაზე. მიღებული ცისფერი პროდუქტი გაფილტრული და გარეცხილია არაერთხელ გამოხდილი წყლით და აბსოლუტური ეთანოლით და ბოლოს გაშრეს ვაკუუმურ ღუმელში 25C ტემპერატურაზე 12 საათის განმავლობაში.
ჰექსაციანოფერიტის ანალოგური სპილენძის ჰექსაციანოფერიტი (CuHCF) სინთეზირებულია შემდეგი მარშრუტით:
CuHCF ნანონაწილაკები სინთეზირებულია შემდეგი განტოლების შესაბამისად:
Cu (არა3)3 + კ4[Fe (CN)6] -> Cu4[Fe (CN)6] + KN03
CuHCF ნანონაწილაკების სინთეზირებულია 2007 წელს ბიონის და სხვათა მიერ შემუშავებული მეთოდით. 10 მლ 20 მმოლ ლ ნარევი-1 კ3[Fe (CN)6] + 0,1 მოლი ლ-1 KCl ხსნარი 10 მლ 20 მმოლ ლ-1 CuCl2 + 0,1 მოლი ლ-1 KCl, გამაჯანსაღებელ კოლბაში. შემდეგ ნარევს ასხივებენ მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი გამოსხივებით 60 წთ-ის განმავლობაში, უშუალო ჩაძირვის ტიტანის რქით (20 კჰც, 10 ვც-1), რომელიც 1 სმ სიღრმეზე იყო ჩაფლული ხსნარში. ნარევის დროს შეინიშნება ღია ყავისფერი ნალექის გამოჩენა. ეს დისპერსია დიალიზდება 3 დღის განმავლობაში, ძალიან სტაბილური, ღია ყავისფერი ფერის დისპერსიის მისაღებად.
(შდრ. ჯასალი და სხვები. 2015)
ვუ და სხვ. (2006 წ.) სინთეზირებულია პრუსიული ლურჯი ნანონაწილაკებიდან სონოქიმიური გზით კ4[Fe (CN)6], რომელშიც Fe2 + წარმოიქმნა [FeII (CN) 6] 4−-ის დაშლა მარილმჟავაში ულტრაბგერითი დასხივებით; Fe2+ იჟანგება Fe– მდე3+ რეაგირება დანარჩენთან [FeII (CN)6] 4− იონები. კვლევის ჯგუფმა დაასკვნა, რომ სინთეზირებული პრუსიული ლურჯი ნანოკუბების ერთნაირი ზომის განაწილება გამოწვეულია ულტრაბგერითი ეფექტით. FE-SEM გამოსახულება მარცხნივ აჩვენებს სონოქიმიურად სინთეზირებულ რკინის ჰექსაციანოფერატის ნანოკუბებს Wu- ს კვლევითი ჯგუფის მიერ.
ფართომასშტაბიანი სინთეზი: PB ნანონაწილაკების მომზადება ფართომასშტაბიან, PVP (250 გ) და K3[Fe (CN)6] (19,8 გ) დაემატა 2,000 მლ HCl ხსნარს (1 მ). ხსნარი გაჟღენთილ იქნა გაწმენდის შემდეგ და შემდეგ მოათავსეს ღუმელში 80 ° C ტემპერატურაზე, რათა მიაღწიონ დაბერების რეაქციას 20–24 საათის განმავლობაში. შემდეგ ნარევი ცენტრიფუგირებული იყო 20,000 rpm- ზე 2 საათის განმავლობაში PB ნანონაწილაკების შეგროვებისთვის. (უსაფრთხოების შენიშვნა: შექმნილი HCN– ის განდევნის მიზნით, რეაქცია უნდა განხორციელდეს გამწოვში).
ცირტრატით სტაბილიზირებულია Prussian Blue ნანოკუბების TEM მიკროგრაფია
კვლევა და სურათი: დაკარო და სხვები. 2018 წელი
ულტრაბგერითი ზონდები და სონოქიმიური რეაქტორები პრუსიული ცისფერი სინთეზისთვის
Hielscher Ultrasonics არის მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის დიდი ხნის გამოცდილების მწარმოებელი, რომელიც გამოიყენება მსოფლიოში ლაბორატორიებში და სამრეწველო წარმოებაში. ნანონაწილაკების და პიგმენტების სონოქიმიური სინთეზი და ნალექი არის მოთხოვნადი პროგრამა, რომელიც მოითხოვს მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერით ზონდებს, რომლებიც წარმოქმნიან მუდმივ ამპლიტუდებს. ყველა Hielscher ულტრაბგერითი მოწყობილობა შექმნილია და დამზადებულია 24/7 დღის განმავლობაში სრული დატვირთვით მუშაობისთვის. ულტრაბგერითი პროცესორები ხელმისაწვდომია კომპაქტური 50 ვატიანი ლაბორატორიული ულტრაბგერითიდან 16000 ვტ-მდე მძლავრი ხაზოვანი ულტრაბგერითი სისტემებით. გამაძლიერებელი რქების, სონოტროდების და დინების უჯრედების მრავალფეროვნება საშუალებას იძლევა ინდივიდუალურად დავაყენოთ სონოქიმიური სისტემა წინამორბედებთან, გზასთან და საბოლოო პროდუქტთან შესაბამისობაში.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერით ზონდებს, რომლებსაც შეუძლიათ სპეციალურად შექმნან ძალიან მსუბუქი ან ძალიან მაღალი ამპლიტუდის სრული სპექტრი. თუ თქვენი სონოქიმიური გამოყენება მოითხოვს უჩვეულო სპეციფიკაციებს (მაგ., ძალიან მაღალი ტემპერატურა), ხელმისაწვდომია ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი სონოტროდები. Hielscher- ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის სიმტკიცე საშუალებას იძლევა 24/7 ოპერაცია მოხდეს მძიმე მოვალეობებსა და მოთხოვნილ გარემოში.
Sonochemical სურათების და Inline სინთეზი
Hielscher ულტრაბგერითი ზონდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სურათების და უწყვეტი ხაზოვანი გამაჯანსაღებისთვის. რეაქციის მოცულობიდან და რეაქციის სიჩქარედან გამომდინარე, ჩვენ გირჩევთ ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი პარამეტრები.
ულტრაბგერითი ზონდები და სონო-რეაქტორები ნებისმიერი მოცულობისთვის
Hielscher Ultrasonics პროდუქციის ასორტიმენტი მოიცავს ულტრაბგერითი პროცესორების სრულ სპექტრს კომპაქტური ლაბორატორიული ულტრაბგერითი დამონტაჟებით, საცდელი და საპილოტე სისტემებით, მთლიანად ინდუსტრიული ულტრაბგერითი პროცესორებით, საათში სატვირთო დატვირთვების დამუშავებით. პროდუქტის სრული ასორტიმენტი საშუალებას გვაძლევს შემოგთავაზოთ ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი მოწყობილობა თქვენი სითხის, პროცესის სიმძლავრისა და წარმოების მიზნებისათვის.
ზუსტად კონტროლირებადი ამპლიტუდები ოპტიმალური შედეგების მისაღწევად
ყველა Hielscher ულტრაბგერითი პროცესორი ზუსტად კონტროლდება და ამრიგად საიმედო სამუშაო ცხენებია. ამპლიტუდა პროცესის ერთ – ერთი გადამწყვეტი პარამეტრია, რომელიც გავლენას ახდენს სონოქიმიურად და სომექანიკურად გამოწვეული რეაქციების ეფექტურობაზე და ეფექტურობაზე. ყველა Hielscher Ultrasonics’ პროცესორები ამპლიტუდის ზუსტი დაყენების საშუალებას იძლევა. Sonotrodes და გამაძლიერებელი რქები არის აქსესუარები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ამპლიტუდა კიდევ უფრო ფართო დიაპაზონში. Hielscher- ის ინდუსტრიული ულტრაბგერითი პროცესორები ძალიან მაღალ ამპლიტუდებს წარმოადგენენ და საჭირო ულტრაბგერითი ინტენსივობით უზრუნველყოფენ მომთხოვნი პროგრამებისთვის. ამპლიტუდები 200 მკმ-მდე მარტივად განუწყვეტლივ შესაძლებელია 24/7 ოპერაციის დროს.
ამპლიტუდის ზუსტი პარამეტრები და ულტრაბგერითი პროცესის პარამეტრების მუდმივი მონიტორინგი გონივრული პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით საშუალებას გაძლევთ სინთეზოთ თქვენი პრუსიული ლურჯი ნანოციკები და ჰექსაციანოფერატის ანალოგები ყველაზე ეფექტურ ულტრაბგერით პირობებში. ოპტიმალური დამუშავება ნანონაწილაკების ყველაზე ეფექტური სინთეზისთვის!
Hielscher- ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის სიმტკიცე საშუალებას იძლევა 24/7 ოპერაცია მოხდეს მძიმე მოვალეობებსა და მოთხოვნილ გარემოში. ეს ხდის Hielscher's ულტრაბგერითი აღჭურვილობის საიმედო სამუშაო საშუალებას, რომელიც აკმაყოფილებს თქვენს სონოქიმიური პროცესის მოთხოვნებს.
Უმაღლესი ხარისხი – შექმნილია და დამზადებულია გერმანიაში
როგორც საოჯახო და საოჯახო ბიზნესი, Hielscher პრიორიტეტს ანიჭებს უმაღლესი ხარისხის სტანდარტებს ულტრაბგერითი პროცესორებისთვის. ყველა ულტრაბგერითი მოწყობილობა შექმნილია, დამზადებულია და საფუძვლიანად არის შემოწმებული ჩვენს შტაბში, ტელტოვში, ბერლინის მახლობლად, გერმანია. Hielscher- ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის სიმტკიცე და საიმედოობა მას სამუშაო პროდუქტად აქცევს. 24/7 სამუშაო სრული დატვირთვით და მოთხოვნილებულ გარემოში ბუნებრივი მახასიათებელია Hielscher– ის მაღალეფექტური ულტრაბგერითი ზონდები და რეაქტორები.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| Batch მოცულობა | დინების სიჩქარე | რეკომენდირებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10 დან 200 მლ / წთ | UP100H |
| 10 დან 2000 მლ | 20 დან 400 მლ / წთ | Uf200 ः t, UP400St |
| 01-დან 20 ლ-მდე | 02-დან 4 ლ / წთ | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ | 2-დან 10 ლ / წთ | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100 ლ / წთ | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / გვკითხე ჩვენ!
ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორიდან ლაბორატორია to პილოტი და სამრეწველო მასშტაბი.
ლიტერატურა / ცნობები
- 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.
ფაქტები Worth Knowing
პრუსიული ლურჯი
პრუსიული ლურჯი ქიმიურად სწორია, რომელსაც უწოდებენ რკინის ჰექსაციანოფერატი (Iron (II, III) hexacyanoferrate (II, III)), მაგრამ სასაუბროდ ასევე ცნობილია როგორც ბერლინის ლურჯი, Ferric ferrocyanide, Ferric hexacyanoferrate, Iron (III) ferrocyanide, Iron (III) ჰექსაციანოფერატი (II) და პარიზული ლურჯი.
პრუსიული ლურჯი აღწერილია, როგორც ღრმა ლურჯი პიგმენტი, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც ხდება შავი ფეროციანიდის მარილების დაჟანგვა. იგი შეიცავს რკინის ჰექსაციანოფერატს (II) კუბურ ქსელურ კრისტალურ სტრუქტურაში. იგი წყალში არ იხსნება, მაგრამ ასევე კოლოიდური ფორმირების ტენდენცია აქვს, ამიტომ შეიძლება არსებობდეს როგორც კოლოიდური, ასევე წყალში ხსნადი და უხსნადი ფორმით. ის პერორალურად მიიღება კლინიკური მიზნებისათვის, რათა გამოვიყენოთ როგორც ანტიდოტი მძიმე ლითონების გარკვეული სახის მოწამვლისთვის, როგორიცაა ტალიუმი და ცეზიუმის რადიოაქტიური იზოტოპები.
რკინის ჰექსაციანოფერატის ანალოგები (პრუსიული ცისფერი) არის სპილენძის ჰექსაციანოფერატი, კობალტის ჰექსაციანოფერატი, თუთია ჰექსაციანოფერატი და ნიკელის ჰექსაციანოფერატი.
ნატრიუმის-იონის ბატარეები
ნატრიუმ-იონის ბატარეა (NIB) დატენვის ელემენტის ტიპია. ლითიუმ-იონის ბატარეისგან განსხვავებით, ნატრიუმის იონური ბატარეა მუხტის მატარებლებად იყენებს ნატრიუმის იონებს (Na +) ლითიუმის ნაცვლად. წინააღმდეგ შემთხვევაში, შემადგენლობა, ფუნქციონირების პრინციპი და უჯრედის კონსტრუქცია ფართოდ იდენტურია ლითიუმ-იონის ელემენტების საერთო და ფართოდ გამოყენებული ელემენტებისა. ძირითადი განსხვავება ორივე ბატარეის ტიპებს შორის არის ის, რომ Li-ion capacitors გამოიყენება ლითიუმის ნაერთები, ხოლო Na-ion ელემენტებში გამოიყენება ნატრიუმის ლითონები. ეს ნიშნავს, რომ ნატრიუმ-იონური ბატარეის კათოდი შეიცავს ნატრიუმის ან ნატრიუმის კომპოზიტებს და ანოდს (არა აუცილებლად ნატრიუმზე დაფუძნებულ მასალას), ასევე თხევად ელექტროლიტს, რომელიც შეიცავს დისოცირებულ ნატრიუმის მარილებს პოლარულ პროტიკურ ან აპროზულ გამხსნელებში. დატენვის დროს Na + გამოჰყავთ კათოდიდან და ჩასვამენ ანოდში, როდესაც ელექტრონები გარეთა წრეში გადაადგილდებიან; განმუხტვის დროს ხდება საპირისპირო პროცესი, როდესაც Na + მოპოვებულია ანოდიდან და კვლავ ჩასმული ხდება კათოდში, ელექტრონები, რომლებიც მოძრაობენ გარე წრეში და ასრულებენ სასარგებლო სამუშაოს. იდეალურ შემთხვევაში, ანოდსა და კათოდურ მასალებს უნდა შეეძლოთ გაუძლონ ნატრიუმის შენახვის განმეორებით ციკლებს დეგრადაციის გარეშე, რათა უზრუნველყონ ხანგრძლივი სიცოცხლის ციკლი.
სონოქიმიური სინთეზი არის საიმედო და ეფექტური ტექნიკა მაღალხარისხოვანი ნატრიუმის ლითონის მარილების წარმოებისთვის, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია ნატრიუმ-იონური კონდენსატორების წარმოებისთვის. ნატრიუმის ფხვნილის სინთეზი მიიღწევა ნატრიუმის მდნარი ლითონის ულტრაბგერითი დისპერსიით მინერალურ ზეთში. თუ დაინტერესებული ხართ ნატრიუმის ლითონის მარილების ულტრაბგერითი სინთეზით, მოგვმართეთ დამატებითი ინფორმაციისთვის ან შეავსეთ საკონტაქტო ფორმა, გამოგვიგზავნეთ ელექტრონული ფოსტა (info@hielscher.com) ან გვირეკავს!
მეტალო – ორგანული ჩარჩოების სტრუქტურები
მეტალო – ორგანული ჩარჩოები (MOF) - ეს არის ნაერთების კლასი, რომელიც შედგება ლითონის იონებისგან ან ორგანულ ლიგანდებთან კოორდინირებული მტევნებისგან, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან ერთ, ორი ან სამგანზომილებიანი სტრუქტურები. ისინი კოორდინაციის პოლიმერების ქვეკლასია. საკოორდინაციო პოლიმერები წარმოიქმნება ლითონებით, რომლებსაც უკავშირებენ ლიგანდები (ე.წ. ლინკერული მოლეკულები) ისე, რომ წარმოიქმნება განმეორებითი კოორდინაციის მოტივები. მათი ძირითადი მახასიათებლებია კრისტალურობა და ხშირად ფოროვანი.
წაიკითხეთ მეტი მეტალო – ორგანული ჩარჩოს (MOF) სტრუქტურების ულტრაბგერითი სინთეზის შესახებ!