Ultraschall Nass Nidderschlag vu preisesche Blo Nanocubes
Preisesch Blo oder Eisenhexacyanoferrat ass en nanostrukturéierten metalleschen organesche Kader (MOF), deen an der Fabrikatioun vun Natrium-Ionbatterien, Biomedizin, Tënten an Elektronik benotzt gëtt. Ultraschall naass-chemesch Synthese ass effizient, zouverlässeg a séier Wee fir preisesch Blo Nanocubes a preisesch blo Analoga wéi Kupferhexacyanoferrat an Nickelhexacyanoferrat ze produzéieren. Ultraschall ausgefällt preisesch Blo Nanopartikel sinn duerch eng schmuel Partikelgréisst Verdeelung, Mono-Dispersioun an héich Funktionalitéit charakteriséiert.
Preisesch Blo an Hexacyanoferrat Analogen
Preisesch Blo oder Eisenhexacyanoferraten gi wäit benotzt als funktionell Material fir elektrochemesch Uwendungen ze designen a fir chemesch Sensoren, elektrochromesch Affichage, Tënten a Beschichtungen, Batterien (Natrium-Ionbatterien), Kondensatoren a Superkondensatoren, Kationlagermaterialien wéi fir H+ oder Cs +, Katalysatoren, Theranostics an anerer. Wéinst senger gudder Redoxaktivitéit an héijer elektrochemescher Stabilitéit ass Prussian Blue eng metall-organesch Kader (MOF) Struktur déi wäit fir Elektrodenmodifikatioun benotzt gëtt.
Nieft verschiddenen aneren Uwendungen, preisesch Blo a seng Analoga Kupferhexacyanoferrat an Nickelhexacyanoferrat ginn als Faarftënten vu blo, rout a giel Faarf respektiv benotzt.
E grousse Virdeel vu preisesche Blo Nanopartikel ass hir Sécherheet. Preisesch Blo Nanopartikel si voll biodegradéierbar, biokompatibel, a vun der FDA fir medizinesch Uwendungen guttgeheescht.
The ultrasonicator UIP2000hdT is a powerful sonochemical device for the synthesis and precipitation of nanoparticles
Sonochemesch Synthese vu preisesche Blue Nanocubes
D'Synthese vu preisesche Blo / Hexacyanoferrit Nanopartikel ass Reaktioun vun heterogenen naass-chemesche Nidderschlag. Fir Nanopartikele mat enger schmueler Partikelgréisstverdeelung a Monodispersitéit ze kréien, ass eng zouverlässeg Nidderschlagsroute erfuerderlech. Ultrasonic Nidderschlag ass bekannt fir déi zouverlässeg, effizient an einfach Synthese vu qualitativ héichwäerteg Nanopartikelen a Pigmenter wéi Magnetit, Zinkmolybdat, Zinkphosphomolybdat, verschidde Kär-Shell Nanopartikelen etc.
Nasschemesch Synthese routes fir preisesch blo Nanopartikel
De sonochemesche Wee vun der preisescher Blo Nanopartikel Synthese ass effizient, liicht, séier an ëmweltfrëndlech. Ultraschall Nidderschlag gëtt an héichwäerteg preisesch Blue Nanocubes, déi sech duerch eenheetlech kleng Gréisst (ongeféier 5nm), schmuel Gréisst Verdeelung a Monodispersitéit charakteriséiert.
Preisesch Blo Nanopartikel kënnen iwwer verschidde Nidderschlagsweeër mat oder ouni polymere Stabilisatoren synthetiséiert ginn.
Vermeit d'Benotzung vun engem stabiliséierende Polymer, preisesch Blo Nanocubes kënnen einfach duerch Ultraschallmëschung FeCl ausgeschloss ginn3 an K3[Fe(CN)6] a Presenz vum H2O2.
D'Benotzung vun der Sonochemie an dëser Aart vu Synthese huet gehollef méi kleng Nanopartikelen ze kréien (dh 5 nm an der Gréisst anstatt enger Gréisst vun ≈50 nm ouni Sonikatioun). (Dacarro et al. 2018)
Fallstudien vun der Ultraschallpreisescher Blo Synthese
Allgemeng gi preisesch blo Nanopartikele synthetiséiert andeems d'Ultraschallmethod benotzt.
An dëser Technik, 0,05 M Léisung vun K4[Fe(CN)6] gëtt zu 100 ml Salzsäureléisung vun (0,1 mol/L) hinzugefügt. Déi resultéierend K4[Fe(CN)6] wässerlech Léisung gëtt bei 40ºC fir 5 h gehal wärend d'Léisung sonicéiert an duerno bei Raumtemperatur ofkille léisst. De kritt bloe Produkt gëtt gefiltert a widderholl mat destilléiertem Waasser an absoluten Ethanol gewäsch a schliisslech an engem Vakuumofen bei 25ºC fir 12 Stonnen gedréchent.
Den Hexacyanoferrit Analog Kupferhexacyanoferrit (CuHCF) gouf iwwer folgend Wee synthetiséiert:
D'CuHCF Nanopartikele goufen no der folgender Equatioun synthetiséiert:
Cu (NO3)3 +K4[Fe(CN)6] –> Cu4[Fe(CN)6] + KN03
CuHCF nanoparticles are synthesized by the method developed by Bioni et al., 2007. The mixture of 10 mL of 20 mmol L-1 K3[Fe(CN)6] + 0,1 mol L-1 KCl Léisung mat 10 mL vun 20 mmol L-1 CuCl2 + 0,1 mol L-1 KCl, an enger Sonikatiounskolbe. D'Mëschung gëtt dann mat héijer Intensitéit Ultraschallstrahlung fir 60 min bestrahlt, mat engem direkten Taucher Titanhorn (20 kHz, 10Wcm)-1) déi bis eng Tiefe vun 1 cm an d'Léisung getippt gouf. Wärend der Mëschung gëtt d'Erscheinung vun engem hellbrong Depot beobachtet. Dës Dispersioun gëtt iwwer 3 Deeg dialyséiert fir eng ganz stabil, hellbrong faarweg Dispersioun ze kréien.
(cf. Jassal et al. 2015)
TEM Mikrograph vu preisesche Blue Nanocubes stabiliséiert mat Citrat
Etude a Bild: Dacarro et al. 2018
Wu et al. (2006) synthetiséiert preisesch blo Nanopartikel iwwer sonochemesch Streck vu K4[Fe(CN)6], an deem Fe2+ duerch d’Zersetzung vu [FeII(CN)6]4− duerch Ultraschallbestralung an Salzsäure produzéiert gouf; den Fe2+ gouf zu Fe oxidéiert3+ reagéieren mam Rescht [FeII(CN)6]4- Ionen. D'Fuerschungsgrupp huet ofgeschloss datt d'uniform Gréisst Verdeelung vu synthetiséierte preisesche bloe Nanocubes duerch d'Effekter Ultraschall verursaacht gëtt. D'FE-SEM Bild op der lénker Säit weist sonochemesch synthetiséiert Eisenhexacyanoferrat Nanocubes vum Wu senger Fuerschungsgrupp.
Large-scale synthesis: to prepare PB nanoparticles on a large-scale, PVP (250 g) and K3[Fe(CN)6] (19,8 g) goufen an 2.000 ml HCl Léisung (1 M) bäigefüügt. D'Léisung gouf sonicated bis kloer an dann an engem Ofen bei 80 ° C gesat fir eng Alterungsreaktioun fir 20-24 Stonnen z'erreechen. D'Mëschung gouf duerno bei 20.000 rpm fir 2 Stonnen fir d'Sammlung vu PB Nanopartikelen centrifugéiert. (Sécherheetsnotiz: Fir all erstallt HCN ze verdreiwen, sollt d'Reaktioun an engem Dampkapp gemaach ginn).
Sono-Electrochemical Synthesis of Prussian Blue
Another highly efficient synthesis technique for Prussian Blue is the sono-electrochemical route, which synergistically combines electrochemical deposition with high-intensity ultrasound. This method enhances mass transport, accelerates nucleation kinetics, and promotes uniform nanoparticle formation through cavitation-induced micro-mixing and surface activation. This makes the sono-electrochemical Prussian Blue synthesis a reliable pathway for the industrial production of nanoscale Prussian Blue.
Read more about the sono-electrochemical setup for Prussian Blue synthesis!
Ultrasonic Probes a Sonochemical Reactors fir preisesch Blue Synthese
Hielscher Ultrasonics is long-termed experiences manufacturer of high-performance sonicators that are used worldwide in research laboratories and industrial production. The sonochemical synthesis and precipitation of nanoparticles and pigments is a demanding application that requires high-power ultrasonic probes which generate constant amplitudes. All Hielscher sonicators are designed and manufactured to be operated for 24/7 under full load. Ultrasonic processors are available from compact 50 watts ultrasonic probes to 16,000 watts powerful inline ultrasonic reactors. A wide variety of booster horns, sonotrodes and flow cells allow for the individual setup of an sonochemical system in correspondence to the precursors, pathway and final product.
sonochemical Synthese – Batch or Inline Tailored to Your Needs
Hielscher ultrasonic probes can be used for batch and continuous inline sonication. Depending on reaction volume and reaction speed, we will recommend you the most suitable ultrasonic setup. Lab, bench-top, pilot and fully-industrial sonicators allow the processing of any volume.
Héchste Qualitéitsnormen – Entworf a fabrizéiert an Däitschland
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 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 high-performance ultrasonic probes and reactors.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Héich-Muecht ultrasonic homogenizers aus Labo zu pilot an industriell Skala.
Fakten Worth Wëssen
Wat ass Preussesch Blo?
Preisesch Blo gëtt chemesch korrekt als Eisenhexacyanoferrat bezeechent (Eisen(II,III)hexacyanoferrat(II,III)), awer am allgemengen ass et och bekannt als Berlinblo, Ferric Ferrocyanid, Ferric Hexacyanoferrat, Eisen(III) Ferrocyanid, Eisen(III) Hexacyanoferrat (II), a Paräisser Blo.
Preisesch Blo gëtt als déifblo Pigment beschriwwen, dat produzéiert gëtt wann d'Oxidatioun vu Ferro-Ferrocyanidsalze geschitt. Et enthält Ferrihexacyanoferrat(II) an enger kubescher Gitterkristallstruktur. Et ass onléislech a Waasser awer tendéiert och e Kolloid ze bilden also kann et an entweder kolloidaler oder Waasserlöslecher Form existéieren, an enger onléislecher Form. Et gëtt mëndlech fir klinesch Zwecker verwalt fir als Antidot fir verschidden Aarte vu Schwéiermetallvergëftung benotzt ze ginn, sou wéi Thallium a radioaktiv Isotopen vu Cäsium.
Analoge vum Eisenhexacyanoferrat (preisesch Blo) sinn Kupferhexacyanoferrat, Kobalthexacyanoferrat, Zinkhexacyanoferrat, an Nickelhexacyanoferrat.
What are Metal-Organic Framework Structures?
Metall-organesch Kaderen (MOFs) sinn eng Klass vu Verbindungen, déi aus Metallionen oder Stärekéip besteet, koordinéiert mat organesche Liganden, déi een-, zwee- oder dräidimensional Strukture bilden. Si sinn eng Ënnerklass vu Koordinatiounspolymere. Koordinatiounspolymere ginn duerch Metalle geformt, déi duerch Liganden (sougenannte Linkermoleküle) verbonne sinn, sou datt widderhuelend Koordinatiounsmotiver geformt ginn. Hir Haaptmerkmale enthalen d'Kristallinitéit a si sinn dacks porös.
Liest méi iwwer d'Ultraschallsynthese vu Metall-organesche Kader (MOF) Strukturen!
Natrium-Ion Batterien
D'Natrium-Ion Batterie (NIB) ass eng Zort nofëllbar Batterie. Am Géigesaz zu der Lithium-Ion-Batterie benotzt d'Natrium-Ion-Batterie Natriumionen (Na+) anstatt Lithium als Ladungsdréier. Soss sinn d'Zesummesetzung, de Fonctionnementsprinzip an d'Zellkonstruktioun wäit identesch mat deem vun den allgemengen a wäit benotzte Lithium-Ionbatterien. Den Haaptunterschied tëscht deenen zwou Batterientypen ass datt a Li-Ion Kondensatoren Lithiumverbindunge benotzt ginn, wärend an Na-Ion Batterien Natriummetaller applizéiert ginn. Dëst bedeit datt d'Kathode vun enger Natrium-Ion-Batterie Natrium- oder Natriumkompositen an eng Anode enthält (net onbedéngt e Natrium-baséiert Material) souwéi e flëssege Elektrolyt deen dissoziéiert Natriumsalze a polare protesch oder aprotesch Léisungsmëttel enthält. Wärend der Opluedstatioun ginn Na+ aus der Kathode extrahéiert an an d'Anode agebaut, während d'Elektronen duerch den externe Circuit reesen; während der Entladung geschitt de ëmgedréint Prozess wou d'Na + aus der Anode extrahéiert ginn an an d'Kathode erëm agebaut ginn mat den Elektronen, déi duerch den externe Circuit reesen, déi nëtzlech Aarbecht maachen. Idealerweis sollten d'Anode- an d'Kathodematerialien widderholl Zyklen vun der Natriumlagerung ouni Degradatioun widderstoen fir e laange Liewenszyklus ze garantéieren.
Sonochemical synthesis is a reliable and efficient technique to produce high-quality bulk sodium metal salts, which can be used for the manufacturing of sodium-ion capacitors. The synthesis of sodium powder is accomplished via ultrasonic dispersion of molten sodium metal in mineral oil.
Literatur / Referenzen
- 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.