Prūsijas zilo nanokubu ultraskaņas mitrie nokrišņi

Prūsijas zilais jeb dzelzs heksacianoferāts ir nanostrukturēts metāla organiskais ietvars (MOF), ko izmanto nātrija jonu akumulatoru ražošanā, biomedicīnā, tintēs un elektronikā. Ultraskaņas mitrā ķīmiskā sintēze ir efektīvs, uzticams un ātrs ceļš, lai ražotu Prūsijas zilos nanokubus un Prūsijas zilos analogus, piemēram, vara heksacianoferātu un niķeļa heksacianoferātu. Ultrasoniski nogulsnētām Prūsijas zilajām nanodaļiņām raksturīgs šaurs daļiņu izmēra sadalījums, monodispersitāte un augsta funkcionalitāte.

Prūsijas zilā un heksacianoferāta analogi

Prūsijas zilie vai dzelzs heksacianoferāti tiek plaši izmantoti kā funkcionāls materiāls, lai izstrādātu elektroķīmiskos lietojumus un ražotu ķīmiskos sensorus, elektrohromiskos displejus, tintes un pārklājumus, baterijas (nātrija jonu baterijas), kondensatorus un superkondensatorus, katjonu uzglabāšanas materiālus, piemēram, H+ vai Cs+, katalizatorus, teranostiku un citus. Pateicoties labajai redoksaktivitātei un augstajai elektroķīmiskajai stabilitātei, Prūsijas zils ir metāla-organiskā ietvara (MOF) struktūra, ko plaši izmanto elektrodu modifikācijai.
Papildus dažādiem citiem lietojumiem Prūsijas zilais un tā analogi vara heksacianoferāts un niķeļa heksacianoferāts tiek izmantoti attiecīgi kā zilas, sarkanas un dzeltenas krāsas krāsas.
Prūsijas zilo nanodaļiņu milzīga priekšrocība ir to drošība. Prūsijas zilās nanodaļiņas ir pilnībā bioloģiski noārdāmas, bioloģiski saderīgas un FDA apstiprinātas medicīniskiem lietojumiem.

Prūsijas zilo nanokubu sonoķīmiskā sintēze

Prūsijas zilās? heksacianoferīta nanodaļiņu sintēze ir neviendabīgu mitru ķīmisko nokrišņu reakcija. Lai iegūtu nanodaļiņas ar šauru daļiņu izmēru sadalījumu un monodispersitāti, ir nepieciešams uzticams nokrišņu ceļš. Ultraskaņas nogulsnēšana ir labi pazīstama ar uzticamu, efektīvu un vienkāršu augstas kvalitātes nanodaļiņu un pigmentu, piemēram, magnetīta, cinka molibdāta, cinka fosfomolibdāta, dažādu kodola apvalka nanodaļiņu sintēzi utt.

Prūsijas zilo nanodaļiņu mitrās ķīmiskās sintēzes ceļi

Prūsijas zilo nanodaļiņu sintēzes sonoķīmiskais ceļš ir efektīvs, facile, ātrs un videi draudzīgs. Ultraskaņas nokrišņu daudzums augstas kvalitātes Prūsijas zilajos nanokubos, kam raksturīgs vienmērīgs mazs izmērs (aptuveni 5nm), šaura izmēra sadalījums un monodispersitāte.
Prūsijas zilās nanodaļiņas var sintezēt pa dažādiem nokrišņu ceļiem ar vai bez polimēru stabilizatoriem.
Izvairoties no stabilizējoša polimēra izmantošanas, Prūsijas zilās nanokubus var nogulsnēt, vienkārši ultrasoniski sajaucot FeCl₃ un K₃[Fe(CN)₆] klātbūtnē H₂O₂.
Sonoķīmijas izmantošana šāda veida sintēzē palīdzēja iegūt mazākas nanodaļiņas (t.i., 5 nm izmērs, nevis izmērs ≈50 nm, kas iegūts bez ultraskaņas apstrādes). (Dacarro et al. 2018)

Ultraskaņas Prūsijas zilās sintēzes gadījumu izpēte

Parasti Prūsijas zilās nanodaļiņas tiek sintezētas, izmantojot ultrasonication metodi.
Šajā tehnikā 0,05 M K šķīdums₄[Fe(CN)₆] pievieno 100 ml sālsskābes šķīduma (0,1 mol/l). Iegūtais K₄[Fe(CN)₆] ūdens šķīdumu 5 stundas tur 40 °C temperatūrā, kamēr šķīdums apstrādā ar ultraskaņu, un pēc tam ļauj atdzist istabas temperatūrā. Iegūto zilo produktu atkārtoti filtrē un mazgā ar destilētu ūdeni un absolūto etanolu un visbeidzot žāvē vakuuma žāvēšanas skapī 25 °C temperatūrā 12 stundas.

Heksacianoferīta analogais vara heksacianoferīts (CuHCF) tika sintezēts šādā veidā:
CuHCF nanodaļiņas tika sintezētas saskaņā ar šādu vienādojumu:
Cu(NO₃)₃ + K₄[Fe(CN)₆] –> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

CuHCF nanodaļiņas tiek sintezētas ar Bioni et al., 2007 [1] izstrādāto metodi. 10 ml 20 mmol L maisījums^-1 K₃[Fe(CN)₆] + 0,1 mol L^-1 KCl šķīdums ar 10 ml 20 mmol l^-1 CuCl₂ + 0,1 mol L^-1 KCl, ultraskaņas kolbā. Pēc tam maisījumu 60 minūtes apstaro ar augstas intensitātes ultraskaņas starojumu, izmantojot tiešu iegremdēšanas titāna ragu (20 kHz, 10Wcm^-1), kas šķīdumā tika iemērkts līdz 1 cm dziļumam. Maisījuma laikā tiek novērota gaiši brūna nogulšņu parādīšanās. Šo dispersiju dializē 3 dienu laikā, lai iegūtu ļoti stabilu, gaiši brūnas krāsas dispersiju.
(sal. ar Jassal et al. 2015)

(2006) sintezēja Prūsijas zilās nanodaļiņas, izmantojot sonoķīmisko ceļu no K₄[Fe(CN)₆], kurā Fe2+ radās, sadaloties [FeII(CN)6]4− ar ultraskaņas apstarošanu sālsskābē; fe²⁺ tika oksidēts uz Fe³⁺ reaģēt ar atlikušo [FeII(CN)₆]4− ions. The research group concluded that the uniform size distribution of synthesized Prussian blue nanocubes is caused by the effects ultrasonication. The FE-SEM image on the left shows sonochemically synthesized iron hexacyanoferrate nanocubes by Wu’s research group.

Liela mēroga sintēze: sagatavot PB nanodaļiņas lielā mērogā, PVP (250 g) un K₃[Fe(CN)₆] (19,8 g) tika pievienoti 2 000 ml HCl šķīduma (1 M). Šķīdums tika apstrādāts ar ultraskaņu, līdz tas ir dzidrs, un pēc tam ievietots krāsnī 80 ° C temperatūrā, lai panāktu novecošanās reakciju 20–24 stundas. Pēc tam maisījumu 2 stundas centrifugēja pie 20 000 apgr./min, lai savāktu PB nanodaļiņas. (Drošības piezīme: Lai izraidītu jebkuru izveidoto HCN, reakcija jāveic velkmes pārsegā).

Ultraskaņas zondes un sonochemical reaktori Prūsijas zilajai sintēzei

Hielscher Ultrasonics ir ilgtermiņa pieredzes ražotājs augstas veiktspējas ultraskaņas iekārtām, ko visā pasaulē izmanto laboratorijās un rūpnieciskajā ražošanā. Nanodaļiņu un pigmentu sonoķīmiskā sintēze un nokrišņi ir prasīgs pielietojums, kas prasa lieljaudas ultraskaņas zondes, kas rada pastāvīgas amplitūdas. Visas Hielscher ultraskaņas ierīces ir projektētas un ražotas ekspluatācijai 24/7 ar pilnu slodzi. Ultraskaņas procesori ir pieejami no kompaktiem 50 vatu laboratorijas ultrasonikatoriem līdz 16 000vatiem jaudīgas inline ultraskaņas sistēmas. Plašs pastiprinātāja ragu, sonotrodes un plūsmas šūnu klāsts ļauj individuāli iestatīt sonoķīmisko sistēmu atbilstoši prekursoriem, ceļam un galaproduktam.
Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic probes that can specifically set to deliver the full spectrum of very mild to very high amplitudes. If your sonochemical application requires unusual specifications (e.g., very high temperatures), customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.

Sonochemical partija un inline sintēze

Hielscher ultraskaņas zondes var izmantot partijas un nepārtrauktas inline ultraskaņas apstrādei. Atkarībā no reakcijas apjoma un reakcijas ātruma mēs jums ieteiksim vispiemērotāko ultraskaņas iestatījumu.

Ultraskaņas zondes un sono-reaktori jebkuram tilpumam

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver pilnu ultraskaņas procesoru spektru no kompaktiem laboratorijas ultrasonatoriem virs galda un izmēģinājuma sistēmām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem ar spēju apstrādāt kravas automašīnas stundā. Pilns produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas aprīkojumu jūsu šķidrumam, procesa jaudai un ražošanas mērķiem.

Precīzi kontrolējamas amplitūdas optimālam rezultātam

Visi Hielscher ultraskaņas procesori ir precīzi kontrolējami un tādējādi uzticami darba zirgi. Amplitūda ir viens no svarīgākajiem procesa parametriem, kas ietekmē sonoķīmiski un sonomehāniski izraisītu reakciju efektivitāti un efektivitāti. Visi Hielscher Ultrasonics’ processors allow for the precise setting of the amplitude. Sonotrodes and booster horns are accessories that allow to modify the amplitude in an even wider range. Hielscher’s industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes and deliver the required ultrasonic intensity for demanding applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un ultraskaņas procesa parametru pastāvīga uzraudzība, izmantojot viedo programmatūru, dod jums iespēju sintezēt jūsu Prūsijas zilos nanokubus un heksacianoferāta analogus visefektīvākajos ultraskaņas apstākļos. Optimāla ultraskaņas apstrāde visefektīvākajai nanodaļiņu sintēzei!
The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments. This makes Hielscher’s ultrasonic equipment a reliable work tool that fulfils your sonochemical process requirements.

Augstākā kvalitāte – Projektēts un ražots Vācijā

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’s 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’s high-performance ultrasonic probes and reactors.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: