Hielscher ultralydteknologi

Ultralyd våt-nedbør av prøyssiske blå nanocubes

Prøyssisk blå eller jern heksacyanoferrat er et nano-strukturert metall organisk rammeverk (MOF), som brukes i natrium‐ion batteriproduksjon, biomedisin, blekk og elektronikk. Ultralyd våtkjemisk syntese er effektiv, pålitelig og rask vei for å produsere prøyssiske blå nanocubes og prøyssiske blå analoger som kobber heksacyanoferrat og nikkel heksacyanoferrat. Ultrasonisk utfelte prøyssiske blå nanopartikler kjennetegnes av smal partikkelstørrelsesfordeling, monodispergering og høy funksjonalitet.

Prøyssisk Blå og Heksacyanoferrat Analoger

Prøyssiske blå eller jern hexacyanoferrates er mye brukt som et funksjonelt materiale for å designe elektrokjemiske applikasjoner og å produsere kjemiske sensorer, elektrokromiske skjermer, blekk og belegg, batterier (natrium-ion batterier), kondensatorer og superkondensatorer, kation lagringsmaterialer som for H + eller Cs +, katalysatorer, theranostics og andre. På grunn av sin gode redoksaktivitet og høy elektrokjemisk stabilitet, er prøyssisk blå en metall-organisk ramme (MOF) struktur som brukes mye for elektrodemodifisering.
Foruten ulike andre applikasjoner, prøyssisk blå og dets analoger kobber hexacyanoferrate og nikkel hexacyanoferrat brukes som farge blekk av blå, rød og gul farge, henholdsvis.
En stor fordel med prøyssiske blå nanopartikler er deres sikkerhet. Prøyssiske blå nanopartikler er fullt biologisk nedbrytbare, biokompatibele og godkjent av FDA for medisinske applikasjoner.

Sonokemisk syntese av prøyssiske blå nanocubes

Syntesen av prøyssisk blå / hexacyanoferrite nanopartikler er reaksjon av heterogen våt-kjemisk nedbør. For å oppnå nanopartikler med en smal partikkelstørrelsesfordeling og monodisperitet, er det nødvendig med en pålitelig nedbørsrute. Ultralydutfelling er kjent for pålitelig, effektiv og enkel syntese av nanopartikler og pigmenter av høy kvalitet som magnetitt, sinkmolybdate, sinkfosfafalybdate, ulike kjerneskall nanopartikler etc.

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

Ultrasonicator UIP2000hdT er en kraftig sonokjemisk enhet for syntese og utfelling av nanopartikler

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Våtkjemiske synteseruter for prøyssiske blå nanopartikler

Den sonokjemiske ruten til prøyssisk blå nanopartikkelsyntese er effektiv, facile, rask og miljøvennlig. Ultralyd nedbør gir i høy kvalitet prøyssiske blå nanocubes, som er preget av ensartet liten størrelse (ca. 5nm), smal størrelsefordeling og monodisperitet.
Prøyssiske blå nanopartikler kan syntetiseres via ulike nedbørsruter med eller uten polymere stabilisatorer.
Unngå bruk av en stabiliserende polymer, kan prøyssiske blå nanocubes utløses ganske enkelt ved å blande FeCl ultralyd3 og K3[Fe(Cn)6] i nærvær av H2O2.
Bruken av sonokjemi i denne typen syntese bidro til å skaffe mindre nanopartikler (det vil vilå 5 nm i størrelse i stedet for en størrelse på ‰50 nm oppnådd uten sonikering). (Dacarro et al. 2018)

Case Studier av Ultralyd prøyssisk blå syntese

Prussian blue nanoparticles (also known as iron hexacyanoferrate) can be efficiently synthesized via sonochemical route.Vanligvis syntetiseres prøyssiske blå nanopartikler ved å bruke ultralydbehandlingsmetode.
I denne teknikken, 0,05 M løsning av K4[Fe(Cn)6] tilsettes til 100 ml saltsyreoppløsning av (0,1 mol/l). Den resulterende K4[Fe(Cn)6] vandig oppløsning holdes ved 40ºC i 5 timer mens sonikering av oppløsningen og deretter lov til å avkjøles ved romtemperatur. Det oppnådde blå produktet filtreres og vaskes gjentatte ganger med destillert vann og absolutt etanol og tørkes til slutt i en vakuumovn ved 25ºC i 12 timer.

Heksacyanoferrittanalogen kobberheksacyanoferritt (CuHCF) ble syntetisert via følgende rute:
CuHCF nanopartikler ble syntetisert i henhold til følgende ligning:
Cu (NEI)3)3 + K4[Fe(Cn)6] - ( Cu )4[Fe(Cn)6] + KN03

CuHCF nanopartikler syntetiseres ved metoden utviklet av Bioni et al., 2007 [1]. Blandingen av 10 ml 20 mmol L-1 K3[Fe(Cn)6] + 0,1 mol L-1 KCl oppløsning med 10 ml 20 mmol L-1 Tilbud på Hotel De S2 + 0,1 mol L-1 KCl, i en sonikering kolbe. Blandingen bestråles deretter med ultralydstråling med høy intensitet i 60 min, med direkte nedsenking titanhorn (20 kHz, 10Wcm-1) som ble dyppet til en dybde på 1 cm inn i oppløsningen. Under blandingen observeres utseendet på et lysebrunt innskudd. Denne spredningen er dialysert over 3 dager for å oppnå en svært stabil, lysebrun spredning.
(jf. Jassal et al. 2015)

Ultrasonically synthesized Prussian Blue (iron hexacyanoferrate) nanocubes.Wu et al. (2006) syntetiserte prøyssiske blå nanopartikler via sonokjemisk rute fra K4[Fe(Cn)6], hvor Fe2+ ble produsert ved nedbrytning av [FeII(CN)6]4− ved ultralydbestråling i saltsyre; Fe-en2 + ble oksidert til Fe3 + å reagere med gjenværende [FeII(CN)6]4− ioner. Forskningsgruppen konkluderte med at den ensartede størrelsesfordelingen av syntetiserte prøyssiske blå nanocubes er forårsaket av effekten ultralydbehandling. FE-SEM-bildet til venstre viser sonokjemisk syntetisert jernheksacyanoferrat nanocubes av Wus forskningsgruppe.

Storskala syntese: å forberede PB nanopartikler på en storskala, PVP (250 g) og 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

TEM mikrograf av prøyssiske blå nanocubes stabilisert med citrat
studie og bilde: Dacarro et al. 2018

Ultralydsonder og sonokemiske reaktorer for prøyssisk blå syntese

Hielscher Ultrasonics er langsiktig erfaringer produsent av høy ytelse ultralyd utstyr som brukes over hele verden i laboratorier og industriell produksjon. Den sonokjemiske syntesen og nedbøren av nanopartikler og pigmenter er et krevende program som krever høyeffekts ultralydsonder som genererer konstante amplituder. Alle Hielscher ultralydenheter er designet og produsert for å bli operert for 24/7 under full belastning. Ultralydprosessorer er tilgjengelige fra kompakte 50 watt laboratoriesond ultrasonicators til 16.000watts kraftige inline ultralydsystemer. Et bredt utvalg av boosterhorn, sonotroder og strømningsceller gir mulighet for det individuelle oppsettet av et sonokemisk system i korrespondanse med forløperne, banen og sluttproduktet.
Hielscher Ultrasonics produserer ultralydsonder med høy ytelse som spesifikt kan settes til å levere hele spekteret av svært milde til svært høye amplituder. Hvis din sonokemiske applikasjon krever uvanlige spesifikasjoner (f.eks. svært høye temperaturer), er tilpassede ultralyd sonotroder tilgjengelige. Robustheten til Hielschers ultralydutstyr muliggjør 24/7-drift i tung og krevende miljøer.

Sonokjemisk batch og inline syntese

Hielscher ultralydsonder kan brukes til batch og kontinuerlig inline sonikering. Avhengig av reaksjonsvolum og reaksjonshastighet, vil vi anbefale deg det mest passende ultralydoppsettet.

Ultralydsonder og sono-reaktorer for ethvert volum

Hielscher Ultrasonics produktspekter dekker hele spekteret av ultralydprosessorer fra kompakte lab ultrasonicators over benk-topp og pilotsystemer til fullt industrielle ultralydprosessorer med kapasitet til å behandle lastebillaster per time. Hele produktspekteret tillater oss å tilby deg det mest passende ultralydutstyret for væske, prosesskapasitet og produksjonsmål.

Nøyaktig kontrollerbare amplituder for optimale resultater

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Alle Hielscher ultralydprosessorer er nøyaktig kontrollerbare og dermed pålitelige arbeidshester. Amplituden er en av de avgjørende prosessparametrene som påvirker effektiviteten og effektiviteten av sonokjemisk og sonomekanisk induserte reaksjoner. Alle Hielscher Ultrasonics’ prosessorer tillater nøyaktig innstilling av amplituden. Sonotroder og boosterhorn er tilbehør som gjør det mulig å endre amplituden i et enda bredere spekter. Hielschers industrielle ultralydprosessorer kan levere svært høye amplituder og levere den nødvendige ultralydintensiteten for krevende applikasjoner. Amplituder på opptil 200μm kan enkelt kjøres kontinuerlig i 24/7 drift.
Presise amplitudeinnstillinger og permanent overvåking av ultralydprosessparametrene via smart programvare gir deg muligheten til å syntetisere dine prøyssiske blå nanocubes og heksacyanoferratanaloger under de mest effektive ultralydsforholdene. Optimal sonikering for mest effektiv nanopartikkelsyntese!
Robustheten til Hielschers ultralydutstyr muliggjør 24/7-drift i tung og krevende miljøer. Dette gjør Hielschers ultralydutstyr til et pålitelig arbeidsverktøy som oppfyller dine sonokjemiske prosesskrav.

Høyeste kvalitet – Designet og produsert i Tyskland

Som en familieeid og familiedrevet bedrift prioriterer Hielscher standarder av høyeste kvalitet for sine ultralydprosessorer. Alle ultralydmaskiner er designet, produsert og grundig testet i vårt hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robusthet og pålitelighet av Hielschers ultralydutstyr gjør det til en arbeidshest i produksjonen din. 24/7-drift under full belastning og i krevende miljøer er et naturlig kjennetegn ved Hielschers ultralydsonder og reaktorer med høy ytelse.

Tabellen under gir deg en indikasjon på den omtrentlige prosesseringskapasiteten til våre ultralydapparater:

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4l / min UIP2000hdT
10 til 100 liter 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge av UIP16000

Kontakt oss! / Spør oss!

Be om mer informasjon

Vennligst bruk skjemaet nedenfor for å be om ytterligere informasjon om ultralydprosessorer, applikasjoner og pris. Vi vil gjerne diskutere prosessen med deg og å tilby deg et ultralydsystem som oppfyller dine krav!









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Hielscher Ultrasonics produserer ultralyd homogenisatorer med høy ytelse for dispersjon, emulgering og celle utvinning.

Høyeffekts ultralyd homogenisatorer fra Lab til Pilot og Industriell skala.

Litteratur / Referanser



Fakta Verdt å vite

Prøyssisk Blå

Preussen Blå er kjemisk korrekt betent som jern heksacyanoferrat (Iron (II, III) heksacyanoferrat (II,III)), men på folkemunne er det også kjent som Berlin blå, ferrik ferrocyanid, ferric heksacyanoferrat, Jern (III) ferrocyanid, Jern (III) heksacyanoferrat (II) og parisisk blå.
Prøyssisk blå er beskrevet som et dypt blått pigment som produseres når oksidasjonen av jernholdige ferrocyanidsalter oppstår. Den inneholder ferric hexacyanoferrate (II) i en kubikk gitter krystall struktur. Det er uoppløselig i vann, men har også en tendens til å danne en kolloid dermed kan eksistere i enten kolloidal eller vannløselig form, og en uoppløselig form. Det administreres oralt til kliniske formål som skal brukes som motgift for visse typer tungmetallforgiftning, som thallium og radioaktive isotoper av caesium.
Analoger av jern heksacyanoferrat (prøyssisk blå) er kobber heksacyanoferrat, kobolt heksacyanoferrat, sink heksacyanoferrat, og nikkel heksacyanoferrat.

Natrium-Ion batterier

Natriumionbatteriet (NIB) er en type oppladbart batteri. I motsetning til litium-ion-batteriet bruker natriumionbatteriet natriumionioner (Na+) i stedet for litium som ladebærere. Ellers er sammensetningen, funksjonsprinsippet og cellekonstruksjonen allment identisk med de vanlige og mye brukte litium-ion-batteriene. Den største forskjellen mellom de begge batterityper er at i Li-ion kondensatorer litium forbindelser brukes, mens i Na-ion batterier natriummetaller påføres. Dette betyr at katoden til et natriumionbatteri inneholder natrium- eller natriumkompositter og en anod (ikke nødvendigvis et natriumbasert materiale) samt en flytende elektrolytt som inneholder dissosierte natriumsalter i polare protiske eller aprotiske løsemidler. Under lading ekstraheres Na+ fra katoden og settes inn i anoden mens elektronene beveger seg gjennom den eksterne kretsen; under utlading oppstår den omvendte prosessen der Na+ ekstraheres fra anoden og settes inn igjen i katoden med elektronene som reiser gjennom den eksterne kretsen og gjør nyttig arbeid. Ideelt sett bør anoden og katodematerialene kunne tåle gjentatte sykluser med natriumlagring uten nedbrytning for å sikre en lang livssyklus.
Sonokjemisk syntese er en pålitelig og effektiv teknikk for å produsere høykvalitets natriummetallsalter, som kan brukes til produksjon av natrium-ion kondensatorer. Syntesen av natriumpulver oppnås via ultralyddispersjon av smeltet natriummetall i mineralolje. Hvis du er interessert i ultrasonisk syntetisere natriummetallsalter, spør oss om mer informasjon ved enten å fylle kontaktskjemaet, sende oss en e-post (for å info@hielscher.com) eller ringer oss!

Metall-organiske rammestrukturer

Metall-organiske rammer (MOFs) er en klasse av forbindelser bestående av metallioner eller klynger koordinert til organiske ligands, som kan danne en-, to-eller tredimensjonale strukturer. De er en underklasse av koordinering polymerer. Koordinering polymerer er dannet av metaller, som er knyttet sammen av ligands (såkalte linker molekyler) slik at gjentatte koordinering motiver dannes. Deres viktigste funksjoner inkluderer krystallinitet og å være ofte porøs.
Les mer om ultralydsyntesen av metall-organiske rammeverk (MOF) strukturer!