Hielscher Ultrasonics
Мы будем рады обсудить ваш процесс.
Звоните нам: +49 3328 437-420
Напишите нам: info@hielscher.com

Ультразвуковое влажное осаждение нанокубов берлинской лазури

Берлинский лазурь или гексацианоферрат железа представляет собой наноструктурированный металлический органический каркас (MOF), который используется в производстве натрий-ионных аккумуляторов, биомедицине, чернилах и электронике. Ультразвуковой влажный химический синтез является эффективным, надежным и быстрым способом получения нанокубов прусской лазури и аналогов прусской синевой, таких как гексацианоферрат меди и гексацианоферрат никеля. Наночастицы прусского синевы, осажденные ультразвуком, характеризуются узким распределением частиц по размерам, монодисперсностью и высокой функциональностью.

Аналоги прусской лазури и гексацианоферрата

Гексацианоферраты берлинской лазури или железа широко используются в качестве функционального материала для проектирования электрохимических приложений и производства химических сенсоров, электрохромных дисплеев, чернил и покрытий, аккумуляторов (натрий-ионных аккумуляторов), конденсаторов и суперконденсаторов, материалов для хранения катионов, таких как H+ или Cs+, катализаторов, тераностики и других. Благодаря своей хорошей окислительно-восстановительной активности и высокой электрохимической стабильности, берлинская лазурь представляет собой металл-органическую каркасную структуру (MOF), которая широко используется для модификации электродов.
Помимо различных других применений, Prussian Blue и его аналоги гексацианоферрат меди и гексацианоферрат никеля используются в качестве цветных красок синего, красного и желтого цвета соответственно.
Огромным преимуществом наночастиц Prussian Blue является их безопасность. Наночастицы берлинской лазури полностью биоразлагаемы, биосовместимы и одобрены FDA для применения в медицине.

Сонохимический синтез нанокубов берлинской лазури

Синтез наночастиц прусского голубого? гексацианоферрита представляет собой реакцию гетерогенного влажно-химического осаждения. Для получения наночастиц с узким распределением частиц по размерам и монодисперсностью требуется надежный маршрут осаждения. Ультразвуковая преципитация хорошо известна благодаря надежному, эффективному и простому синтезу высококачественных наночастиц и пигментов, таких как магнетит, молибдат цинка, фосфомолибдат цинка, различные наночастицы ядра и оболочки и т. д.

Сонохимическая установка с ультразвуковым зондом UIP2000hdT и ультразвуковым реактором для химического синтеза

Ультразвуковой аппарат UIP2000hdT является мощным сонохимическим устройством для синтеза и осаждения наночастиц

Пути мокрого химического синтеза наночастиц берлинской лазури

Сонохимический метод синтеза наночастиц Prussian Blue является эффективным, простым, быстрым и экологически чистым. Ультразвуковое осаждение дает высококачественные нанокубики Prussian Blue, которые характеризуются равномерным малым размером (около 5 нм), узким распределением по размерам и монодисперсностью.
Наночастицы берлинской лазури могут быть синтезированы различными способами осаждения с полимерными стабилизаторами или без них.
Избегая использования стабилизирующего полимера, нанокубики Prussian Blue можно осаждать просто путем ультразвукового смешивания FeCl3 и К3[Fe(CN)6] в присутствии H2O2.
Использование сонохимии в этом виде синтеза помогло получить наночастицы меньшего размера (т. е. размером 5 нм вместо размера ≈50 нм, полученных без ультразвуковой обработки). (Дакарро и др. 2018)

Тематические исследования ультразвукового синтеза прусского синего

Наночастицы берлинской лазури (также известные как гексацианоферрат железа) могут быть эффективно синтезированы с помощью сонохимического метода.Как правило, наночастицы прусского синего синтезируются с использованием метода ультразвуковой обработки.
В данной методике 0,05 М раствора К4[Fe(CN)6] добавляют к 100 мл раствора соляной кислоты (0,1 моль/л). Полученный К4[Fe(CN)6] водный раствор выдерживают при температуре 40°С в течение 5 ч во время ультразвуковой обработки раствора, а затем дают остыть при комнатной температуре. Полученный синий продукт фильтруют и многократно промывают дистиллированной водой и абсолютным этанолом и, наконец, сушат в вакуумной печи при температуре 25ºC в течение 12 часов.

Гексацианоферрит, аналог гексацианоферрита меди (CuHCF) был синтезирован следующим способом:
Наночастицы CuHCF были синтезированы по следующему уравнению:
Cu(NO3)3 + К4[Fe(CN)6] –> Cu4[Fe(CN)6] + КН03

Наночастицы CuHCF синтезированы по методу, разработанному Bioni et al., 2007 [1]. Смесь из 10 мл 20 ммоль л-1 K3[Fe(CN)6] + 0,1 моль л-1 Раствор KCl с 10 мл 20 ммоль л-1 CuCl2 + 0,1 моль л-1 KCl, в колбе с ультразвуком. Затем смесь облучают ультразвуковым излучением высокой интенсивности в течение 60 мин с использованием титанового рупора прямого погружения (20 кГц, 10 Вт·м-1), который опускали в раствор на глубину 1 см. Во время смешивания наблюдается появление светло-коричневого налета. Эта дисперсия диализируется в течение 3 дней для получения очень стабильной дисперсии светло-коричневого цвета.
(ср. Jassal et al. 2015)

Ультразвуковой синтез нанокубов прусской лазури (гексацианоферрата железа).Wu et al. (2006) синтезировали наночастицы берлинской лазури сонохимическим путем из калия4[Fe(CN)6], в котором Fe2+ был получен путем разложения [FeII(CN)6]4− под действием ультразвукового облучения в соляной кислоте; Fe2+ окислился до Fe3+ реагировать с оставшимся [FeII(CN)6]4− ионы. Исследовательская группа пришла к выводу, что равномерное распределение по размерам синтезированных нанокубов берлинской лазури обусловлено эффектами ультразвука. На изображении FE-SEM слева показаны сонохимически синтезированные нанокубики гексацианоферрата железа исследовательской группой Ву.

Крупномасштабный синтез: получение наночастиц PB в больших количествах, PVP (250 г) и K3[Fe(CN)6] (19,8 г) добавляли в 2 000 мл раствора HCl (1 М). Раствор обрабатывали ультразвуком до прозрачности, а затем помещали в печь при температуре 80°C для достижения реакции старения на 20–24 часа. Затем смесь центрифугировали при 20 000 об/мин в течение 2 часов для сбора наночастиц PB. (Примечание по технике безопасности: чтобы удалить любой образовавшийся HCN, реакцию следует проводить в вытяжном шкафу).

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности.




ПЭМ нанокубов «Берлинская лазурь»

ПЭМ микрофотография нанокубиков прусской синевы, стабилизированных цитратомисследование и фото: Dacarro et al. 2018

Ультразвуковые зонды и сонохимические реакторы для синтеза берлинской лазури

Hielscher Ultrasonics – это многолетний опыт производителя высокопроизводительного ультразвукового оборудования, которое используется во всем мире в лабораториях и промышленном производстве. Сонохимический синтез и осаждение наночастиц и пигментов является сложной задачей, требующей мощных ультразвуковых зондов, генерирующих постоянные амплитуды. Все ультразвуковые аппараты Hielscher спроектированы и изготовлены для работы в режиме 24/7 при полной нагрузке. Ультразвуковые процессоры доступны от компактных лабораторных ультразвуковиков мощностью 50 Вт до мощных встраиваемых ультразвуковых систем мощностью 16 000 Вт. Широкий выбор бустерных рупоров, сонотродов и проточных ячеек позволяет индивидуально настроить сонохимическую систему в соответствии с предшественниками, путями и конечным продуктом.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые преобразователи, которые могут быть специально настроены для работы с полным спектром очень слабых и очень высоких амплитуд. Если для вашего применения в сонохимии требуются необычные характеристики (например, очень высокие температуры), вы можете использовать ультразвуковые сонотроды по индивидуальному заказу. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.

Сонохимический периодический и поточный синтез

Ультразвуковые преобразователи Hielscher могут использоваться для периодической и непрерывной поточной ультразвуковой обработки. В зависимости от объема и скорости реакции мы порекомендуем вам наиболее подходящую ультразвуковую установку.

Ультразвуковые зонды и сонореакторы для любого объема

Ассортимент продукции Hielscher Ultrasonics охватывает весь спектр ультразвуковых процессоров от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов до настольных и пилотных систем до полностью промышленных ультразвуковых процессоров с производительностью обработки грузовых автомобилей в час. Полный ассортимент продукции позволяет нам предложить вам наиболее подходящее ультразвуковое оборудование для вашей жидкости, технологической мощности и производственных целей.

Точно контролируемые амплитуды для достижения оптимальных результатов

Промышленные процессоры Hielscher серии hdT могут быть удобными и удобными для пользователя с помощью дистанционного управления через браузер.Все ультразвуковые процессоры Hielscher являются точно управляемыми и, следовательно, надежными рабочими лошадками. Амплитуда является одним из важнейших параметров процесса, влияющих на эффективность и результативность сонохимических и сономеханически индуцированных реакций. Все ультразвуковые аппараты Hielscher’ Процессоры позволяют точно настраивать амплитуду. Сонотроды и бустерные рупоры – это аксессуары, которые позволяют изменять амплитуду в еще более широком диапазоне. Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher могут обеспечивать очень высокую амплитуду и необходимую интенсивность ультразвука для требовательных приложений. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7.
Точные настройки амплитуды и постоянный мониторинг параметров ультразвукового процесса с помощью интеллектуального программного обеспечения дают вам возможность синтезировать нанокубики Prussian Blue и аналоги гексацианоферрата в наиболее эффективных ультразвуковых условиях. Оптимальная ультразвук для максимально эффективного синтеза наночастиц!
Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях. Это делает ультразвуковое оборудование Hielscher надежным рабочим инструментом, отвечающим вашим требованиям к сонохимическим процессам.

Высочайшее качество – Разработано и произведено в Германии

Будучи семейным предприятием, Hielscher отдает приоритет высочайшим стандартам качества своих ультразвуковых процессоров. Все ультразвуковые аппараты спроектированы, изготовлены и тщательно протестированы в нашем головном офисе в Тельтове недалеко от Берлина, Германия. Прочность и надежность ультразвукового оборудования Hielscher делают его рабочей лошадкой на вашем производстве. Работа в режиме 24/7 при полной нагрузке и в сложных условиях является естественной характеристикой высокопроизводительных ультразвуковых зондов и реакторов Hilcher.

В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:

Объем партии Расход Рекомендуемые устройства
от 1 до 500 мл От 10 до 200 мл/мин УП100Ч
от 10 до 2000 мл от 20 до 400 мл/мин УП200Хт, УП400Ст
0.1 до 20 л 0от 0,2 до 4 л/мин УИП2000HDT
От 10 до 100 л От 2 до 10 л/мин УИП4000HDT
н.а. От 10 до 100 л/мин UIP16000
н.а. больше Кластер UIP16000

Свяжитесь с нами!? Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы запросить дополнительную информацию об ультразвуковых процессорах, их применении и цене. Мы будем рады обсудить с вами Ваш процесс и предложить Вам ультразвуковую систему, отвечающую Вашим требованиям!









Обратите внимание на наши политика конфиденциальности.




Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы для диспергирования, эмульгирования и экстракции клеток.

Мощные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому пилот и промышленный шкала.

Литература? Литература



Факты, которые стоит знать

Прусская голубая

Берлинский лазурь химически правильно называется гексацианоферратом железа (Железо(II,III) гексацианоферрат(II,III)), но в разговорной речи также известен как берлинский синий, ферроцианид железа, гексацианоферрат железа, ферроцианид железа (III), гексацианоферрат железа (III) и парижский синий.
Берлинский лазурь описывается как пигмент темно-синего цвета, который образуется при окислении солей ферроцианидов железа. Он содержит гексацианоферрат железа(II) в кристаллической структуре кубической решетки. Он нерастворим в воде, но также имеет тенденцию образовывать коллоиды, поэтому может существовать как в коллоидной, так и в водорастворимой форме, а также в нерастворимой форме. Его перорально вводят в клинических целях в качестве противоядия при некоторых видах отравления тяжелыми металлами, такими как таллий и радиоактивные изотопы цезия.
Аналогами гексацианоферрата железа (прусский синий) являются гексацианоферрат меди, гексацианоферрат кобальта, гексацианоферрат цинка и гексацианоферрат никеля.

Натрий-ионные аккумуляторы

Натрий-ионный аккумулятор (NIB) – это тип аккумуляторной батареи. В отличие от литий-ионного аккумулятора, натрий-ионный аккумулятор использует ионы натрия (Na+) вместо лития в качестве носителей заряда. В остальном состав, принцип действия и конструкция элемента в значительной степени идентичны таковым у распространенных и широко используемых литий-ионных аккумуляторов. Основное различие между этими двумя типами аккумуляторов заключается в том, что в литий-ионных конденсаторах используются соединения лития, а в Na-ионных батареях – металлы натрия. Это означает, что катод натрий-ионного аккумулятора содержит натрий или натриевые композиты и анод (не обязательно материал на основе натрия), а также жидкий электролит, содержащий диссоциированные соли натрия в полярных протонных или апротонных растворителях. Во время зарядки Na+ извлекается из катода и вставляется в анод, в то время как электроны проходят по внешней цепи; Во время разрядки происходит обратный процесс, при котором Na+ извлекаются из анода и снова вставляются в катод, а электроны, проходящие по внешнему контуру, выполняют полезную работу. В идеале анодные и катодные материалы должны выдерживать повторяющиеся циклы хранения натрия без деградации, чтобы обеспечить длительный жизненный цикл.
Сонохимический синтез является надежным и эффективным методом получения высококачественных объемных солей металлов натрия, которые могут быть использованы для производства натрий-ионных конденсаторов. Синтез порошка натрия осуществляется путем ультразвукового диспергирования расплавленного металлического натрия в минеральном масле. Если вас интересует ультразвуковой синтез солей металлов натрия, обратитесь к нам за дополнительной информацией, заполнив контактную форму, отправив нам электронное письмо (на адрес info@hielscher.com) или Звоните нам!

Металлоорганические каркасные конструкции

Металл-органические каркасы (MOF) – это класс соединений, состоящих из ионов металлов или кластеров, скоординированных с органическими лигандами, которые могут образовывать одно-, двух- или трехмерные структуры. Они являются подклассом координационных полимеров. Координационные полимеры образованы металлами, которые связаны лигандами (так называемыми линкерными молекулами) таким образом, что образуются повторяющиеся координационные мотивы. К их основным особенностям относятся кристалличность и часто пористость.
Узнайте больше об ультразвуковом синтезе металлоорганических каркасных структур (MOF)!

Мы будем рады обсудить ваш процесс.

Let's get in contact.