Hielscher Ultrazvukové technológie

Ultrazvukové mokré zrážky pruských modrých nanokubov

Pruská modrá alebo železo hexacyanoferrate je nanoštruktriumštruktovaný kovový organický rámec (MOF), ktorý sa používa pri výrobe sodíkových iónových batérií, biomedicíny, atramentov a elektroniky. Ultrazvuková mokrá chemická syntéza je efektívna, spoľahlivá a rýchla cesta k produkcii pruských modrých nanokubov a pruských modrých analógov, ako je meď hexacyanoferrát a nikl hexakyanoferrát. Ultrazvukom vyzrážané pruské modré nanočastice sa vyznačujú úzkym rozdelením veľkosti častíc, monodisperziou a vysokou funkčnosťou.

Pruské modré a hexacyanoferrátové analógy

Pruské modré alebo železné hexakyanoferrates sú široko používané ako funkčný materiál na navrhovanie elektrochemických aplikácií a na výrobu chemických senzorov, elektrochromických displejov, atramentov a náterov, batérií (sodíkové iónové batérie), kondenzátorov a superkondenzátorov, akiónových skladovacích materiálov, ako sú H+ alebo Cs+, katalyzátory, theranostics a ďalšie. Vďaka svojej dobrej redoxnej aktivite a vysokej elektrochemickej stabilite je Pruská modrá kovovo-organická štruktúra rámca (MOF), ktorá sa široko používa na modifikáciu elektród.
Okrem rôznych iných aplikácií sa ako farebné atramenty modrej, červenej a žltej farby používajú pruská modrá a jej analógy meďnatý hexacyanoferrát a niklový hexakyanoferrát.
Obrovskou výhodou pruských modrých nanočastikov je ich bezpečnosť. Pruské modré nanočastice sú plne biologicky odbúrateľné, biologicky kompatibilné a schválené FDA pre lekárske aplikácie.

Sonochemická syntéza pruských modrých nanokubov

Syntéza pruskej modrej / hexacyanoferrite nanočastice je reakcia heterogénne mokré-chemické zrážky. Na získanie nanočastín s úzkym rozdelením veľkosti častíc a monodisperziou je potrebná spoľahlivá cesta zrážok. Ultrazvuková precicipitácia je dobre známa pre spoľahlivú, efektívnu a jednoduchú syntézu vysoko kvalitných nanočastín a pigmentov, ako je magnetit, molybdát zinočnatý, fosfomolybdát zinočnatý, rôzne nanočastice základného plášťa atď.

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

Ultrasonicator UIP2000hdT je výkonné sonochemické zariadenie na syntézu a zrážanie nanočastín

Žiadosť o informácie





Wet-Chemical Syntéza Cesty pre pruské modré nanočastice

Sonochemická cesta syntézy pruských modrých nanočasticí je efektívna, facile, rýchla a šetrná k životnému prostrediu. Ultrazvukové zrážky výnosy vo vysoko kvalitných pruských modrých nanokubách, ktoré sa vyznačujú jednotnou malou veľkosťou (cca 5nm), úzkou veľkosťou distribúcie a monodisperzitou.
Pruské modré nanočastice sa môžu syntetizovať rôznymi spôsobmi zrážok s polymérnymi stabilizátormi alebo bez nich.
Vyhnúť sa používaniu stabilizačného polyméru, pruské modré nanokuly môžu byť vyzrážané jednoducho ultrazvukom miešanie FeCl3 a K3[Fe(KN)6] v prítomnosti H2O2,
Použitie sonochemistry pri tomto druhu syntézy pomohlo získať menšie nanočastice (t. j. 5 nm vo veľkosti namiesto veľkosti ≈50 nm získané bez ultrazvukom). (Dacarro a kol. 2018)

Prípadové štúdie ultrazvukové pruské blue syntézy

Prussian blue nanoparticles (also known as iron hexacyanoferrate) can be efficiently synthesized via sonochemical route.Všeobecne platí, že pruské modré nanočastice sú syntetizované pomocou ultrazvukom metódy.
V tejto technike, 0,05 M roztok K4[Fe(KN)6] sa pridá do 100 ml roztoku kyseliny chlorovodíkovej (0,1 mol/l). Výsledná K4[Fe(KN)6] vodný roztok sa uchováva pri teplote 40 ºC po dobu 5 hodín, zatiaľ čo ultrazvukom roztoku a potom nechajte vychladnúť pri izbovej teplote. Získaný modrý produkt sa prefiltruje a opakovane premyje destilovanou vodou a absolútnym etanolom a nakoniec sa vysuší vo vákuovej sušiarni pri teplote 25 °C počas 12 hodín.

Analóg hexacyanoferritu meďového hexacyanoferritu (CuHCF) sa syntetizovaný nasledujúcim cestou:
Nanočastice CuHCF boli syntetizované podľa nasledujúcej rovnice:
Cu(NIE)3)3 + K4[Fe(KN)6] —> Cu4[Fe(KN)6] + KN03

Nanočastice CuHCF sú syntetizované metódou vyvinunou spoločnosťou Bioni et al., 2007 [1]. Zmes 10 ml 20 mmol l-1. K3[Fe(KN)6] + 0,1 mol L-1. KCl roztok s 10 ml 20 mmol l-1. CuCl (Klin)2 + 0,1 mol L-1. KCl, v sonikačnej banke. Zmes sa potom ožaruje ultrazvukovým žiarením s vysokou intenzitou počas 60 minút, pričom sa využíva priamy ponorný titánový roh (20 kHz, 10Wcm-1.), ktorá bola ponorená do hĺbky 1 cm do roztoku. Počas zmesi sa pozoruje výskyt svetlohnedého ná vkladu. Táto disperzia sa dialyzuje počas 3 dní, aby sa získala veľmi stabilná, svetlohnedá disperzia.
(porovnaj Jassal a kol. 2015)

Ultrasonically synthesized Prussian Blue (iron hexacyanoferrate) nanocubes.Wu et al. (2006) syntetizovaný pruské modré nanočastice cez sonochemickú trasu z K4[Fe(KN)6], v ktorom bol Fe2+ produkovaný rozkladom [FeII(CN)6]4− ultrazvukovým ožarovaním kyseliny chlorovodíkovej; fe2 + bol oxidovaný na Fe3 + reagovať so zvyšnými [FeII(CN)6]4- ióny. Výskumná skupina dospela k záveru, že rovnomerné rozloženie veľkosti syntetizovaných pruských modrých nanokubov je spôsobené ultrazvukom účinkov. FE-SEM obrázok vľavo ukazuje sonochemicky syntetizované železo hexacyanoferrate nanocubes výskumnej skupiny Wu je.

Rozsiahla syntéza: na prípravu nanočastín PB vo veľkom meradle, PVP (250 g) a K3[Fe(KN)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 pruských modrých nanokubov stabilizovaných citrátom
štúdia a obrázok: Dacarro a kol. 2018

Ultrazvukové sondy a sonochemické reaktory pre syntézu pruskej modrej

Hielscher Ultrazvukom je dlhodobý skúsenosti výrobcu high-výkon ultrazvukové zariadenia, ktoré sa používa po celom svete v laboratóriách a priemyselnej výroby. Sonochemická syntéza a zrážanie nanočastín a pigmentov je náročná aplikácia, ktorá vyžaduje vysokovýkonné ultrazvukové sondy, ktoré generujú konštantné amplitúdy. Všetky ultrazvukové zariadenia Hielscher sú navrhnuté a vyrobené na prevádzku pre 24/7 pri plnom zaťažení. Ultrazvukové procesory sú k dispozícii od kompaktných 50 wattov laboratórne ultrazvukom až 16.000wattov výkonné inline ultrazvukové systémy. Široká škála posilňovacích rohov, sonotród a prietokových buniek umožňuje individuálne nastavenie sonochemického systému v korešpondencii s prekurzormi, cestou a konečným produktom.
Hielscher Ultrazvukom vyrába high-výkon ultrazvukové sondy, ktoré môžu špecificky nastaviť dodať celé spektrum veľmi mierne až veľmi vysoké amplitúdy. Ak vaša sonochemická aplikácia vyžaduje neobvyklé špecifikácie (napr. veľmi vysoké teploty), k dispozícii sú prispôsobené ultrazvukové sonotródy. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje nepretržitú prevádzku v náročných a náročných prostrediach.

Sonochemická dávková a inline syntéza

Hielscher ultrazvukové sondy môžu byť použité pre dávkové a kontinuálne inline ultrazvukom. V závislosti od objemu reakcie a rýchlosti reakcie vám odporučíme najvhodnejšie ultrazvukové nastavenie.

Ultrazvukové sondy a sono-reaktory pre akýkoľvek objem

Sortiment produktov Hielscher Ultrasonics pokrýva celé spektrum ultrazvukových procesorov od kompaktných laboratórnych ultrazvukom cez stolové a pilotné systémy až po plne priemyselné ultrazvukové procesory s kapacitou na spracovanie nákladu za hodinu. Kompletný sortiment nám umožňuje ponúknuť vám najvhodnejšie ultrazvukové zariadenie pre vaše tekuté, procesné kapacity a výrobné ciele.

Presne ovládateľné amplitúdy pre optimálne výsledky

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Všetky ultrazvukové procesory Hielscher sú presne ovládateľné a tým spoľahlivé pracovné kone. Amplitúda je jedným z kľúčových parametrov procesu, ktoré ovplyvňujú účinnosť a účinnosť sonochemicky a sonomechanicky vyvolaných reakcií. Všetky Hielscher ultrazvukom’ procesory umožňujú presné nastavenie amplitúdy. Sonotródy a posilňovacie rohy sú príslušenstvo, ktoré umožňuje modifikovať amplitúdu v ešte širšom rozsahu. Hielscher priemyselné ultrazvukové procesory môžu poskytovať veľmi vysoké amplitúdy a dodať požadovanú ultrazvukovú intenzitu pre náročné aplikácie. Amplitúdy do 200 μm sa dajú ľahko nepretržite prevádzkovať pri prevádzke 24/7.
Presné nastavenia amplitúdy a trvalé monitorovanie parametrov ultrazvukového procesu prostredníctvom inteligentného softvéru vám dávajú možnosť syntetizovať vaše pruské modré nanokuty a analógy hexacyanoferrátu za najúčinnejších ultrazvukových podmienok. Optimálna sonikácia pre najúčinnejšiu syntézu nanočastice!
Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje nepretržitú prevádzku v náročných a náročných prostrediach. Vďaka tomu je ultrazvukové zariadenie spoločnosti Hielscher spoľahlivým pracovným nástrojom, ktorý spĺňa vaše požiadavky na sonochemický proces.

Najvyššia kvalita – Navrhnuté a vyrobené v Nemecku

Ako rodinný a rodinný podnik, Hielscher uprednostňuje najvyššie štandardy kvality pre svoje ultrazvukové procesory. Všetky ultrasonicators sú navrhnuté, vyrobené a dôkladne testované v našom sídle v Teltow neďaleko Berlína, Nemecko. Robustnosť a spoľahlivosť ultrazvukového zariadenia Hielscher je, aby to pracovný kôň vo vašej výrobe. Nepretržitá prevádzka pri plnom zaťažení a v náročných prostrediach je prirodzenou charakteristikou vysokovýkonných ultrazvukových sond a reaktorov spoločnosti Hielscher.

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
1 až 500mL 10 až 200mL/min UP100H
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Prosím, použite formulár nižšie požiadať o ďalšie informácie o ultrazvukové procesory, aplikácie a ceny. Budeme radi diskutovať o vašom procese s vami a ponúknuť vám Ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Hielscher Ultrasonics vyrába vysoko výkonné ultrazvukové homogenizers pre disperziu, emulgáciu a extrakciu buniek.

Vysoko výkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na Pilot a Priemyselný Rozsahu.

Literatúra/referencie



Fakty stojí za to vedieť

Pruská modrá

Pruská modrá sa chemicky správne nazývala ako hexacyanoferrát železa (železo(II,III) hexacyanoferrát(II,III)), ale hovorovo ist je tiež známy ako berlínska modrá, ferokyanid železitý, ferikánsky hexakyanoferrát, ferokyanid železa(III), hexakyanoferát (II) a parížska modrá.
Pruská modrá je opísaná ako tmavomodrý pigment, ktorý sa vyrába pri oxidácii železných ferokyanidových solí. Obsahuje feritický hexakyanoferrát(II) v kubickej mriežkovej kryštálovej štruktúre. Je to nepustné vo vode, ale tiež má tendenciu tvoriť koloid, takže môže existovať buď koloidné alebo vo vode rozpustnej forme, a rozpustnú formu. Perorálne sa podáva na klinické účely ako protijed na určité druhy otravy ťažkými kovmi, ako je tálium a rádioaktívne izotopy cézia.
Analógy hexacyanoferrátu železa (pruská modrá) sú hexakyanoferrát meďnatý, hexakyanoferrát kobaltnatý, hexakyanoferrát zinočnatý a niklový hexakyanoferrát.

Sodíkové iónové batérie

Sodíková iónová batéria (NIB) je typ nabíjateľnej batérie. Na rozdiel od lítium-iónovej batérie používa iónová batéria sodíka (Na+) namiesto lítia ako nosiče nabitia. V opačnom prípade je zloženie, princíp fungovania a konštrukcia buniek široko identické so spoločným a široko používaným lítium-iónovými batériami. Hlavný rozdiel medzi týmito oboma typmi batérií spočíva v tom, že v li-ion kondenzátoroch sa používajú zlúčeniny lítia, zatiaľ čo v na-iónových batériách sa aplikujú sodíkové kovy. To znamená, že katóda sodíkovej iónovej batérie obsahuje kompozity sodíka alebo sodíka a anódu (nie nevyhnutne materiál na báze sodíka), ako aj tekutý elektrolyt obsahujúci disociované sodné soli v polárnych protic alebo aprotických rozpúšťadlách. Počas nabíjania sa Na+ extrahuje z katódy a vloží do anódy, zatiaľ čo elektróny prechádzajú vonkajším okruhom; počas vybíjania dochádza k spätnému procesu, keď sa Na+ extrahuje z anódy a znovu vloží do katódy, pričom elektróny prechádzajúce vonkajším okruhom robia užitočnú prácu. V ideálnom prípade by anódové a katódové materiály mali byť schopné odolávať opakovaným cyklom skladovania sodíka bez degradácie, aby sa zabezpečil dlhý životný cyklus.
Sonochemická syntéza je spoľahlivá a účinná technika na výrobu vysoko kvalitných objemových soľí sodíkových kovov, ktoré môžu byť použité na výrobu kondenzátorov sodíka a iónov. Syntéza prášku sodíka sa vykonáva ultrazvukovou disperziou roztaveného sodného kovu v minerálnom oleji. Ak máte záujem o ultrazvukom syntézu sodíkových kovových solí, požiadajte nás o viac informácií buď vyplnením kontaktného formulára, zaslaním e-mailu (info@hielscher.com) alebo volá nás!

Metal-organické rámcové štruktúry

Metal-organické rámce (MOF) sú triedou zlúčenín pozostávajúcich z kovových iónov alebo zoskupení koordinovaných s organickými ligandmi, ktoré môžu tvoriť jedno-, dvoj- alebo trojrozmerné štruktúry. Sú podtriedou koordinačných polymérov. Koordinačné polyméry sú tvorené kovmi, ktoré sú spojené ligandmi (tzv. spojivové molekuly) tak, aby sa vytvorili opakujúce sa koordinačné motívy. Medzi ich hlavné črty patrí kryštalita a často porézna.
Prečítajte si viac o ultrazvukovej syntéze kovovo-organických rámcových (MOF) štruktúr!