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.

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

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)

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; fe^{2 +} bol oxidovaný na Fe^{3 +} 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) boli pridané do 2000 ml roztoku HCl (1 M). Roztok bol sonicated až do čírych a potom umiestnený v sušiarni pri teplote 80 °C na dosiahnutie starnutia reakcie po dobu 20-24 hodín. Zmes sa potom odstreďuje pri 20 000 ot./min. počas 2 hodín na odber nanočastikov PB. (Bezpečnostná poznámka: Aby sa vyhostila akákoľvek vytvorená HCN, reakcia by sa mala vykonať v digestore).

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

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: