Ultrazvočne mok-padavine pruske modre nanokube

Prusian Blue ali železo heksacianoferrat je nanostrukturirano kovinsko ekološki okvir (MOF), ki se uporablja v proizvodnji natrijevih baterij, biomedicini, inkovi in elektroniki. Ultrazvočna mokro-kemična sinteza je učinkovita, zanesljiva in hitra pot za proizvodnjo pruskih modrih nanokob in pruskih modrih analogov, kot sta baker heksacianoferrat in niklov heksacianoferrat. Za ultrazvočno padavinske nanodelce Prussian Blue je značilna ozka porazdelitev velikosti delcev, monodiperzičnost in visoka funkcionalnost.

Pruski modri in heksacianoferatni analogi

Prusian Blue ali železo heksacianoferati se pogosto uporabljajo kot funkcionalni material za oblikovanje elektrokemičnih aplikacij in za proizvodnjo kemičnih senzorjev, Elektrohromski prikazi, tante i premazi, baterije (natrij-ionska baterija), kondenzatori i superkapacitori, katorski skladišni materiali, na primer za H+ ali Cs+, katalizatori, teranostici i drugi. Zaradi dobre redoks dejavnosti in visoke elektrokemične stabilnosti je Prussian Blue struktura kovinsko-organskega okvira (MOF), ki se široko uporablja za spreminjanje elektrod.
Poleg različnih drugih aplikacij se pruski blue in njegovi analogi bakreni heksacianoferrat in niklov heksakanoferat uporabljajo kot barvna barvila modre, rdeče oziroma rumene barve.
Velika prednost pruskih modrih nanodelcev je njihova varnost. Prussian Blue nanodelci so popolnoma biološko razgradljivi, biokompatibilni in odobreni s strani FDA za medicinske aplikacije.

Sonokemična sinteza pruskih modrih nanokob

Sinteza pruskih modrih / heksacianoferitičnih nanodelcev je reakcija heterogenih mokro-kemičnih padavin. Za pridobitev nanodelcev z ozko porazdelitvijo velikosti delcev in monodisperziteto je potrebna zanesljiva padavinska pot. Ultrazvočne padavine so znane po zanesljivi, učinkoviti in enostavni sintezi visokokakovostnih nanodelcev in pigmentov, kot so magnetit, cinkov molobdat, cinkov fosfomolibdat, različni jedrni nanodelci itd.

Mokro-kemijske sintezne poti za pruske modre nanodelce

Sonokemična pot sinteze nanodelcev Prussian Blue je učinkovita, facilna, hitra in okolju prijazna. Ultrazvočne padavine prinašajo visokokakovostne pruske modre nanokobe, za katere je značilna enotna majhnost (približno 5nm), ozka porazdelitev velikosti in monodisperziteta.
Prusian Blue nanodelci se lahko sintetizirajo po različnih padavinskih poteh s polimernimi stabilizatorji ali brez njih.
Izogibanje uporabi stabiliziranega polimera, prusian Blue nanokube je mogoče oboriti preprosto z ultrazvočno mešanje FeCl₃ in K₃[Fe(CN)₆] v prisotnosti H₂O₂.
Uporaba sonokemije pri tej vrsti sinteze je pomagala pri pridobivanju manjših nanodelcev (torej velikosti 5 nm namesto velikosti 50 nm, pridobljenih brez sonikacije). (Dacarro et al. 2018)

Študije primerov ultrazvočne pruske modre sinteze

Na splošno se pruski modri nanodelci sintetizirajo z uporabo ultrazvočne metode.
V tej tehniki je 0,05 M raztopina K₄[Fe(CN)₆] se doda 100 ml raztopine klorovodikove kisline (0,1 mol/L). Rezultat K₄[Fe(CN)₆] vodena raztopina se hrani pri temperaturi 40ºC 5 h, medtem ko raztopino raztopino raztopino raztopino raztopino raztopine raztopino raztopine raztopine omehča in se nato ohladi pri sobni temperaturi. Pridobljeni modri izdelek se filtrira in večkrat izplava z destilirano vodo in absolutnim etanolom ter se na koncu posuši v sesalni pečici pri 25ºC za 12 h.

Heksacianoferitanoferitanog bakra heksacianoferrit (CuHCF) je bil sintetiiziran po naslednji poti:
Nanodelci CuHCF so bili sintetiizirani v skladu z naslednjo enačbo:
Cu(NE)₃)₃ + K₄[Fe(CN)₆] —> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

CuHCF nanodelci se sintetizirajo z metodo, ki jo je razvil Bioni et al., 2007 [1]. Mešanica 10 ml 20 mmol L^-1 K₃[Fe(CN)₆] + 0,1 mol L^-1 KCl raztopina z 10 ml 20 mmol L^-1 CuCl₂ + 0,1 mol L^-1 KCl, v sonication bučko. Zmes se nato obseva z ultrazvočnim sevanjem visoke intenzivnosti 60 min, z uporabo neposrednega potopnega titanovega roga (20 kHz, 10Wcm^-1) ki je bila v raztopino vmočna do globine 1 cm. Med zmesjo opazimo pojav svetlo-rjavega depozita. Ta disperzija je dialysed več kot 3 dni, da bi dobili zelo stabilno, svetlo rjavo barvno disperzijo.
(prim. Jassal et al. 2015)

Wu et al. (2006) sintetiizirani pruski modri nanodelci po sonokemični poti iz K₄[Fe(CN)₆], v katerem je fe2+ proizveden z razgradnja [FeII(CN)6]4− z ultrazvočnim obsevanje v klorovodikovi kislini; 2007/ 2008^{2 +} oksidizirali na fe^{3 + +} za odzivanje s preostalimi [FeII(CN)₆]4− ioni. Raziskovalna skupina je zaključila, da je enotna porazdelitev velikosti sintetiiziranih pruskih modrih nanokob posledica ultrasonikacije učinkov. Slika FE-SEM na levi strani prikazuje sonokemično sintetiizirane železne heksacianoferate nanokobe Wujevih raziskovalnih skupin.

Obsežna sinteza: za pripravo nanodelcev PB v velikem obsegu, PVP (250 g) in K₃[Fe(CN)₆] (19,8 g) so dodali v 2.000 ml raztopine HCl (1 M). Raztopina je bila soniciativna do bistra in nato v pečici pri 80 °C, da se doseže staranje reakcije 20–24 ur. Zmes je bila nato centrifugirana na 20.000 vrt/min za 2 uri za zbiranje PB nanodelcev. (Varnostna opomba: Za izgnanje katerega koli ustvarjenega HCN je treba reakcijo izvesti v napo za izstrelek).

Ultrazvočne sonde in sonokemični reaktorji za prusko modro sintezo

Hielscher Ultrasonics je dolgoročno izkušnje proizvajalec visoko zmognjene ultrazvočne opreme, ki se uporablja po vsem svetu v laboratorijih in industrijski proizvodnji. Sonokemična sinteza in padavine nanodelcev in pigmentov je zahtevna aplikacija, ki zahteva ultrazvočne sonde visoke moči, ki ustvarjajo stalne amplitude. Vse Hielscher ultrazvočne naprave so zasnovane in izdelane za delovanje za 24/7 pod polno obremenitev. Ultrazvočni procesorji so na voljo od kompaktnih 50 vatov laboratorijskih ultrasonicatorjev do 16.000wattov močnih inline ultrazvočnih sistemov. Široka paleta ojačevalnih rogov, sonotrodov in pretočnih celic omogoča individualno nastavitev sonokemičnega sistema v korespondenci s prekursorji, potjo in končnim izdelkom.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne sonde, ki lahko posebej nastavite za dostavo polnega spektra zelo blagih do zelo visokih amplitud. Če vaša sonokemična aplikacija zahteva nenavadne specifikacije (npr. zelo visoke temperature), so na voljo prilagojeni ultrazvočni sonotrodi. Robustnost Hielscherove ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje na težkih dolžnostih in v zahtevnih okoljih.

Sonokemična serija in inline sinteza

Hielscher ultrazvočne sonde se lahko uporabljajo za serije in neprekinjeno inline sonication. Glede na volumen reakcije in hitrost reakcije vam bomo priporočili najbolj primerno ultrazvočno nastavitev.

Ultrazvočne sonde in sono-reaktorji za vsako prostornino

Hielscher Ultrasonics paleta izdelkov zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev od kompaktnih laboratorijskih ultrasonicatorjev nad bench-top in pilotnimi sistemi do popolnoma industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave tovorov tovornjakov na uro. Celoten nabor izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najbolj primerno ultrazvočno opremo za vaše tekoče, procesne zmogljivosti in proizvodne cilje.

Natančno nadzorovati Amplitudes za optimalne rezultate

Vsi Hielscher ultrazvočni procesorji so natančno pod nadzorom in s tem zanesljivi delovni konji. Amplitude je eden od ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in učinkovitost sonokemično in sonomehansko inducirana reakcija. Vse Hielscher Ultrasonics’ procesorji omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrodes in booster rogovi so dodatki, ki omogočajo, da spremenite amplitudo v še širšem območju. Hielscher je industrijski ultrazvočni procesorji lahko poda zelo visoke amplitude in poda potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200 μm lahko enostavno neprekinjeno izvajamo v 24/7 delovanju.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov preko pametne programske opreme vam dajejo možnost sinteze nanokob Prussian Blue in heksacianoferata pod najučinkovitejšimi ultrazvočnimi pogoji. Optimalno sonication za najučinkovitejšo sintezo nanodelcev!
Robustnost Hielscherove ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje na težkih dolžnostih in v zahtevnih okoljih. Zaradi tega je Hielscherjeva ultrazvočna oprema zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše sonokemične zahteve procesa.

Najvišja kakovost – Izdelano in izdelano v Nemčiji

Kot družinsko in družinsko podjetje Hielscher prednostno določa najvišje standarde kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrazvočniktorji so zasnovani, izdelani in temeljito testirani v našem sedežu v Teltowu pri Berlinu v Nemčiji. Robustnost in zanesljivost Hielscherje ultrazvočne opreme, da je delovni konj v vaši proizvodnji. Delovanje 24/7 pod polno obremenitvijo in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost Hielscherjevih ultrazvočnih sond in reaktorjev visoke zmogljivosti.

V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators: