Reshjet me lagështi tejzanor të nanokubeve blu prusiane
Prussian Blue ose hekscianoferrate hekuri është një kornizë organike metalike me nano-strukturë (MOF), që përdoret në prodhimin e baterive me jon natriumi, biomjekësi, bojëra dhe elektronikë. Sinteza kimike e lagësht tejzanor është një rrugë efikase, e besueshme dhe e shpejtë për të prodhuar nanokube Prusiane Blu dhe analoge blu prusiane si heksacyanoferrate bakri dhe heksacyanoferrate nikel. Nanogrimcat Prussian Blue të precipituara në mënyrë tejzanore karakterizohen nga shpërndarje e ngushtë e madhësisë së grimcave, mono-dispersi dhe funksionalitet të lartë.
Blu Prusiane dhe Analoge Hekscianoferrate
Hekscianoferratet blu Prusiane ose hekuri përdoren gjerësisht si një material funksional për të projektuar aplikime elektrokimike dhe për të prodhuar sensorë kimikë, ekrane elektrokromatike, bojëra dhe veshje, bateri (bateri me jon natriumi), kondensatorë dhe superkondensatorë, materiale për ruajtjen e kationeve si për H+ ose Cs+, katalizatorë, teranostikë dhe të tjerë. Për shkak të aktivitetit të tij të mirë redoks dhe qëndrueshmërisë së lartë elektrokimike, Prussian Blue është një strukturë metalo-organike (MOF) që përdoret gjerësisht për modifikimin e elektrodës.
Krahas aplikacioneve të tjera të ndryshme, Prussian Blue dhe analogët e tij heksacyanoferrate bakri dhe hekzacianoferrate nikelit përdoren si bojëra me ngjyra të ngjyrës blu, të kuqe dhe të verdhë, përkatësisht.
Një avantazh i madh i nanogrimcave Prussian Blue është siguria e tyre. Nanogrimcat Prussian Blue janë plotësisht të biodegradueshme, biokompatibile dhe të miratuara nga FDA për aplikime mjekësore.
Ultrasonikatori UIP2000hdT është një pajisje e fuqishme sonokimike për sintezën dhe reshjen e nanopjesëzave
Sinteza Sonokimike e Nanokubeve Blu Prusiane
Sinteza e nanogrimcave Prusian Blue / heksacyanoferrite është një reagim i reshjeve heterogjene të lagësht-kimike. Për të marrë nanogrimca me një shpërndarje të ngushtë të madhësisë së grimcave dhe monodispersitet, kërkohet një rrugë e besueshme e reshjeve. Precipitimi tejzanor është i mirënjohur për sintezën e besueshme, efikase dhe të thjeshtë të nanogrimcave dhe pigmenteve me cilësi të lartë si magnetiti, molibdati i zinkut, fosfomolibdati i zinkut, nanogrimcat e ndryshme të lëvozhgës së bërthamës etj.
Rrugët e sintezës së lagësht kimike për nanogrimcat blu Prusiane
Rruga sonokimike e sintezës së nanogrimcave Prussian Blue është efikase, e lehtë, e shpejtë dhe miqësore me mjedisin. Reshjet tejzanor japin nanokuba Prusian Blue me cilësi të lartë, të cilat karakterizohen nga madhësia uniforme e vogël (afërsisht 5nm), shpërndarja e ngushtë e madhësisë dhe monodispersiteti.
Nanogrimcat Prussian Blue mund të sintetizohen nëpërmjet rrugëve të ndryshme të reshjeve me ose pa stabilizues polimerik.
Duke shmangur përdorimin e një polimeri stabilizues, nanokubet Prussian Blue mund të precipitohen thjesht duke përzier me ultratinguj FeCl3 dhe K3[Fe(CN)6] në prani të H2O2.
Përdorimi i sonokimisë në këtë lloj sinteze ndihmoi në marrjen e nanogrimcave më të vogla (dmth. 5 nm në madhësi në vend të një madhësie prej ≈50 nm të përftuar pa sonikacion). (Dacarro et al. 2018)
Studime të rasteve të sintezës tejzanor Prusian Blu
Në përgjithësi, Nanogrimcat blu prusiane sintetizohen duke përdorur metodën e ultrazërit.
Në këtë teknikë, zgjidhja 0,05 M e K4[Fe(CN)6] shtohet në 100 ml tretësirë të acidit klorhidrik prej (0,1 mol/L). Rezultati K4[Fe(CN)6] tretësira ujore mbahet në 40ºC për 5 orë ndërsa sonikohet tretësira dhe më pas lihet të ftohet në temperaturën e dhomës. Produkti blu i përftuar filtrohet dhe lahet vazhdimisht me ujë të distiluar dhe etanol absolut dhe në fund thahet në furrë me vakum në 25ºC për 12 orë.
Hekscianoferriti analog i bakrit (CuHCF) u sintetizua përmes rrugës së mëposhtme:
Nanogrimcat CuHCF u sintetizuan sipas ekuacionit të mëposhtëm:
Cu (Nr3)3 + K4[Fe(CN)6] –> Cu4[Fe(CN)6] + KN03
Nanopjesëzat CuHCF sintetizohen me metodën e zhvilluar nga Bioni et al., 2007. Përzierja prej 10 mL e 20 mmol L-1 K3[Fe(CN)6] + 0,1 mol L-1 Tretësirë KCl me 10 mL 20 mmol L-1 CuCl2 + 0,1 mol L-1 KCl, në një balonë me sonikacion. Përzierja më pas rrezatohet me rrezatim ultratinguj me intensitet të lartë për 60 minuta, duke përdorur një bri titani me zhytje të drejtpërdrejtë (20 kHz, 10 Wcm-1) që u zhyt deri në një thellësi prej 1 cm në tretësirë. Gjatë përzierjes vërehet shfaqja e një depozite në kafe të çelur. Ky dispersion dializohet për 3 ditë për të marrë një shpërndarje shumë të qëndrueshme, me ngjyrë kafe të çelur.
(krh. Jassal et al. 2015)
Mikrografi TEM i nanokubeve Prusian Blue të stabilizuar me citrate
studim dhe foto: Dacarro et al. 2018
Wu et al. (2006) sintetizoi nanogrimcat blu Prusiane nëpërmjet rrugës sonokimike nga K4[Fe(CN)6], në të cilin Fe2+ u prodhua nga dekompozimi i [FeII(CN)6]4- nga rrezatimi ultrasonik në acid klorhidrik; Fe2+ u oksidua në Fe3+ për të reaguar me mbetur [FeII(CN)6]4− jone. Grupi hulumtues arriti në përfundimin se shpërndarja uniforme e madhësisë së nanokubeve blu prusiane të sintetizuara është shkaktuar nga efektet e ultrazërit. Imazhi FE-SEM në të majtë tregon nanokube hekzacianoferrate hekuri të sintetizuara në mënyrë sonokimike nga grupi kërkimor i Wu.
Sintezë në shkallë të gjerë: për të përgatitur nanopjesëza PB në një shkallë të gjerë, PVP (250 g) dhe K3[Fe(CN)6] (19.8 g) u shtuan në 2000 mL tretësirë HCl (1 M). Zgjidhja u sonikua derisa të kthjellohej dhe më pas u vendos në një furrë në 80°C për të arritur një reaksion plakjeje për 20-24 orë. Përzierja më pas u centrifugua në 20,000 rpm për 2 orë për mbledhjen e nanogrimcave PB. (Shënim sigurie: Për të nxjerrë jashtë çdo HCN të krijuar, reagimi duhet të kryhet në një kapak tymi).
Sinteza Sono-Elektrokimike e Blusë Prusiane
Një teknikë tjetër shumë efikase e sintezës për Blunë Prusiane është rruga sono-elektrokimike, e cila kombinon në mënyrë sinergjike depozitimin elektrokimik me ultratinguj me intensitet të lartë. Kjo metodë rrit transportin e masës, përshpejton kinetikën e bërthamëzimit dhe nxit formimin uniform të nanopjesëzave përmes mikro-përzierjes së shkaktuar nga kavitacioni dhe aktivizimit sipërfaqësor. Kjo e bën sintezën sono-elektrokimike të Blusë Prusiane një rrugë të besueshme për prodhimin industrial të Blusë Prusiane në shkallë nano.
Lexoni më shumë rreth konfigurimit sono-elektrokimik për sintezën e blusë prusiane!
Sondat tejzanor dhe reaktorët sonokimikë për sintezën blu prusiane
Hielscher Ultrasonics është një prodhues me përvojë të gjatë i sonifikuesve me performancë të lartë që përdoren në të gjithë botën në laboratorët kërkimorë dhe prodhimin industrial. Sinteza sonokimike dhe reshjet e nanopjesëzave dhe pigmenteve janë një aplikim i kërkuar që kërkon sonda tejzanore me fuqi të lartë që gjenerojnë amplituda konstante. Të gjithë sonifikuesit Hielscher janë projektuar dhe prodhuar për t'u operuar 24/7 nën ngarkesë të plotë. Procesorët tejzanorë janë të disponueshëm nga sonda tejzanore kompakte 50 vat deri te reaktorë tejzanorë të fuqishëm në linjë 16,000 vat. Një larmi e gjerë brirësh përforcues, sonotrodesh dhe qelizash rrjedhëse lejojnë konfigurimin individual të një sistemi sonokimik në përputhje me pararendësit, rrugën dhe produktin përfundimtar.
sinteza sonokimike – Në seri ose në linjë, të përshtatura sipas nevojave tuaja
Sondat tejzanore Hielscher mund të përdoren për sonifikim në seri dhe të vazhdueshëm në linjë. Në varësi të vëllimit të reagimit dhe shpejtësisë së reagimit, ne do t'ju rekomandojmë konfigurimin më të përshtatshëm tejzanor. Sonifikuesit laboratorikë, të punës, pilotët dhe plotësisht industrialë lejojnë përpunimin e çdo vëllimi.
Standardet më të larta të cilësisë – Projektuar dhe prodhuar ne Gjermani
Si një biznes familjar dhe i drejtuar nga familja, Hielscher i jep përparësi standardeve më të larta të cilësisë për procesorët e tij tejzanorë. Të gjithë ultrasonikët janë projektuar, prodhuar dhe testuar plotësisht në selinë tonë në Teltow pranë Berlinit, Gjermani. Qëndrueshmëria dhe besueshmëria e pajisjeve tejzanore Hielscher e bëjnë atë një kalë pune në prodhimin tuaj. Funksionimi 24/7 nën ngarkesë të plotë dhe në mjedise të kërkuara është një karakteristikë natyrore e sondave dhe reaktorëve tejzanorë me performancë të lartë Hielscher.
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:
| Vëllimi i grupit | Shkalla e rrjedhjes | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 1 deri në 500 ml | 10 deri në 200 ml/min | UP100H |
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri në 400 ml/min | UP200Ht, UP400 St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100 litra | 2 deri në 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 deri në 100 l/min | UIP16000 |
| na | më të mëdha | grumbull i UIP16000 |
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Homogjenizues tejzanor me fuqi të lartë nga laboratori te pilot dhe industriale shkallë.
Fakte që ia vlen të dihen
Çfarë është Bluja Prusiane?
Bluja prusiane është kimikisht e saktë e cilësuar si hekscianoferrate hekuri (Hekuri(II,III) hekzacianoferrat(II,III)), por në gjuhën e folur njihet edhe si bluja e Berlinit, ferrocianidi i hekurit, hekscianoferrati i hekurit, ferrocianoferrati i hekurit (III), hekuri (III) heksacyanoferrate (II), dhe blu pariziane.
Bluja prusiane përshkruhet si një pigment blu i thellë që prodhohet kur ndodh oksidimi i kripërave të ferrocianideve të hekurit. Ai përmban hekscianoferrat hekuri (II) në një strukturë kristalore me rrjetë kubike. Ai është i patretshëm në ujë, por gjithashtu tenton të formojë një koloid, kështu që mund të ekzistojë ose në formë koloidale ose të tretshme në ujë, dhe në një formë të patretshme. Ai administrohet nga goja për qëllime klinike për t'u përdorur si një antidot për lloje të caktuara të helmimit me metale të rënda, të tilla si taliumi dhe izotopet radioaktive të ceziumit.
Analogët e hekzacianoferratit të hekurit (Blu Prusiane) janë heksacianoferrati i bakrit, hekzacianoferrati i kobaltit, heksacianoferrati i zinkut dhe heksacianoferrati i nikelit.
Çfarë janë Strukturat Kornizë Metalo-Organike?
Kornizat metal-organike (MOFs) janë një klasë e komponimeve që përbëhen nga jone metalike ose grupime të koordinuara me ligandët organikë, të cilët mund të formojnë struktura një-, dy- ose tre-dimensionale. Ata janë një nënklasë e polimereve të koordinimit. Polimeret e koordinimit formohen nga metalet, të cilët janë të lidhur me ligandë (të ashtuquajturat molekula lidhëse) në mënyrë që të formohen motive të përsëritura të koordinimit. Karakteristikat e tyre kryesore përfshijnë kristalinitetin dhe të qenit shpesh poroz.
Lexoni më shumë rreth sintezës tejzanor të strukturave të kornizës metalo-organike (MOF)!
bateri-jon natriumi
Bateria me jon natriumi (NIB) është një lloj baterie e ringarkueshme. Në kontrast me baterinë litium-jon, bateria e joneve të natriumit përdor jonet e natriumit (Na +) në vend të litiumit si bartës të ngarkesës. Përndryshe, përbërja, parimi i funksionimit dhe ndërtimi i qelizave janë gjerësisht identike me atë të baterive të zakonshme dhe të përdorura gjerësisht të litium-jonit. Dallimi kryesor midis këtyre dy llojeve të baterive është se në kondensatorët Li-jon përdoren komponime litiumi, ndërsa në bateritë Na-jon përdoren metale natriumi. Kjo do të thotë që katoda e një baterie me jon natriumi përmban përbërje natriumi ose natriumi dhe një anodë (jo domosdoshmërisht një material me bazë natriumi) si dhe një elektrolit të lëngët që përmban kripëra natriumi të disociuara në tretës protikë polare ose aprotikë. Gjatë ngarkimit, Na+ nxirret nga katoda dhe futet në anodë ndërsa elektronet udhëtojnë nëpër qarkun e jashtëm; gjatë shkarkimit, ndodh procesi i kundërt ku Na+ nxirren nga anoda dhe rifuten në katodë me elektronet që udhëtojnë nëpër qarkun e jashtëm duke bërë punë të dobishme. Idealisht, materialet e anodës dhe katodës duhet të jenë në gjendje t'i rezistojnë cikleve të përsëritura të ruajtjes së natriumit pa degradim, në mënyrë që të sigurojnë një cikël të gjatë jete.
Sinteza sonokimike është një teknikë e besueshme dhe efikase për të prodhuar kripëra metalike natriumi me cilësi të lartë, të cilat mund të përdoren për prodhimin e kondensatorëve me jon natriumi. Sinteza e pluhurit të natriumit realizohet nëpërmjet shpërndarjes tejzanore të metalit të natriumit të shkrirë në vaj mineral.
Literatura / Referencat
- Xinglong Wu, Minhua Cao, Changwen Hu, Xiaoyan He (2006): Sonochemical Synthesis of Prussian Blue Nanocubes from a Single-Source Precursor. Crystal Growth & Design 2006, 6, 1, 26–28.
- Vidhisha Jassal, Uma Shanker, Shiv Shanka (2015): Synthesis, Characterization and Applications of Nano-structured Metal Hexacyanoferrates: A Review. Journal of Environmental Analytical Chemistry 2015.
- Giacomo Dacarro, Angelo Taglietti, Piersandro Pallavicini (2018): Prussian Blue Nanoparticles as a Versatile Photothermal Tool. Molecules 2018, 23, 1414.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.