Ultrazvučne vlažne padavine pruskih plavih nanokuba

Prussian Blue ili gvozdeni heksacyanoferrate je nano strukturirani metalni organski okvir (MOF), koji se koristi u natrijumu‐jonska proizvodnja baterija, biomedicina, mastila i elektronike. Ultrazvučna vlažno-hemijska sinteza je efikasna, pouzdana i brza staza za proizvodnju pruskih plavih nanokuba i pruskih plavih analoga kao što su bakarni heksacianoferrat i nikl heksacianoferarate. Ultrasonično prenaglašene pruske plave nanočestice karakterišu uska raspodela veličine čestica, mono-rasterećenje i visoka funkcionalnost.

Prussian Blue i Hexacyanoferrate Analogues

Prussian Blue ili gvozdeni heksacianoferati se široko koriste kao funkcionalni materijal za dizajniranje elektrohemijskih aplikacija i za proizvodnju hemijskih senzora, elektrohromnih displeja, mastila i presvlaka, akumulatora (natrijum‐jonske baterije), kondenzatora i superkapitatora, materijala za skladištenje cation kao što su H+ ili CS+ Zbog svoje dobre redoks aktivnosti i visoke elektrohemijske stabilnosti, Prussian Blue je metalno-organska struktura (MOF) koja se široko koristi za modifikaciju elektroda.
Pored raznih drugih aplikacija, Prussian Blue i njegovi analogi bakarni heksacianoferrate i nikl heksacianoferrate koriste se kao mastila plave, crvene i žute boje.
Ogromna prednost pruskih plavih nanočestica je njihova bezbednost. Prussian Blue nanočestice su u potpunosti biorazgradive, biopatibilne i odobrene od strane FDA za medicinske aplikacije.

Sonohemijska sinteza pruskog plavog nanokubesa

Sinteza Pruske plave / heksacyanoferrite nanočestice je reakcija heterogenih vlažnih hemijskih padavina. Da bi se nabavljale nanočestice sa uskom raspodelom veličine čestica i monodispersivnosti, potreban je pouzdan put padavina. Ultrazvučna precicipitacija je dobro poznata po pouzdanoj, efikasnoj i jednostavnoj sintezi visokokvalitetnih nanočestica i pigmenta kao što su magnet, cink molybdate, cink fosfolibdate, razne jezgro-ljuske nanočestice itd.

Putevi vlažne hemijske sinteze za pruske plave nanočestice

Sonohemijska ruta pruske plave nanočestice sinteze je efikasna, facijalna, brza i povoljna po životnu sredinu. Ultrazvučne padavine prinose u visokokvalitetnim pruskim plavim nanokubama, koje karakteriše ujednačena mala veličina (približno 5nm), uska raspodela veličine i monodispersivnost.
Pruske plave nanočestice mogu da se sintetišu putem različitih puteva padavina sa ili bez polimernih stabilizatora.
Izbegavajući upotrebu polimera koji se stabilizuje, Prussian Blue nanocube se mogu prenagliti jednostavnim ultrasoničkim mešanjem FeCl-a₃ i K₃[Fe(CN)₆] u prisustvu H₂O₂.
Upotreba sonohemije u ovoj vrsti sinteze pomogla je u dobijanju manjih nanočestica (to jest, veličine 5 nm umesto veličine ≈50 nm dobijenih bez sonične). (Dacarro et al. 2018)

Studije slučaja ultrazvučne pruske plave sinteze

Generalno, pruske plave nanočestice se sintetišu upotrebom ultrazvučnog metoda.
U ovoj tehnici, 0,05 M rešenje K₄[Fe(CN)₆] se dodaje na 100 ml rastvora hidrohlorične kiseline (0,1 mol/L). Dobijeni K₄[Fe(CN)₆] aqueous rešenje se čuva na 40ºC za 5 h dok soniciratiranje rešenja, a zatim dozvoljeno hlađenje na sobnoj temperaturi. Dobijeni plavi proizvod se filtrira i pere više puta destilovanom vodom i apsolutnim etanolom i na kraju se suši u vakuum rerni na 25ºC za 12 h.

Hexacyanoferrite analogni bakarni heksacyanoferrite (CuHCF) sintetisan je sledećim putem:
CuHCF nanočestice su sintetisane u sledećim jednačinama:
Cu(NE₃)₃ + K₄[Fe(CN)₆] — Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

CuHCF nanočestice se sintetišu metodom koju je razvio Bioni et al., 2007 [1]. Mešavina 10 mL od 20 mmol L^-1 K₃[Fe(CN)₆] + 0,1 mol L^-1 KCL rešenje sa 10 mL od 20 mmol L^-1 CuCl₂ + 0.1 mol L^-1 KCL, u soniиna pljoska. Smesa se zatim ozračuje ultrazvučnim zračenjem visokog intenziteta 60 min, upotrebljava direktan uranjajući titanijumski rog (20 kHz, 10Wcm^-1) koji je umočen do dubine od 1 cm u rastvor. Tokom smese primećuje se pojava svetlo-braon naslaga. Ova disperzija se dijalizira tokom 3 dana da bi se dobila veoma stabilna, svetlo-braon boja raspršivanja.
(cf. Jassal et al. 2015)

Wu et al. (2006) sintetizovao pruske plave nanočestice preko sonohemijskog puta iz K₄[Fe(CN)₆], u kojoj je Fe2+ proizveden raspadanjem [FeII(CN)6]4− ultrazvučnom ozračenošću hidrohlorijske kiseline; fe^{2 +} oksidirana je na Fe^{3 +} da reaguje sa preostalim [FeII(CN)₆]4− joni. Istraživačka grupa je zaključila da je ujednačena veličina distribucije sintetizovanih pruskih plavih nanokuba uzrokovana ultrazvučnost efekata. Fe-SEM slika sa leve strane pokazuje sonohemijski sintetisane gvožđe heksacianoferarate nanokubes od strane Vuove istraživačke grupe.

Sinteza velikih razmera: pripremanje PB nanočestica velikih razmera, PVP (250 g) i K₃[Fe(CN)₆] (19,8 g) je dodato u 2.000 mL HCl rešenja (1 M). Rešenje je bilo sonično dok se ne očisti, a zatim stavi u rernu na 80°C da bi se postigla reakcija starenja u roku od 20–24 sata. Smesa je tada centrifugovana u 20.000 rpm 2 sata za prikupljanje PB nanočestica. (Bezbednosna napomena: Da bi se izbacio bilo koji HCN kreiran, reakcija bi trebalo da bude izvršena u isparenom haubi).

Ultrazvučne sonohemijske sonohemijske reaktore za prusku plavu sintezu

Hielscher Ultrasonics je dugoročni proizvođač ultrazvučne opreme visokih performansi koja se koristi širom sveta u laboratorijama i industrijskoj proizvodnji. Sonohemijska sinteza i padavine nanočestica i pigmenta je zahtevna aplikacija koja zahteva ultrazvučne sonde visoke snage koje generišu konstantne amplitude. Svi Hielscher ultrazvučni uređaji su dizajnirani i proizvedeni tako da rade non-stop pod punim opterećenjem. Ultrazvučni procesori dostupni su od kompaktnih 50 vati laboratorijskih ultrazvučnika do 16.000vata moćnih inline ultrazvučnih sistema. Mnoštvo booster rogova, sonotroda i ćelija toka omogućava individualno podešavanje sonohemijskog sistema u korespondenciji sa pretečama, putanjom i finalnim proizvodom.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne sonde visokih performansi koje se posebno mogu podesiti da isporuče pun spektar veoma blagih do veoma visokih amplituda. Ako vaša sonohemijska aplikacija zahteva neobične specifikacije (npr. veoma visoke temperature), dostupni su prilagođeni ultrazvučni sonotrodi. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava non-stop rad na velikim dužnostima i u zahtevnim sredinama.

Sonohemijska grupa i inline sinteza

Hielscher ultrazvučne sonde mogu da se koriste za grupnu i neprekidnu soničnu soničnost. U zavisnosti od jačine zvuka reakcije i brzine reakcije, preporučićemo vam najpogodniju ultrazvučnu postavku.

Ultrazvučne sono-reaktore za bilo koji volumen

Hielscher Ultrasonics proizvodni asortiman pokriva pun spektar ultrazvučnih procesora od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih preko klupa-top i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora sa kapacitetom obrade kamiona na sat. Kompletan asortiman proizvoda nam omogućava da vam ponudimo najpogodniju ultrazvučnu opremu za vaše tečne, procesne kapacitete i proizvodne ciljeve.

Precizno kontrolisane amplitude za optimalne rezultate

Svi Hielscher ultrazvučni procesori su precizno kontrolisani i samim tim pouzdani radni konji. Amplituda je jedan od ključnih parametara procesa koji utiče na efikasnost i delotvornost sonohemijski i sonomehanički izazvanih reakcija. Svi Hielscher Ultrasoničari’ procesori omogućavaju preciznu postavku amplitule. Sonotrode i sirene za potisnik su dodaci koji omogućavaju modifikaciju amplitude u još širem opsegu. Hielscherovi industrijski ultrazvučni procesori mogu da isporuče veoma visoke amplitude i isporuče potreban ultrazvučni intenzitet za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200μm mogu se lako neprekidno voditi u 24/7 operaciji.
Precizna podešavanja amplitude i trajno praćenje parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera daju vam mogućnost da sintetišete vaše Prussian Blue nanocube i heksacianoferrate analogije pod najefikasnijim ultrazvučnim uslovima. Optimalna soničnost za najefikasniju sintezu nanočestica!
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava non-stop rad na velikim dužnostima i u zahtevnim sredinama. Na taj način Hielscherova ultrazvučna oprema čini pouzdanim radnim alatom koji ispunjava zahteve vašeg sonohemijskog procesa.

Najviši kvalitet – Dizajnirani i proizvedeni u Nemačkoj

Kao porodični i porodični biznis, Hielscher daje prioritet najvišim standardima kvaliteta za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrazvučnici su dizajnirani, proizvedeni i temeljno testirani u našem sedištu u Teltowu blizu Berlina, Nemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscherove ultrazvučne opreme čine ga radnim konjem u vašoj proizvodnji. 24/7 operacija pod punim opterećenjem i u zahtevnim sredinama je prirodna karakteristika Hielscherorovih ultrazvučnih sondi i reaktora visokih performansi.

Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја: