อัลตราโซนิกเปียก-การตกตะกอนของนาโนบลูปรัสเซียน

ปรัสเซียนบลูหรือเหล็กเฮกซาไซยาโนเฟอเรตเป็นกรอบอินทรีย์โลหะที่มีโครงสร้างนาโน (MOF) ซึ่งใช้ในการผลิตแบตเตอรี่โซเดียมไอออน ชีวการแพทย์ หมึกพิมพ์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การสังเคราะห์ทางเคมีแบบเปียกอัลตราโซนิกเป็นเส้นทางที่มีประสิทธิภาพเชื่อถือได้และรวดเร็วในการผลิตนาโนคิวบลูปรัสเซียนและอะนาล็อกสีน้ําเงินปรัสเซียเช่นทองแดงเฮกซาไซยาโนเฟอเรตและนิกเกิลเฮกซาไซยาโนเฟเรต อนุภาคนาโน Prussian Blue ที่ตกตะกอนด้วยอัลตราโซนิกมีลักษณะการกระจายขนาดอนุภาคที่แคบการกระจายตัวแบบโมโนและฟังก์ชันการทํางานสูง

ปรัสเซียนบลูและเฮกซาไซยาโนเฟอเรตอะนาล็อก

ปรัสเซียนบลูหรือเหล็กเฮกซาไซยาโนเฟอเรตถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุที่ใช้งานได้ในการออกแบบการใช้งานไฟฟ้าเคมีและในการผลิตเซ็นเซอร์เคมีจอแสดงผลอิเล็กโทรโครมิกหมึกและสารเคลือบแบตเตอรี่ (แบตเตอรี่โซเดียมไอออน) ตัวเก็บประจุและซุปเปอร์คาปาซิเตอร์วัสดุจัดเก็บไอออนบวกเช่นสําหรับ H + หรือ Cs + ตัวเร่งปฏิกิริยา theranostics และอื่น ๆ เนื่องจากฤทธิ์รีดอกซ์ที่ดีและเสถียรภาพทางเคมีไฟฟ้าสูง Prussian Blue จึงเป็นโครงสร้างกรอบโลหะอินทรีย์ (MOF) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสําหรับการดัดแปลงอิเล็กโทรด
นอกเหนือจากการใช้งานอื่น ๆ แล้ว Prussian Blue และอะนาล็อกทองแดง hexacyanoferrate และนิกเกิล hexacyanoferrate ยังใช้เป็นหมึกสีสีน้ําเงิน สีแดง และสีเหลืองตามลําดับ
ข้อได้เปรียบอย่างมากของอนุภาคนาโน Prussian Blue คือความปลอดภัย อนุภาคนาโน Prussian Blue ย่อยสลายได้อย่างเต็มที่เข้ากันได้ทางชีวภาพและได้รับการอนุมัติจาก FDA สําหรับการใช้งานทางการแพทย์

การสังเคราะห์โซโนเคมีของนาโนคิวบลูปรัสเซียน

การสังเคราะห์อนุภาคนาโน Prussian Blue / hexacyanoferrite เป็นปฏิกิริยาของการตกตะกอนทางเคมีเปียกที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้อนุภาคนาโนที่มีการกระจายขนาดอนุภาคแคบและการกระจายตัวแบบเดี่ยวจําเป็นต้องมีเส้นทางการตกตะกอนที่เชื่อถือได้ การแช่อัลตราโซนิกเป็นที่รู้จักกันดีสําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนและเม็ดสีคุณภาพสูงที่เชื่อถือได้มีประสิทธิภาพและง่ายเช่นแมกนีไทต์สังกะสีโมลิบเดตสังกะสีฟอสโฟโมลิบเดตอนุภาคนาโนเปลือกหลักต่างๆเป็นต้น

เส้นทางการสังเคราะห์ทางเคมีแบบเปียกสําหรับอนุภาคนาโนปรัสเซียบลู

เส้นทางโซโนเคมีของการสังเคราะห์อนุภาคนาโน Prussian Blue มีประสิทธิภาพ ง่ายดาย รวดเร็ว และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม การตกตะกอนอัลตราโซนิกให้ผลผลิตในนาโนคิวบ์ Prussian Blue คุณภาพสูง ซึ่งมีลักษณะมีขนาดเล็กสม่ําเสมอ (ประมาณ 5 นาโนเมตร) การกระจายขนาดที่แคบ และการกระจายตัวแบบโมโน
อนุภาคนาโน Prussian Blue สามารถสังเคราะห์ได้ผ่านเส้นทางการตกตะกอนต่างๆ โดยมีหรือไม่มีสารกันโคลงพอลิเมอร์
หลีกเลี่ยงการใช้โพลีเมอร์ที่ทําให้เสถียร Prussian Blue nanocubes สามารถตกตะกอนได้ง่ายๆ โดยการผสม FeCl ด้วยอัลตราโซนิก₃ และ K₃[เฟ (CN)₆] ต่อหน้า H₂O₂.
การใช้โซโนเคมีในการสังเคราะห์ประเภทนี้ช่วยให้ได้อนุภาคนาโนที่มีขนาดเล็กลง (เช่น ขนาด 5 นาโนเมตรแทนที่จะเป็นขนาด ≈50 นาโนเมตรที่ได้จากโดยไม่ต้องโซนิเคชั่น) (Dacarro et al. 2018)

กรณีศึกษาการสังเคราะห์อัลตราโซนิกปรัสเซียนบลู

โดยทั่วไปอนุภาคนาโนสีน้ําเงินปรัสเซียจะถูกสังเคราะห์โดยใช้วิธีการอัลตราโซนิก
ในเทคนิคนี้ สารละลาย K 0.05 M₄[เฟ (CN)₆] ถูกเติมลงในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก 100 มล. (0.1 mol/L) K ที่ได้₄[เฟ (CN)₆] สารละลายที่เป็นน้ําจะถูกเก็บไว้ที่ 40ºC เป็นเวลา 5 ชั่วโมงในขณะที่ sonicating สารละลายแล้วปล่อยให้เย็นที่อุณหภูมิห้อง ผลิตภัณฑ์สีน้ําเงินที่ได้จะถูกกรองและล้างซ้ําๆ ด้วยน้ํากลั่นและเอทานอลสัมบูรณ์ และสุดท้ายทําให้แห้งในเตาอบสูญญากาศที่อุณหภูมิ 25ºC เป็นเวลา 12 ชั่วโมง

ทองแดงเฮกซาไซยาโนเฟอร์ไรต์อะนาล็อกเฮกซาไซยาโนเฟอร์ไรต์ (CuHCF) ถูกสังเคราะห์ผ่านเส้นทางต่อไปนี้:
อนุภาคนาโน CuHCF ถูกสังเคราะห์ตามสมการต่อไปนี้:
คิว (NO₃)₃ + เค₄[เฟ (CN)₆] —> Cu₄[เฟ (CN)₆] + เคเอ็น 0₃

อนุภาคนาโน CuHCF ถูกสังเคราะห์โดยวิธีการที่พัฒนาโดย Bioni et al., 2007 [1] ส่วนผสมของ 10 มล. ของ 20 มมอล L^-1 K₃[เฟ (CN)₆] + 0.1 โมลลิตร^-1 สารละลาย KCl ที่มี 10 มล. 20 มมอล L^-1 คิวซีล₂ + 0.1 โมลลิตร^-1 KCl ในขวด sonication จากนั้นส่วนผสมจะถูกฉายรังสีด้วยรังสีอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงเป็นเวลา 60 นาที โดยใช้ฮอร์นไทเทเนียมแบบแช่โดยตรง (20 kHz, 10Wcm^-1) ที่จุ่มลงไปในสารละลายลึก 1 ซม. ในระหว่างการผสมจะสังเกตเห็นการปรากฏตัวของคราบสีน้ําตาลอ่อน การกระจายตัวนี้จะถูกวิเคราะห์เป็นเวลา 3 วันเพื่อให้ได้การกระจายตัวของสีน้ําตาลอ่อนที่เสถียรมาก
(อ้างอิง Jassal et al. 2015)

Wu et al. (2006) สังเคราะห์อนุภาคนาโน Prussian Blue ผ่านเส้นทางโซโนเคมีจาก K₄[เฟ (CN)₆] ซึ่ง Fe2+ ถูกผลิตโดยการสลายตัวของ [FeII(CN)6]4− โดยการฉายรังสีอัลตราโซนิกในกรดไฮโดรคลอริก เดอะ เฟ²⁺ ถูกออกซิไดซ์เป็น Fe³⁺ เพื่อตอบสนองกับที่เหลือ [FeII(CN)₆]4− ไอออน กลุ่มวิจัยสรุปว่าการกระจายขนาดที่สม่ําเสมอของนาโนคิวบลูปรัสเซียที่สังเคราะห์นั้นเกิดจากผลกระทบของอัลตราโซนิก ภาพ FE-SEM ทางด้านซ้ายแสดงนาโนคิวบ์เหล็กเฮกซาไซยาโนเฟอเรตที่สังเคราะห์ด้วยโซโนเคมีโดยกลุ่มวิจัยของ Wu

การสังเคราะห์ขนาดใหญ่: เพื่อเตรียมอนุภาคนาโน PB ในปริมาณมาก PVP (250 กรัม) และ K₃[เฟ (CN)₆] (19.8 กรัม) ถูกเติมลงในสารละลาย HCl 2,000 มล. (1 ม.) สารละลายถูก sonicated จนใสแล้วใส่ในเตาอบที่อุณหภูมิ 80 °C เพื่อให้ได้ปฏิกิริยาการเสื่อมสภาพเป็นเวลา 20-24 ชั่วโมง จากนั้นส่วนผสมจะถูกหมุนเหวี่ยงที่ 20,000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 2 ชั่วโมงเพื่อรวบรวมอนุภาคนาโน PB (หมายเหตุด้านความปลอดภัย: ในการขับไล่ HCN ที่สร้างขึ้น ควรทําปฏิกิริยาในตู้ดูดควัน)

โพรบอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์โซโนเคมีสําหรับการสังเคราะห์ปรัสเซียนบลู

Hielscher Ultrasonics เป็นผู้ผลิตประสบการณ์ระยะยาวของอุปกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่ใช้ทั่วโลกในห้องปฏิบัติการและการผลิตทางอุตสาหกรรม การสังเคราะห์โซโนเคมีและการตกตะกอนของอนุภาคนาโนและเม็ดสีเป็นการใช้งานที่ต้องการโพรบอัลตราโซนิกกําลังสูงซึ่งสร้างแอมพลิจูดคงที่ อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ทั้งหมดได้รับการออกแบบและผลิตให้ใช้งานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้ภาระเต็มที่ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกมีให้เลือกตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัด 50 วัตต์ไปจนถึงระบบอัลตราโซนิกอินไลน์ที่มีประสิทธิภาพ 16,000 วัตต์ ฮอร์นบูสเตอร์ sonotrodes และโฟลว์เซลล์ที่หลากหลายช่วยให้สามารถตั้งค่าระบบ sonochemical ได้ตามความต้องการของสารตั้งต้น
Hielscher Ultrasonics ผลิตโพรบอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่สามารถตั้งค่าเฉพาะเพื่อส่งมอบสเปกตรัมเต็มรูปแบบของแอมพลิจูดที่อ่อนมากถึงสูงมาก หากการใช้งาน sonochemical ของคุณต้องการข้อกําหนดที่ผิดปกติ (เช่นอุณหภูมิสูงมาก) sonotrodes อัลตราโซนิกที่กําหนดเองก็มีอยู่ ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ

Sonochemical Batch และการสังเคราะห์แบบอินไลน์

โพรบอัลตราโซนิก Hielscher สามารถใช้สําหรับการ sonication แบบอินไลน์แบบแบทช์และต่อเนื่อง ขึ้นอยู่กับปริมาณปฏิกิริยาและความเร็วในการตอบสนองเราจะแนะนําการตั้งค่าอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุด

โพรบอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์โซโนสําหรับทุกปริมาตร

กลุ่มผลิตภัณฑ์ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมสเปกตรัมทั้งหมดของโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดบนโต๊ะและระบบนําร่องไปจนถึงโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบที่มีความสามารถในการประมวลผลรถบรรทุกต่อชั่วโมง กลุ่มผลิตภัณฑ์เต็มรูปแบบช่วยให้เราสามารถนําเสนออุปกรณ์อัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดสําหรับของเหลวกําลังการผลิตและเป้าหมายการผลิตของคุณ

แอมพลิจูดที่ควบคุมได้อย่างแม่นยําเพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและด้วยเหตุนี้ม้าทํางานที่เชื่อถือได้ แอมพลิจูดเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์กระบวนการที่สําคัญที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของปฏิกิริยาที่เกิดจากโซโนเคมีและโซโนแมคคานิกส์ อัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมด’ โปรเซสเซอร์ช่วยให้สามารถตั้งค่าแอมพลิจูดได้อย่างแม่นยํา Sonotrodes และแตรบูสเตอร์เป็นอุปกรณ์เสริมที่ช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนแอมพลิจูดได้ในช่วงที่กว้างยิ่งขึ้น โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมของ Hielscher สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากและให้ความเข้มของอัลตราโซนิกที่จําเป็นสําหรับการใช้งานที่ต้องการ แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
การตั้งค่าแอมพลิจูดที่แม่นยําและการตรวจสอบพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกอย่างถาวรผ่านซอฟต์แวร์อัจฉริยะช่วยให้คุณสามารถสังเคราะห์นาโนคิวบ์ปรัสเซียนบลูและอะนาล็อกเฮกซาไซยาโนเฟอเรตภายใต้สภาวะอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงสุด sonication ที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนที่มีประสิทธิภาพสูงสุด!
ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ สิ่งนี้ทําให้อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นเครื่องมือการทํางานที่เชื่อถือได้ซึ่งตอบสนองความต้องการของกระบวนการโซโนเคมีของคุณ

คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและผลิตในประเทศเยอรมนี

ในฐานะธุรกิจที่ดําเนินกิจการโดยครอบครัวและดําเนินกิจการโดยครอบครัว Hielscher ให้ความสําคัญกับมาตรฐานคุณภาพสูงสุดสําหรับโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก เครื่องอัลตราโซนิกทั้งหมดได้รับการออกแบบผลิตและทดสอบอย่างละเอียดในสํานักงานใหญ่ของเราใน Teltow ใกล้กับเบอร์ลินประเทศเยอรมนี ความทนทานและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ทําให้เป็นม้าทํางานในการผลิตของคุณ การทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้ภาระเต็มที่และในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการเป็นลักษณะตามธรรมชาติของโพรบและเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของ Hielscher

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: