Prusya Mavisi Nanoküplerin Ultrasonik Islak Çökeltmesi

Prusya Mavisi veya demir hekzasiyanoferrat, sodyum iyon pil üretiminde, biyotıpta, mürekkeplerde ve elektronikte kullanılan nano yapılı bir metal organik çerçevedir (MOF). Ultrasonik ıslak-kimyasal sentez, Prusya Mavisi nanoküpleri ve bakır hekzasiyanoferrat ve nikel hekzasiyanoferrat gibi Prusya mavisi analogları üretmek için verimli, güvenilir ve hızlı bir yoldur. Ultrasonik olarak çökeltilmiş Prusya Mavisi nanopartikülleri, dar partikül boyutu dağılımı, mono-dağılım ve yüksek işlevsellik ile karakterize edilir.

Prusya Mavisi ve Hekzasiyanoferrat Analogları

Prusya Mavisi veya demir hekzasiyanoferratlar, elektrokimyasal uygulamaları tasarlamak ve kimyasal sensörler, elektrokromik ekranlar, mürekkepler ve kaplamalar, piller (sodyum-iyon piller), kapasitörler ve süper kapasitörler, H+ veya Cs + gibi katyon depolama malzemeleri, katalizörler, teranostikler ve diğerleri için fonksiyonel bir malzeme olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. İyi redoks aktivitesi ve yüksek elektrokimyasal kararlılığı nedeniyle Prusya Mavisi, elektrot modifikasyonu için yaygın olarak kullanılan bir metal-organik çerçeve (MOF) yapısıdır.
Çeşitli diğer uygulamaların yanı sıra, Prusya Mavisi ve analogları bakır hekzasiyanoferrat ve nikel hekzasiyanoferrat, sırasıyla mavi, kırmızı ve sarı renkli mürekkepler olarak kullanılır.
Prusya Mavisi nanopartiküllerin büyük bir avantajı güvenlikleridir. Prusya Mavisi nanopartikülleri tamamen biyolojik olarak parçalanabilir, biyouyumludur ve tıbbi uygulamalar için FDA tarafından onaylanmıştır.

Prusya Mavisi Nanoküplerinin Sonokimyasal Sentezi

Prusya Mavisi / hekzasiyanoferrit nanopartiküllerinin sentezi, heterojen ıslak-kimyasal çökeltmenin reaksiyonudur. Dar parçacık boyutu dağılımına ve monodispersiteye sahip nanopartiküller elde etmek için güvenilir bir çökeltme yolu gereklidir. Ultrasonik hassasiyet, manyetit, çinko molibdat, çinko fosfomolibdat, çeşitli çekirdek-kabuk nanopartikülleri gibi yüksek kaliteli nanopartiküllerin ve pigmentlerin güvenilir, verimli ve basit sentezi için iyi bilinir.

Prusya Mavisi Nanopartiküller için Islak-Kimyasal Sentez Yolları

Prusya Mavisi nanopartikül sentezinin sonokimyasal yolu verimli, kolay, hızlı ve çevre dostudur. Ultrasonik yağış, düzgün küçük boyut (yaklaşık 5nm), dar boyut dağılımı ve monodispersite ile karakterize edilen yüksek kaliteli Prusya Mavisi nanoküplerde verim sağlar.
Prusya Mavisi nanopartikülleri, polimerik stabilizatörler olsun veya olmasın çeşitli çökeltme yolları yoluyla sentezlenebilir.
Stabilize edici bir polimerin kullanılmasından kaçınan Prusya Mavisi nanoküpler, FeCl'yi ultrasonik olarak karıştırarak basitçe çökeltilebilir₃ ve K₃[Fe(CN)₆] H varlığında₂O₂.
Bu tür bir sentezde sonokimyanın kullanılması, daha küçük nanopartiküllerin elde edilmesine yardımcı oldu (yani, sonikasyon olmadan elde edilen ≈50 nm'lik bir boyut yerine 5 nm boyutunda). (Dacarro ve ark. 2018)

Ultrasonik Prusya Mavisi Sentezi Vaka Çalışmaları

Genel olarak, Prusya mavisi Nanopartiküller ultrasonikasyon yöntemi kullanılarak sentezlenir.
Bu teknikte 0.05 M'lik K çözeltisi₄[Fe(CN)₆] 100 ml (0.1 mol/L) hidroklorik asit çözeltisine eklenir. Elde edilen K₄[Fe(CN)₆] sulu çözelti, çözeltiyi sonikasyon yaparken 5 saat boyunca 40ºC'de tutulur ve daha sonra oda sıcaklığında soğumaya bırakılır. Elde edilen mavi ürün süzülür ve damıtılmış su ve mutlak etanol ile tekrar tekrar yıkanır ve son olarak 12 saat boyunca 25ºC'de vakumlu fırında kurutulur.

Hekzasiyanoferrit analoğu bakır hekzasiyanoferrit (CuHCF) aşağıdaki yolla sentezlendi:
CuHCF nanopartikülleri aşağıdaki denkleme göre sentezlendi:
Cu(HAYIR₃)₃ + K₄[Fe(CN)₆] —> Cu₄[Fe(CN)₆] + KN0₃

CuHCF nanopartikülleri, Bioni ve ark., 2007 [1] tarafından geliştirilen yöntemle sentezlenir. 10 mL 20 mmol L karışımı^-1 K₃[Fe(CN)₆] + 0,1 mol L^-1 10 mL 20 mmol L içeren KCl çözeltisi^-1 CuCl₂ + 0,1 mol L^-1 KCl, bir sonikasyon şişesinde. Karışım daha sonra 60 dakika boyunca yüksek yoğunluklu ultrason radyasyonu ile ışınlanır ve doğrudan daldırma titanyum korna (20 kHz, 10Wcm) kullanılır^-1) çözeltiye 1 cm derinliğe kadar daldırıldı. Karışım sırasında açık kahverengi bir tortunun ortaya çıktığı gözlenir. Bu dispersiyon, çok kararlı, açık kahverengi renkli bir dispersiyon elde etmek için 3 gün boyunca diyalizize edilir.
(bkz. Jassal ve ark. 2015)

Wu ve ark. (2006), Prusya Mavisi nanoparçacıklarını K'den sonokimyasal yolla sentezledi₄[Fe(CN)₆], Fe2 + 'nın [FeII (CN) 6]4-'ün hidroklorik asit içinde ultrasonik ışınlama ile ayrışmasıyla üretildiği; Fe²⁺ Fe'ye oksitlendi³⁺ kalan [FeII(CN) ile reaksiyona girmek için₆]4- iyonlar. Araştırma grubu, sentezlenen Prusya mavisi nanoküplerin tekdüze boyut dağılımının ultrasonikasyon etkilerinden kaynaklandığı sonucuna varmıştır. Soldaki FE-SEM görüntüsü, Wu'nun araştırma grubu tarafından sonokimyasal olarak sentezlenen demir hekzasiyanoferrat nanoküplerini göstermektedir.

Büyük ölçekli sentez: PB nanopartiküllerini büyük ölçekli, PVP (250 g) ve K hazırlamak için₃[Fe(CN)₆] (19.8 g) 2.000 mL HCl çözeltisine (1 M) ilave edildi. Çözelti berrak olana kadar sonikleştirildi ve daha sonra 20-24 saat yaşlanma reaksiyonu elde etmek için 80 ° C'de bir fırına yerleştirildi. Karışım daha sonra PB nanopartiküllerinin toplanması için 2 saat boyunca 20.000 rpm'de santrifüjlendi. (Güvenlik notu: Oluşturulan herhangi bir HCN'yi dışarı atmak için, reaksiyon bir davlumbazda yapılmalıdır).

Prusya Mavisi Sentezi için Ultrasonik Problar ve Sonokimyasal Reaktörler

Hielscher Ultrasonics, dünya çapında laboratuvarlarda ve endüstriyel üretimde kullanılan yüksek performanslı ultrasonik ekipmanların uzun vadeli deneyim üreticisidir. Nanopartiküllerin ve pigmentlerin sonokimyasal sentezi ve çökeltilmesi, sabit genlikler üreten yüksek güçlü ultrasonik problar gerektiren zorlu bir uygulamadır. Tüm Hielscher ultrasonik cihazlar, tam yük altında 7/24 çalıştırılmak üzere tasarlanmış ve üretilmiştir. Ultrasonik işlemciler, kompakt 50 watt laboratuvar ultrasonicators'tan 16.000 watt güçlü satır içi ultrasonik sistemlere kadar mevcuttur. Çok çeşitli güçlendirici kornalar, sonotrodlar ve akış hücreleri, öncülere, yola ve nihai ürüne karşılık gelen bir sonokimyasal sistemin bireysel kurulumuna izin verir.
Hielscher Ultrasonics, çok hafif ila çok yüksek genliklerin tam spektrumunu sunmak için özel olarak ayarlanabilen yüksek performanslı ultrasonik problar üretmektedir. Sonokimyasal uygulamanız olağandışı özellikler gerektiriyorsa (örneğin, çok yüksek sıcaklıklar), özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar mevcuttur. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.

Sonokimyasal Parti ve Hat İçi Sentez

Hielscher ultrasonik problar toplu ve sürekli satır içi sonikasyon için kullanılabilir. Reaksiyon hacmine ve reaksiyon hızına bağlı olarak size en uygun ultrasonik kurulumu önereceğiz.

Her hacim için ultrasonik problar ve sono reaktörleri

Hielscher Ultrasonik ürün yelpazesi, kompakt laboratuvar ultrasonicators'tan tezgah üstü ve pilot sistemlere kadar tam endüstriyel ultrasonik işlemcilere kadar ultrasonik işlemcilerin tam spektrumunu kapsar. Tam ürün yelpazesi, sıvı, proses kapasiteniz ve üretim hedefleriniz için size en uygun ultrasonik ekipmanı sunmamızı sağlar.

Optimum sonuçlar için hassas bir şekilde kontrol edilebilir genlikler

Tüm Hielscher ultrasonik işlemciler hassas bir şekilde kontrol edilebilir ve bu nedenle güvenilir iş atlarıdır. Genlik, sonokimyasal ve sonomekanik olarak indüklenen reaksiyonların verimliliğini ve etkinliğini etkileyen önemli proses parametrelerinden biridir. Tüm Hielscher Ultrasonik’ İşlemciler, genliğin hassas bir şekilde ayarlanmasına izin verir. Sonotrodlar ve yükseltici kornalar, genliği daha da geniş bir aralıkta değiştirmeye izin veren aksesuarlardır. Hielscher'ın endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sağlayabilir ve zorlu uygulamalar için gerekli ultrasonik yoğunluğu sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler, 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir.
Hassas genlik ayarları ve ultrasonik işlem parametrelerinin akıllı yazılım aracılığıyla sürekli olarak izlenmesi, size Prusya Mavisi nanoküplerinizi ve hekzasiyanoferrat analoglarınızı en etkili ultrasonik koşullar altında sentezleme imkanı verir. En verimli nanopartikül sentezi için en uygun sonikasyon!
Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir. Bu, Hielscher'ın ultrasonik ekipmanını sonokimyasal işlem gereksinimlerinizi karşılayan güvenilir bir çalışma aracı yapar.

En Yüksek Kalite – Almanya'da tasarlandı ve üretildi

Bir aile şirketi ve aile işletmesi olan Hielscher, ultrasonik işlemcileri için en yüksek kalite standartlarına öncelik vermektedir. Tüm ultrasonicators, Berlin, Almanya yakınlarındaki Teltow'daki merkezimizde tasarlanmış, üretilmiş ve kapsamlı bir şekilde test edilmiştir. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı ve güvenilirliği, üretiminizde bir iş atı haline getirir. Tam yük altında ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışma, Hielscher'ın yüksek performanslı ultrasonik problarının ve reaktörlerinin doğal bir özelliğidir.

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: