Siêu âm ướt-kết tủa của Prussian Blue Nanocubes

Phổ Blue hoặc sắt hexacyanoferrate là một khung hữu cơ kim loại có cấu trúc nano (MOF), được sử dụng trong sản xuất pin natri-ion, y sinh, mực in và điện tử. Tổng hợp hóa học ướt siêu âm là con đường hiệu quả, đáng tin cậy và nhanh chóng để sản xuất nanocubes Phổ Blue và các chất tương tự màu xanh Phổ như đồng hexacyanoferrate và niken hexacyanoferrate. Các hạt nano Phổ Blue kết tủa siêu âm được đặc trưng bởi sự phân bố kích thước hạt hẹp, độ phân tán đơn và chức năng cao.

Tương tự màu xanh Phổ và Hexacyanoferrate

Phổ Blue hoặc sắt hexacyanoferrate được sử dụng rộng rãi như một vật liệu chức năng để thiết kế các ứng dụng điện hóa và sản xuất cảm biến hóa học, màn hình điện hóa, mực và lớp phủ, pin (pin natri-ion), tụ điện và siêu tụ điện, vật liệu lưu trữ cation như cho H + hoặc Cs +, chất xúc tác, theranostics và các loại khác. Do hoạt tính oxy hóa khử tốt và độ ổn định điện hóa cao, Prussian Blue là cấu trúc khung hữu cơ kim loại (MOF) được sử dụng rộng rãi để sửa đổi điện cực.
Bên cạnh nhiều ứng dụng khác, Prussian Blue và các chất tương tự của nó đồng hexacyanoferrate và niken hexacyanoferrate được sử dụng làm mực màu xanh lam, đỏ và vàng tương ứng.
Một lợi thế rất lớn của các hạt nano xanh Phổ là sự an toàn của chúng. Các hạt nano Blue của Phổ hoàn toàn có thể phân hủy sinh học, tương thích sinh học và được FDA chấp thuận cho các ứng dụng y tế.

Tổng hợp Sonochemical của khối nano xanh Phổ

Sự tổng hợp các hạt nano Blue? hexacyanoferrite của Phổ là phản ứng của sự kết tủa hóa học ướt không đồng nhất. Để thu được các hạt nano với sự phân bố kích thước hạt hẹp và tính đơn tán, cần có một con đường kết tủa đáng tin cậy. Kết tủa siêu âm nổi tiếng với sự tổng hợp đáng tin cậy, hiệu quả và đơn giản của các hạt nano chất lượng cao và sắc tố như magnetite, kẽm molybdate, kẽm phosphomolybdate, các hạt nano vỏ lõi khác nhau, v.v.

Các tuyến tổng hợp hóa học ướt cho các hạt nano xanh Phổ

Con đường sonochemical của tổng hợp hạt nano xanh Phổ là hiệu quả, thuận tiện, nhanh chóng và thân thiện với môi trường. Lượng mưa siêu âm mang lại trong các khối nano màu xanh Phổ chất lượng cao, được đặc trưng bởi kích thước nhỏ đồng đều (khoảng 5nm), phân bố kích thước hẹp và đơn phân tán.
Các hạt nano xanh Phổ có thể được tổng hợp thông qua các tuyến kết tủa khác nhau có hoặc không có chất ổn định polymer.
Tránh sử dụng polymer ổn định, các khối nano màu xanh Phổ có thể được kết tủa đơn giản bằng cách trộn FeCl siêu âm₃ và K₃[Fe (CN)₆] với sự có mặt của H₂O₂.
Việc sử dụng sonochemistry trong loại tổng hợp này đã giúp thu được các hạt nano nhỏ hơn (tức là kích thước 5nm thay vì kích thước ≈50nm thu được mà không cần sonication). (Dacarro và cộng sự 2018)

Nghiên cứu điển hình về tổng hợp siêu âm Phổ xanh

Nói chung, các hạt nano màu xanh Phổ được tổng hợp bằng cách sử dụng phương pháp siêu âm.
Trong kỹ thuật này, dung dịch K 0,05 M₄[Fe (CN)₆] được thêm vào 100 ml dung dịch axit clohydric (0,1 mol? L). Kết quả K₄[Fe (CN)₆] dung dịch nước được giữ ở 40ºC trong 5 giờ trong khi sonicating dung dịch và sau đó để nguội ở nhiệt độ phòng. Sản phẩm màu xanh thu được được lọc và rửa nhiều lần bằng nước cất và ethanol tuyệt đối và cuối cùng được sấy khô trong lò chân không ở 25ºC trong 12 giờ.

Hexacyanoferrite đồng tương tự hexacyanoferrite (CuHCF) được tổng hợp thông qua con đường sau:
Các hạt nano CuHCF được tổng hợp theo phương trình sau:
Cu (KHÔNG₃)₃ + K₄[Fe (CN)₆] –> Cu₄[Fe (CN)₆] + KN0₃

Các hạt nano CuHCF được tổng hợp bằng phương pháp được phát triển bởi Bioni et al., 2007 [1]. Hỗn hợp 10 ml 20 mmol L^-1 K₃[Fe (CN)₆] + 0,1 mol L^-1 Dung dịch KCl với 10 mL 20 mmol L^-1 CuCl₂ + 0,1 mol L^-1 KCl, trong một bình sonication. Hỗn hợp này sau đó được chiếu xạ bằng bức xạ siêu âm cường độ cao trong 60 phút, sử dụng sừng titan ngâm trực tiếp (20 kHz, 10Wcm^-1) được nhúng cho đến độ sâu 1 cm vào dung dịch. Trong hỗn hợp, sự xuất hiện của một khoản tiền gửi màu nâu nhạt được quan sát. Sự phân tán này được thẩm tách trong 3 ngày để có được sự phân tán màu nâu nhạt, rất ổn định.
(xem Jassal et al. 2015)

Wu et al. (2006) tổng hợp các hạt nano xanh Phổ thông qua con đường siêu âm từ K₄[Fe (CN)₆], trong đó Fe2+ được tạo ra bởi sự phân hủy [FeII(CN)6]4− bằng chiếu xạ siêu âm trong axit clohydric; các Fe²⁺ đã bị oxy hóa thành Fe³⁺ để phản ứng với [FeII(CN) còn lại₆]4− ions. The research group concluded that the uniform size distribution of synthesized Prussian blue nanocubes is caused by the effects ultrasonication. The FE-SEM image on the left shows sonochemically synthesized iron hexacyanoferrate nanocubes by Wu’s research group.

Tổng hợp quy mô lớn: để chuẩn bị các hạt nano PB trên quy mô lớn, PVP (250 g) và K₃[Fe (CN)₆] (19,8 g) đã được thêm vào 2.000 ml dung dịch HCl (1 M). Dung dịch được sonicated cho đến khi rõ ràng và sau đó được đặt trong lò nướng ở 80 ° C để đạt được phản ứng lão hóa trong 20-24 giờ. Hỗn hợp này sau đó được ly tâm ở tốc độ 20.000 vòng? phút trong 2 giờ để thu thập các hạt nano PB. (Lưu ý an toàn: Để trục xuất bất kỳ HCN nào được tạo ra, phản ứng nên được thực hiện trong máy hút khói).

Đầu dò siêu âm và lò phản ứng Sonochemical để tổng hợp màu xanh Phổ

Hielscher Ultrasonics là nhà sản xuất kinh nghiệm lâu dài của thiết bị siêu âm hiệu suất cao được sử dụng trên toàn thế giới trong các phòng thí nghiệm và sản xuất công nghiệp. Sự tổng hợp sonochemical và kết tủa của các hạt nano và sắc tố là một ứng dụng đòi hỏi đòi hỏi đầu dò siêu âm công suất cao tạo ra biên độ không đổi. Tất cả các thiết bị siêu âm Hielscher được thiết kế và sản xuất để hoạt động 24/7 dưới tải đầy đủ. Bộ vi xử lý siêu âm có sẵn từ ultrasonicators phòng thí nghiệm 50 watt nhỏ gọn đến hệ thống siêu âm nội tuyến mạnh mẽ 16.000watt. Một loạt các sừng tăng cường, sonotrodes và tế bào dòng chảy cho phép thiết lập riêng lẻ một hệ thống sonochemical tương ứng với tiền chất, con đường và sản phẩm cuối cùng.
Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic probes that can specifically set to deliver the full spectrum of very mild to very high amplitudes. If your sonochemical application requires unusual specifications (e.g., very high temperatures), customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.

Sonochemical Batch và tổng hợp nội tuyến

Đầu dò siêu âm Hielscher có thể được sử dụng cho sonication nội tuyến hàng loạt và liên tục. Tùy thuộc vào khối lượng phản ứng và tốc độ phản ứng, chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn thiết lập siêu âm phù hợp nhất.

Đầu dò siêu âm và lò phản ứng Sono cho bất kỳ khối lượng nào

Phạm vi sản phẩm Hielscher Ultrasonics bao gồm toàn bộ phổ của bộ vi xử lý siêu âm từ ultrasonicators phòng thí nghiệm nhỏ gọn trên băng ghế dự bị và hệ thống thí điểm để bộ vi xử lý siêu âm hoàn toàn công nghiệp với khả năng xử lý tải trọng xe tải mỗi giờ. Phạm vi sản phẩm đầy đủ cho phép chúng tôi cung cấp cho bạn các thiết bị siêu âm phù hợp nhất cho chất lỏng, công suất xử lý và mục tiêu sản xuất của bạn.

Biên độ có thể kiểm soát chính xác cho kết quả tối ưu

Tất cả các bộ vi xử lý siêu âm Hielscher đều có thể kiểm soát chính xác và do đó ngựa làm việc đáng tin cậy. Biên độ là một trong những thông số quá trình quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả và hiệu quả của các phản ứng cảm ứng sonochemical và sonomechanically. Tất cả Hielscher Ultrasonics’ processors allow for the precise setting of the amplitude. Sonotrodes and booster horns are accessories that allow to modify the amplitude in an even wider range. Hielscher’s industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes and deliver the required ultrasonic intensity for demanding applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation.
Cài đặt biên độ chính xác và giám sát vĩnh viễn các thông số quá trình siêu âm thông qua phần mềm thông minh cung cấp cho bạn khả năng tổng hợp các khối nano Prussian Blue và các chất tương tự hexacyanoferrate trong điều kiện siêu âm hiệu quả nhất. Sonication tối ưu để tổng hợp hạt nano hiệu quả nhất!
The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments. This makes Hielscher’s ultrasonic equipment a reliable work tool that fulfils your sonochemical process requirements.

Chất lượng cao nhất – Được thiết kế và sản xuất tại Đức

As a family-owned and family-run business, Hielscher prioritizes highest quality standards for its ultrasonic processors. All ultrasonicators are designed, manufactured and thoroughly tested in our headquarter in Teltow near Berlin, Germany. Robustness and reliability of Hielscher’s ultrasonic equipment make it a work horse in your production. 24/7 operation under full load and in demanding environments is a natural characteristic of Hielscher’s high-performance ultrasonic probes and reactors.

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: