Siêu âm ướt-mưa của Phổ Blue Nanocubes
Prussian Blue hoặc sắt hexacyanoferrate là một khuôn khổ hữu cơ kim loại cấu trúc nano (MOF), được sử dụng trong sản xuất pin natri-ion, y sinh học, mực 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 Prussian Blue và tương tự màu xanh Phổ như hexacyanoferrate đồng và niken hexacyanoferrate. Ultrasonically kết tủa Prussian Blue hạt nano được đặc trưng bởi phân phối kích thước hạt hẹp, mono-dispersity và chức năng cao.
Tương tự Màu xanh phổ và Hexacyanoferrate
Prussian Blue hoặc sắt hexacyanoferrates được sử dụng rộng rãi như một vật liệu chức năng để thiết kế các ứng dụng điện hóa và để sản xuất các cảm biến hóa học, màn hình điện sắc, 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 những người khác. Do hoạt động oxy hóa khử tốt và độ ổn định điện hóa cao, Prussian Blue là một cấu trúc khung kim loại hữu cơ (MOF) được sử dụng rộng rãi để sửa đổi điện cực.
Bên cạnh các ứng dụng khác, Prussian Blue và các chất tương tự hexacyanoferrate đồng và niken hexacyanoferrate được sử dụng làm mực màu xanh dương, đỏ và vàng.
Một lợi thế rất lớn của các hạt nano Prussian Blue là sự an toàn của chúng. Các hạt nano Màu xanh 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 Nanocubes xanh Phổ
Sự tổng hợp của các hạt nano Prussian Blue / hexacyanoferrite là phản ứng của lượng mưa hóa học ướt không đồng nhất. Để có được các hạt nano với sự phân bố kích thước hạt hẹp và monodispersity, một tuyến đường mưa đáng tin cậy là cần thiết. Kết tủa siêu âm nổi tiếng với sự tổng hợp đáng tin cậy, hiệu quả và đơn giản của các hạt nano và sắc tố chất lượng cao như magnetite, kẽm molybdate, phosphomolybdate kẽm, các hạt nano vỏ lõi khác nhau, v.v.
Ultrasonicator UIP2000hdT là một thiết bị sonochemical mạnh mẽ để tổng hợp và kết tủa các hạt nano
Tuyến đường tổng hợp hóa học ướt cho các hạt nano màu xanh Phổ
Các tuyến đường sonochemical tổng hợp hạt nano màu xanh Phổ là hiệu quả, facile, nhanh chóng và thân thiện với môi trường. Siêu âm lượng mưa sản lượng trong nanocubes prussian blue chất lượng cao, được đặc trưng bởi kích thước nhỏ thống nhất (khoảng 5nm), phân phối kích thước hẹp, và monodispersity.
Các hạt nano Màu xanh Phổ có thể được tổng hợp thông qua các tuyến đường mưa khác nhau có hoặc không có chất ổn định polymer.
Tránh việc sử dụng một polymer ổn định, Phổ Blue nanocubes có thể được kết tủa chỉ đơn giản bằng cách ultrasonically trộn FeCl3 và K3[Fe (CN) là gì ?6] trước sự chứng kiến của H2các2.
Việc sử dụng sonochemistry trong loại tổng hợp này đã giúp thu được các hạt nano nhỏ hơn (tức là kích thước 5 nm thay vì kích thước 50 nm thu được mà không cần sonication). (Dacarro và cộng sự 2018)
Nghiên cứu trường hợp của tổng hợp màu xanh siêu âm Phổ
Nói chung, các hạt Nano màu xanh Phổ được tổng hợp bằng cách sử dụng phương pháp ultrasonication.
Trong kỹ thuật này, dung dịch K 0,05 M4[Fe (CN) là gì ?6] được thêm vào 100 ml dung dịch axit clohydric (0,1 mol/L). Kết quả K4[Fe (CN) là gì ?6] dung dịch nước được giữ ở 40ºC trong 5 h trong khi sonicating dung dịch và sau đó được phép làm mát 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 hexacyanoferrite (CuHCF) được tổng hợp thông qua các tuyến đường sau:
Các hạt nano CuHCF được tổng hợp theo phương trình sau:
Cu(KHÔNG3)3 + K4[Fe (CN) là gì ?6] ]> Cu4[Fe (CN) là gì ?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) là gì ?6] + 0,1 mol L-1 Dung dịch KCl với 10 mL 20 mmol L-1 CuCl (CuCl)2 + 0,1 mol L-1 KCl, trong một bình sonication. Hỗn hợp sau đó được chiếu xạ với bức xạ siêu âm cường độ cao trong 60 phút, sử dụng sừng titan ngâm trực tiếp (20 kHz, 10Wcm-1) được nhúng 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 thấy. Sự phân tán này được quay số trong 3 ngày để có được sự phân tán màu nâu nhạt rất ổn định.
(cf. Jassal et al. 2015)
Wu et al. (2006) tổng hợp các hạt nano Màu xanh Phổ thông qua tuyến đường sonochemical từ K4[Fe (CN) là gì ?6], trong đó Fe2+ được sản xuất 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 còn lại [FeII(CN)6]4− ion. Nhóm nghiên cứu kết luận rằng sự phân bố kích thước thống nhất của nanocubes màu xanh Phổ tổng hợp là do các hiệu ứng ultrasonication. Hình ảnh FE-SEM ở bên trái cho thấy sonochemically tổng hợp sắt hexacyanoferrate nanocubes bởi nhóm nghiên cứu của Wu.
Tổng hợp quy mô lớn: để chuẩn bị các hạt nano PB trên quy mô lớn, PVP (250 g) và K3[Fe (CN) là gì ?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 một phản ứng lão hóa trong 20-24 giờ. Hỗn hợp này sau đó được ly tâm tại 20.000 vòng / phút trong 2 giờ để thu thập các hạt nano PB. (Lưu ý an toàn: Để trục xuất bất kỳ HCN tạo ra, phản ứng nên được thực hiện trong một mui xe khói).
Tem micrograph của Phổ Blue nanocubes ổn định với citrate
nghiên cứu và hình ảnh: Dacarro et al. 2018
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 phòng thí nghiệm và sản xuất công nghiệp. Tổng hợp sonochemical và kết tủa 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 cho 24/7 dưới tải đầy đủ. Bộ vi xử lý siêu âm có sẵn từ nhỏ gọn 50 watt ultrasonicators phòng thí nghiệm để 16,000watts hệ thống siêu âm nội tuyến mạnh mẽ. Một loạt các sừng tăng cường, sonotrodes và các tế bào dòng chảy cho phép các thiết lập cá nhân của một hệ thống sonochemical tương ứng với tiền chất, con đường và sản phẩm cuối cùng.
Hielscher Ultrasonics sản xuất đầu dò siêu âm hiệu suất cao có thể thiết lập cụ thể để cung cấp đầy đủ các phổ rất nhẹ đến biên độ rất cao. Nếu ứng dụng sonochemical của bạn đòi hỏi thông số kỹ thuật bất thường (ví dụ, nhiệt độ rất cao), sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 tại nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.
Sonochemical Batch và tổng hợp nội tuyến
Đầu dò siêu âm Hielscher có thể được sử dụng cho hàng loạt và sonication nội tuyến 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 thể tích nào
Hielscher Ultrasonics phạm vi sản phẩm bao gồm đầy đủ các 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 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, năng lực quá trình và mục tiêu sản xuất của bạn.
Chính xác điều khiển amplitudes cho kết quả tối ưu
Tất cả các bộ vi xử lý siêu âm Hielscher được 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 sonochemically và sonomechanically gây ra phản ứng. Tất cả Hielscher Ultrasonics’ bộ xử lý cho phép thiết lập chính xác của biên độ. Sonotrodes và sừng tăng cường là những phụ kiện cho phép sửa đổi biên độ trong một phạm vi rộng hơn. Bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher có thể cung cấp biên độ rất cao và cung cấp cường độ siêu âm cần thiết cho các ứng dụng đòi hỏi. Khuếch đại lên đến 200 μm có thể dễ dàng chạy trong 24/7 hoạt động.
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 nanocubes 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!
Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 tại nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe. Điều này làm cho thiết bị siêu âm của Hielscher trở thành một công cụ làm việc đáng tin cậy đáp ứng các yêu cầu quá trình sonochemical của bạn.
Chất lượng cao nhất – Thiết kế và sản xuất tại Đức
Là một doanh nghiệp gia đình và gia đình, Hielscher ưu tiên các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho bộ vi xử lý siêu âm của nó. Tất cả ultrasonicators được thiết kế, sản xuất và kiểm tra kỹ lưỡng tại trụ sở chính của chúng tôi ở Teltow gần Berlin, Đức. Độ bền và độ tin cậy của thiết bị siêu âm của Hielscher làm cho nó trở thành một con ngựa làm việc trong sản xuất của bạn. Hoạt động 24/7 dưới tải đầy đủ và trong môi trường đòi hỏi khắt khe là một đặc điểm tự nhiên của đầu dò siêu âm hiệu suất cao và lò phản ứng của Hielscher.
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:
| batch Khối lượng | Tốc độ dòng | Thiết bị khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500ml | 10 đến 200mL / phút | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL / phút | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 đến 20L | 00,2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
| N.A. | lớn hơn | Cụm UIP16000 |
Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!
Công suất cao siêu âm homogenizers từ Phòng thí nghiệm đến Pilot và Công nghiệp Quy mô.
Văn học/tài liệu tham khảo
- 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.
Sự kiện đáng biết
Xanh Phổ
Màu xanh Phổ được gọi là hexacyanoferrate sắt (sắt(II, III) hexacyanoferrate (II, III)), nhưng thông tục ist còn được gọi là Berlin blue, Ferric ferrocyanide, Ferric hexacyanoferrate, Iron(III) ferrocyanide, Iron(III) hexacyanoferrate(II), và parisian blue.
Màu xanh Phổ được mô tả như là một sắc tố màu xanh đậm được tạo ra khi quá trình oxy hóa muối ferrocyanide màu sắc xảy ra. Nó chứa ferric hexacyanoferrate (II) trong một cấu trúc tinh thể mạng khối. Nó không hòa tan trong nước nhưng cũng có xu hướng hình thành một keo do đó có thể tồn tại ở dạng keo hoặc hòa tan trong nước, và một dạng không hòa tan. Nó được dùng bằng đường uống cho mục đích lâm sàng được sử dụng như một thuốc giải độc cho một số loại ngộ độc kim loại nặng, chẳng hạn như thallium và các đồng vị phóng xạ của xêsi.
Tương tự của hexacyanoferrate sắt (Xanh Phổ) là hexacyanoferrate đồng, hexacyanoferrate coban, hexacyanoferrate kẽm, và niken hexacyanoferrate.
Pin Natri-Ion
Pin natri-ion (NIB) là một loại pin có thể sạc lại. Trái ngược với pin lithium-ion, pin ion natri sử dụng các ion natri (Na+) thay vì lithium như các chất mang điện tích. Nếu không, thành phần, nguyên tắc hoạt động và xây dựng tế bào là giống hệt nhau rộng rãi với pin lithium-ion phổ biến và được sử dụng rộng rãi. Sự khác biệt chính giữa cả hai loại pin là trong các hợp chất lithium tụ Li-ion được sử dụng, trong khi trong pin Na-ion kim loại natri được áp dụng. Điều này có nghĩa là cực âm của pin natri-ion chứa natri hoặc natri composite và cực dương (không nhất thiết phải là vật liệu dựa trên natri) cũng như một chất điện phân lỏng có chứa muối natri phân ly trong dung môi protic hoặc aprotic cực. Trong quá trình sạc, Na+ được chiết xuất từ cực âm và đưa vào cực dương trong khi các electron đi qua mạch bên ngoài; trong quá trình xả, quá trình đảo ngược xảy ra nơi Na + được chiết xuất từ cực dương và lắp lại trong cực âm với các electron đi qua mạch bên ngoài làm công việc hữu ích. Lý tưởng nhất, các vật liệu cực dương và cực âm sẽ có thể chịu được chu kỳ lặp đi lặp lại của lưu trữ natri mà không suy thoái để đảm bảo một vòng đời dài.
Tổng hợp sonochemical là một kỹ thuật đáng tin cậy và hiệu quả để sản xuất muối kim loại natri số lượng lớn chất lượng cao, có thể được sử dụng để sản xuất tụ natri-ion. Sự tổng hợp bột natri được thực hiện thông qua sự phân tán siêu âm của kim loại natri nóng chảy trong dầu khoáng. Nếu bạn quan tâm đến ultrasonically tổng hợp muối kim loại natri, yêu cầu chúng tôi biết thêm thông tin bằng cách điền vào mẫu liên hệ, gửi email cho chúng tôi (đến info@hielscher.com) hoặc gọi cho chúng tôi!
Cấu trúc khung kim loại hữu cơ
Khuôn khổ kim loại hữu cơ (MOFs) là một lớp các hợp chất bao gồm các ion kim loại hoặc cụm phối hợp với các phối tử hữu cơ, có thể tạo thành các cấu trúc một, hai hoặc ba chiều. Họ là một phân lớp của polyme phối hợp. Polyme phối hợp được hình thành bởi kim loại, được liên kết bởi các phối tử (cái gọi là phân tử linker) để lặp đi lặp lại động cơ phối hợp được hình thành. Các tính năng chính của chúng bao gồm độ tinh thể và thường xốp.
Đọc thêm về tổng hợp siêu âm các cấu trúc khuôn khổ kim loại hữu cơ (MOF).