Dispositivos Millifluidic se utilizan para la síntesis controlada de nanomateriales, análisis de resolución temporal de los mecanismos de reacción y la catálisis de flujo continuo.
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Artículo de método
Millifluidics para la síntesis química y Estudios mecanicistas Tiempo de resolver
En este artículo
Resumen
Resumen
Procedimientos que utilizan dispositivos millifluidic para la síntesis química y estudios sobre el mecanismo de resolución temporal se describen tomando tres ejemplos. En la primera, se describe la síntesis de ultra pequeños nanoclusters de cobre. El segundo ejemplo proporciona su utilidad para la investigación de tiempo resuelto cinética de las reacciones químicas mediante el análisis de la formación de nanopartículas de oro utilizando en la espectroscopia de absorción de rayos X in situ. El último ejemplo demuestra la catálisis de reacciones de flujo continuo dentro del canal millifluidic recubiertos con catalizador nanoestructurado.
Introducción
(LOC) dispositivos Lab-on-a-chip para la síntesis química han demostrado ventaja significativa en términos de aumento de la transferencia de masa y calor, control de reacción superior, de alto rendimiento y más seguro ambiente de la operación 1. Estos dispositivos se pueden clasificar en fluidos de chips con sede y dispositivos fluídicos nonchip basado. Entre los fluidos basados en chips, microfluidos está bien investigado y un tema bien cubierto en la literatura 2-5. Sistemas LOC Nonchip basadas utilizan reactores tubulares 6. Convencionalmente, los sistemas de microfluidos se utilizan para un control preciso y la manipulación de f....
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Protocolo
Millifluidics set-up: Compra un chip millifluidic (hecha de polímero de tereftalato de poliéster) de Microplumbers Microsciences LLC, que tiene canales serpenteantes con dimensiones de 2 mm (W) x 0,15 mm (H) x 220 mm (L). Utilice FEP Tubería con dimensiones de 0,25 mm de diámetro, 1/16 en OD, para conectar el chip a la bomba. Utilice dos bombas diferentes para los dos experimentos diferentes. Usar P-Bomba para el primer experimento (nanopartículas de cobre) y el dispositivo millifluidic para el segundo experimento (nanopartículas de oro). Para minimizar el problema de las burbujas de gas dentro de los canales, solución recién preparada NaBH4
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Resultados
Bien dispersado y nanoclusters de cobre de tamaño uniforme con una distribución de tamaño estrecha se obtuvieron utilizando la configuración de chip de millifluidic (Fig. 1a). Los diferentes índices de flujo utilizados para la síntesis no tienen un efecto significativo en el tamaño de los grupos. Sin embargo, con el aumento de la velocidad de flujo, hay una mejora observable en el estrechamiento de la distribución del tamaño. UCNCs con una mejor distribución de tamaño estrecha se obtuvieron en un caudal de 32,7 ml / h. .......
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Discusión
Los UCNCs fueron formados por la reacción de reducción de nitrato de cobre con borohidruro de sodio en presencia del agente de recubrimiento polimérico O-[2 - (3-mercaptopropionilamino) etil]-O 'metilpolietilenglicol (PM = 5000) [MPEG]. La reacción se lleva a cabo dentro del reactor de chips millifluidic a diferentes caudales, tales como 6,8 ml / h, 14,3 ml / h, 32,7 ml / h, y 51,4 ml / h para estudiar el efecto de los caudales en los UCNCs formados. Los tiempos de residencia respectivos para los caudales anteriores.......
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Divulgaciones
Todos los autores excepto CSSR Kumar declarar que no tienen intereses financieros en competencia. C. SSR Kumar es el fundador de la empresa Millifluidica LLC.
Agradecimientos
Este trabajo de investigación se admite como parte del Centro para el nivel atómico Catalizador Design, un centro de investigación de frontera para la energía financiado por el Departamento de Energía de los EE.UU., Oficina de Ciencia, Oficina de Ciencias Básicas de Energía en virtud de Premio Número DE-SC0001058 y también con el apoyo de la Junta de Regents en las subvenciones del premio número LEQSF (2009-14)-EFRC-MATCH y LEDSF-EPS (2012)-OPT-IN-15. Operaciones MRCAT son apoyados por el Departamento de Energía y las instituciones miembros MRCAT. El uso de la Fuente Avanzada de Fotones en ANL es apoyado por el Departamento de Energía de EE.UU., Oficina de Ciencia, O....
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Nitrato de cobre (II) hidrato | Sigma-Aldrich | 13778-31-9 | 99,999% puro |
| O-[2-(3-mercaptopropionylamino)ethyl]-O′-metilpolietilenglicol | Sigma-Aldrich | 401916-61-8 | MW=5.000 |
| HAuCl4.3H2O (ácido cloroáurico) | Sigma-Aldrich | 27988-77-8 | 99,999% puro |
| ácido meso-2,3-dimercaptosuccínico (DMSA) | Sigma-Aldrich | 304-55-2 | ~ 98% puro |
| 4-Nitrofenol | Sigma-Aldrich | 100-02-7 | grado espectrofotométrico |
| 4-Aminofenol | Sigma-Aldrich | 123-30-8 | >99% puro (grado HPLC) |
| Borohidruro de sodio | Sigma-Aldrich | 16940-66-2 | 98% puro |
| Pellets | de hidróxido de sodioSigma-Aldrich | 1310-73-2 | 99.99% pure |
| EQUIPMENT | |||
| Millifluidic Chips | Microfontaneros Microsciences LLC | SDC-01 | Hecho de polímero de tereftalato de poliéster |
| Bomba de presión | Mitos P-Pump, Dolomita | 3200016 | |
| Bomba de jeringa automatizada | Cetoni Automation and Microsystems, GmbH | Bomba de jeringa | |
| Espectrofotómetro UV-VIS-NIR neMESYS UV-3600 | Shimadzu | ||
| Dispositivo milifluídico de mano | Millifluidica | SCMD-1008 | Figura 7 |
Referencias
- Song, Y., Hormes, J., Kumar, C. S. S. R. Microfluidic Synthesis of Nanomaterials. Small. 4 (6), 698-711 (2008).
- Huebner, A., Sharma, S., Srisa-Art, M., Hollfelder, F., Edel, J. B., DeMello, A. J. Microdroplets: a sea of applications. Lab Chip. 8, 1244-1254 (2008).
- Helen, S., Delai, L. C., Rustem, F. I.
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Reimpresiones y permisos
