Millifluidic dispositivos são utilizados para a síntese controlada de nanomateriais, análise resolvida no tempo de mecanismos de reacção e catálise de fluxo contínuo.
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Artigo de método
Millifluidics para síntese química e resolvida no tempo estudos sobre os mecanismos
Neste artigo
Resumo
Resumo
Procedimentos utilizando dispositivos millifluidic para a síntese química e estudos mecanicistas resolvida no tempo são descritos tomando três exemplos. Em primeiro lugar, a síntese de ultra-pequenas nanopartículas de cobre é descrito. O segundo exemplo fornece a sua utilidade para a investigação de tempo resolvido cinética de reações químicas através da análise de formação de nanopartículas de ouro utilizando in situ de raios-X espectroscopia de absorção. O último exemplo demonstra a catálise de reacções de fluxo contínuo no interior do canal millifluidic revestidas com catalisador nanoestruturada.
Introdução
Dispositivos lab-on-a-chip (LOC) para síntese química têm demonstrado vantagem significativa em termos de aumento de massa e calor de transferência, controle de reação superior, alto rendimento e ambiente de operação mais segura 1. Estes dispositivos podem ser classificados em fluidos de chips baseados e dispositivos fluídicos nonchip base. Entre os fluidos à base de chips, microfluídica é bem investigado e um tema bem abordado na literatura 2-5. Sistemas baseados LOC Nonchip utilizar reactores tubulares 6. Convencionalmente, os sistemas microfluídicos são usados para controle preciso e manipulação de fluidos que são geometricamente....
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Protocolo
Millifluidics set-up: Compre um chip millifluidic (feito de poliéster polímero tereftalato) de Microplumbers Microsciences LLC, que tem canais de serpentinas com dimensões de 2 mm (W) x 0,15 milímetros (H) x 220 mm (L). Use FEP Tubos com dimensões de 0,25 mm Dl, 1/16 em OD, para ligar o chip para a bomba. Use duas bombas diferentes para as duas experiências diferentes. Utilização P-bomba para a primeira experiência (nanopartículas de cobre) e o dispositivo millifluidic para a segunda experiência (nanopartículas de ouro). Para minimizar o problema das bolhas de gás no interior dos canais, preparados NaBH4 solução foi deixada em aberto a rep....
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Resultados
Bem disperso e nanopartículas de cobre de tamanho uniforme, com uma distribuição de tamanho estreita foram obtidos utilizando a instalação de chips millifluidic (Fig. 1a). Os diferentes caudais utilizados para a síntese de não ter um efeito significativo sobre o tamanho dos aglomerados. No entanto, com o aumento da taxa de fluxo, não é observável uma melhoria no estreitamento da distribuição de tamanho. UCNCs com uma melhor distribuição de tamanhos estreita foram obtidos com uma taxa de fluxo de 32,7 ml / hr. O tamanho .......
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Discussão
Os UCNCs foram formados pela reacção de redução de nitrato de cobre, com borohidreto de sódio na presença do polímero de nivelamento agente de O-[2 - (3-Mercaptopropionylamino) etil]-O'-metilpolietileno glicol (PM = 5.000) [MPEG]. A reacção foi realizada dentro do reator de chips millifluidic em diferentes taxas de-fluxo, como 6,8 ml / h, 14,3 ml / h, 32,7 ml / h, e 51,4 ml / h para estudar o efeito das taxas de-fluxo nas UCNCs formados. Os respectivos tempos de residência para os caudais acima são 47,49, 24,44, 16,.......
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Divulgações
Todos os autores, exceto CSSR Kumar declaram que não têm interesses financeiros concorrentes. C. SSR Kumar é o fundador da empresa Millifluidica LLC.
Agradecimentos
Este trabalho é apoiado como parte do Centro de Nível Atômico Catalisador projeto, um Centro de Pesquisa de Energia Frontier financiado pelo Departamento de Energia dos EUA, Escritório de Ciência, Instituto de ciências básicas da energia sob Prêmio Número DE-SC0001058 e também apoiado pelo Conselho de Regents sob concessões número prêmio LEQSF (2009-14)-EFRC-MATCH e LEDSF-EPS (2012)-OPT-IN-15. Operações MRCAT são suportados pelo Departamento de Energia e as instituições membros MRCAT. O uso da Advanced Photon Source no ANL é apoiado pelo Departamento de Energia dos EUA, Escritório de Ciência, Instituto de ciências básicas da energia, sob Contrato n º DE-AC02-06CH1135....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Hidrato de nitrato de cobre (II) | Sigma-Aldrich | 13778-31-9 | 99,999% puro |
| O-[2-(3-mercaptopropionilamino)etil]-O′-metilpolietilenoglicol | 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 | grau espectrofotométrico |
| 4-Aminofenol | Sigma-Aldrich | 123-30-8 | >99% puro (grau HPLC) |
| Borohidreto de sódio | Sigma-Aldrich | 16940-66-2 | 98% puro |
| Pellets | de hidróxido de sódioSigma-Aldrich | 1310-73-2 | 99,99% puro |
| EQUIPMENT | |||
| Millifluidic Chips | Microplumbers Microsciences LLC | SDC-01 | Feito de polímero de tereftalato de poliéster |
| Bomba de pressão | Mitos P-Pump, Dolomita | 3200016 | |
| Bomba de seringa automatizada | Cetoni Automation and Microsystems, GmbH | Bomba de seringa neMESYS | |
| UV-3600 UV-VIS-NIR Espectrofotômetro | Shimadzu | ||
| Dispositivo milifluídico portátil | Millifluídico | SCMD-1008 | Figura 7 |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
