普魯士藍(lán)又稱為亞鐵氰化鐵,是一種配位化合物。普魯士藍(lán)具有著色力強(qiáng)、色澤鮮艷的特點(diǎn),早期主要作為顏料、染料使用。近年來,隨著研究不斷深入,普魯士藍(lán)在回收金屬、影像診斷、疾病治療、藥物遞送、電子材料等領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大應(yīng)用前景。在影像診斷領(lǐng)域,作為造影劑,普魯士藍(lán)可用于超聲成像、磁共振成像、光聲成像等;在疾病治療領(lǐng)域,作為多功能藥物,普魯士藍(lán)可用于吸附放射性核素、治療炎癥性疾病、光熱治療腫瘤等。但總體來看,目前普魯士藍(lán)在影像診斷、疾病治療等領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初級(jí)階段。在電子材料領(lǐng)域,普魯士藍(lán)類正極材料能量密度高,是鈉離子電池正極材料主要技術(shù)路線之一,目前采用普魯士藍(lán)正極材料技術(shù)路線的企業(yè)有美國NatronEnergy、瑞士Altris、寧德時(shí)代、立方新能源等。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2023-2028年中國普魯士藍(lán)行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示,目前普魯士藍(lán)已被世界衛(wèi)生組織列入核輻射藥物清單,但由于其設(shè)備成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、原材料氰化物存在較高資質(zhì)壁壘,全球普魯士藍(lán)生產(chǎn)企業(yè)少,市場(chǎng)供應(yīng)量有限。作為一種專業(yè)化藥品,普魯士藍(lán)購買資質(zhì)嚴(yán)格,其在國內(nèi)并不普及,且在國家藥監(jiān)局網(wǎng)站中未顯示有普魯士藍(lán)藥品信息。
那艾儀器噴霧干燥機(jī)用于制備普魯士藍(lán)的案例
一:鈉離子電池正極材料改性(新能源行業(yè))普魯士藍(lán)類似物(PBAs)因結(jié)晶水含量高、空氣穩(wěn)定性差,限制了其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。某新能源企業(yè)采用上海比朗小型閉路循環(huán)噴霧干燥機(jī)(型號(hào):BC-5L)進(jìn)行材料改性,工藝參數(shù)如下:霧化系統(tǒng):雙流體霧化器,霧化壓力 0.8MPa,進(jìn)料速率 100ml/h;溫場(chǎng)控制:進(jìn)風(fēng)溫度 200℃,出口溫度 120℃,精準(zhǔn)控制 ±2℃;溶劑回收:氮?dú)庋h(huán)系統(tǒng),乙醇回收率≥95%,氧含量小于1%,結(jié)晶水去除:噴霧干燥過程中,乙醇溶劑快速蒸發(fā)帶走結(jié)晶水,使材料含水率從 15% 降至 2% 以下;表面包覆:同步引入石墨烯 / 碳納米管復(fù)合導(dǎo)電劑,形成 3D 包覆層,抑制界面副反應(yīng);性能提升:改性后材料首次庫倫效率從 82% 提升至 92%,循環(huán) 500 次容量保持率達(dá) 85%。
二:高選擇性銫吸附劑制備(環(huán)保行業(yè)),鹽湖提鋰廢水中銫濃度低(0.01-0.05wt%),傳統(tǒng)吸附劑存在吸附量低、易流失等問題。采用噴霧干燥-原位負(fù)載技術(shù),具體步驟如下:載體合成:將聚乙二醇(PEG)與 FeCl?混合,通過噴霧干燥制備中空高分子微球前體(進(jìn)風(fēng)溫度 180℃,霧化轉(zhuǎn)速 15000rpm);普魯士藍(lán)負(fù)載:將微球浸泡于亞鐵氰化鉀溶液中,原位生成普魯士藍(lán)顆粒,形成 “核 - 殼” 結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵參數(shù):顆粒特性:微球粒徑 5-10μm,比表面積達(dá) 300m2/g,內(nèi)部孔道發(fā)達(dá);吸附性能:對(duì)銫離子吸附量達(dá) 120mg/g,選擇性系數(shù) Kd>10?,再生 5 次后吸附效率仍 > 90%;工藝優(yōu)勢(shì):連續(xù)化生產(chǎn),單臺(tái)設(shè)備日處理量達(dá) 2 噸,較傳統(tǒng)沉淀法效率提升 5 倍。
三:高穩(wěn)定性正極材料中試(新能源行業(yè))研發(fā)的普魯士藍(lán)正極材料因干燥時(shí)間長(12 小時(shí))、溶劑損耗高(>30%),難以通過中試驗(yàn)證。采用那艾儀器氣流式噴霧干燥機(jī),集成三大創(chuàng)新模塊:智能霧化系統(tǒng):變頻調(diào)速霧化器(0-25000rpm),動(dòng)態(tài)優(yōu)化粒徑分布(D50=8μm);熱能閉環(huán)管理:天然氣熱風(fēng)爐 + 螺旋導(dǎo)風(fēng)設(shè)計(jì),蒸發(fā)強(qiáng)度 15kg 水 /m3?h,能耗降低 15%;安全防護(hù)體系:多傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),設(shè)備故障率小。應(yīng)用效果:效率提升:干燥時(shí)間從 12 小時(shí)縮短至 2 小時(shí),加速產(chǎn)品中試驗(yàn)證;成本優(yōu)化:溶劑損耗從 30% 降至 3%,單批次處理成本減少 40%;性能突破:材料振實(shí)密度達(dá) 1.8g/cm3,離子電導(dǎo)率突破 1×10?3 S/cm,支撐鈉離子電池循環(huán)壽命超 5000 次。
噴霧干燥機(jī)在普魯士藍(lán)制備中展現(xiàn)出三大核心優(yōu)勢(shì):精準(zhǔn)調(diào)控:通過霧化參數(shù)優(yōu)化(如轉(zhuǎn)速、壓力),可實(shí)現(xiàn) 50nm-10μm 顆粒的精準(zhǔn)控制,解決傳統(tǒng)工藝粒徑分布寬(D90-D10>50μm)的問題;綠色生產(chǎn):有機(jī)溶劑回收率≥95%,粉塵排放小,符合 ISO 8 級(jí)潔凈度要求,顯著降低 VOCs 污染; 工藝集成:可同步實(shí)現(xiàn)干燥、包覆、造粒等多工序,例如在環(huán)保吸附劑制備中,噴霧干燥與原位負(fù)載技術(shù)結(jié)合,一步完成載體構(gòu)建與活性組分負(fù)載。這些技術(shù)突破不僅推動(dòng)了普魯士藍(lán)在新能源、環(huán)保等領(lǐng)域的規(guī)?;瘧?yīng)用,更通過材料性能提升(如電池能量密度、吸附效率)為行業(yè)提供了創(chuàng)新解決方案。
上海那艾實(shí)驗(yàn)儀器有限公司 版權(quán)所有轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處
全國服務(wù)熱線