中空介孔普魯士藍(lán)納米顆粒（Hollow Mesoporous Prussian Blue Nanoparticles）是一種由鐵（Fe）、碳（C）、氮（N）三種元素組成的金屬有機(jī)配位聚合物。

一、化學(xué)組成

中空介孔普魯士藍(lán)納米顆粒的化學(xué)式通常表示為$F{e}_4[Fe(CN{)}_6{]}_3$或$FeK[Fe(CN{)}_6]$。它由二價(jià)鐵離子（$F{e}^{2+}$）和三價(jià)鐵離子（$F{e}^{3+}$）與氰基離子（$C{N}^{?}$）通過配位鍵結(jié)合形成。這種獨(dú)特的配位方式使得普魯士藍(lán)納米顆粒具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)。

二、晶體結(jié)構(gòu)

1. 立方晶系框架：

• 中空介孔普魯士藍(lán)納米顆粒具有立方晶系結(jié)構(gòu)，其中鐵離子和氰根離子通過配位鍵結(jié)合形成三維開放網(wǎng)絡(luò)。

• 這種結(jié)構(gòu)為離子交換和物質(zhì)吸附提供了通道，使得普魯士藍(lán)納米顆粒在催化、儲能和環(huán)境治理等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

2. 中空介孔結(jié)構(gòu)：

• 部分普魯士藍(lán)納米顆粒內(nèi)部形成空腔，直徑通常在50-80納米之間。這種中空結(jié)構(gòu)使得顆粒具有較大的內(nèi)部空間，可用于負(fù)載藥物、基因等生物活性物質(zhì)，提高負(fù)載量。

• 殼層表面分布介孔，孔徑約為2-3納米。介孔的存在不僅增加了顆粒的比表面積（高達(dá)100-200平方米/克），還促進(jìn)了物質(zhì)的快速傳輸和釋放。

三、物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)

1. 粒徑與分散性：

• 中空介孔普魯士藍(lán)納米顆粒的直徑通常在50-200納米之間，尺寸均勻且單分散性好（多分散性指數(shù)PDI<0.2）。

• 表面經(jīng)聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修飾后帶負(fù)電荷（-20至-30毫伏），增強(qiáng)了生物膜穿透能力，有利于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2. 比表面積與負(fù)載能力：

• 由于中空介孔結(jié)構(gòu)的存在，普魯士藍(lán)納米顆粒具有較高的比表面積。這使得它們能夠高效負(fù)載藥物、基因等生物活性物質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)可控釋放。

• 高比表面積還促進(jìn)了顆粒與周圍環(huán)境的相互作用，提高了其在催化、儲能等領(lǐng)域的應(yīng)用效率。

3. 穩(wěn)定性與生物相容性：

• 中空介孔普魯士藍(lán)納米顆粒具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，能夠在各種惡劣環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)完整和性能穩(wěn)定。

• 表面修飾后的普魯士藍(lán)納米顆粒生物毒性低，可用于下游細(xì)胞動物實(shí)驗(yàn)，展現(xiàn)了在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力。

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