中空介孔普魯士藍納米顆粒（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配位聚合物。

一、化學組成

中空介孔普魯士藍納米顆粒的化學式通常表示為$F{e}_4[Fe(CN{)}_6{]}_3$或$FeK[Fe(CN{)}_6]$。它由二價鐵離子（$F{e}^{2+}$）和三價鐵離子（$F{e}^{3+}$）與氰基離子（$C{N}^{?}$）通過配位鍵結合形成。這種獨特的配位方式使得普魯士藍納米顆粒具有穩定的結構和優異的物理化學性質。

二、晶體結構

1. 立方晶系框架：

• 中空介孔普魯士藍納米顆粒具有立方晶系結構，其中鐵離子和氰根離子通過配位鍵結合形成三維開放網絡。

• 這種結構為離子交換和物質吸附提供了通道，使得普魯士藍納米顆粒在催化、儲能和環境治理等領域具有廣泛應用。

2. 中空介孔結構：

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

• 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100-200平方米/克），還促進了物質的快速傳輸和釋放。

三、物理性質與結構關聯

1. 粒徑與分散性：

• 中空介孔普魯士藍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PDI<0.2）。

• 表面經聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修飾后帶負電荷（-20至-30毫伏），增強了生物膜穿透能力，有利于在生物醫學領域的應用。

2. 比表面積與負載能力：

• 由于中空介孔結構的存在，普魯士藍納米顆粒具有較高的比表面積。這使得它們能夠高效負載藥物、基因等生物活性物質，并實現可控釋放。

• 高比表面積還促進了顆粒與周圍環境的相互作用，提高了其在催化、儲能等領域的應用效率。

3. 穩定性與生物相容性：

• 中空介孔普魯士藍納米顆粒具有良好的化學穩定性和熱穩定性，能夠在各種惡劣環境下保持結構完整和性能穩定。

• 表面修飾后的普魯士藍納米顆粒生物毒性低，可用于下游細胞動物實驗，展現了在生物醫學領域的巨大潛力。

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