Ultimate magazine theme for WordPress.

روش ، شکل و فرم: شرایط سنتز ساختار نانو دی اکسید منگنز را تعریف می کند

0

روش ، شکل و فرم: شرایط سنتز ساختار نانو دی اکسید منگنز را تعریف می کند

 

روش ، شکل و فرم: شرایط سنتز ساختار نانو دی اکسید منگنز را تعریف می کند ۲ در فضای نانو ذرات. اعتبار: کیکو کاماتا ، موسسه فناوری توکیو ” height=”480″>
تسریع واکنش شیمیایی توسط کاتالیزور β-MnO ۲ در فضای نانو ذرات. اعتبار: کیکو کاماتا ، موسسه فناوری توکیو

روش ، شکل و فرم: شرایط سنتز ساختار نانو دی اکسید منگنز را تعریف می کند دانشمندان در انستیتوی فناوری توکیو روشی ساده و ساده برای سنتز دی اکسید منگنز با ساختار بلوری خاص بنام β-MnO ۲ کشف کردند. مطالعه آنها روشن می کند که چگونه شرایط مختلف سنتز می توانند دی اکسید منگنز با ساختارهای متخلخل متمایز تولید کنند و به استراتژی توسعه نانومواد MnO ۲ بسیار تنظیم شده اشاره دارند که می تواند به عنوان کاتالیزور در ساخت پلاستیک های زیستی عمل کند.

دانشکده ها : مهندسی مواد تا حدی پیشرفت کرده است که در آن نه تنها نگران ترکیب شیمیایی ماده نیستیم ، بلکه همچنین ساختار در سطح نانومتری. مواد نانوساختار اخیراً توجه محققان را از زمینه های مختلف و به دلایلی جلب کرده است. خصوصیات فیزیکی ، نوری و الکتریکی آنها را می توان تنظیم کرد و به محض دسترسی به روشهای متناسب با ساختار نانو ، آنها را به حد مجاز رساند.

دی اکسید منگنز (فرمول شیمیایی MnO ۲ ) اکسید فلزی نانوساختار که می تواند ساختارهای مختلف بلوری را با کاربردهای مختلف در زمینه های مختلف مهندسی تشکیل دهد. یکی از مهمترین کاربردهای MnO ۲ به عنوان کاتالیزوری برای واکنش های شیمیایی و ساختار بلوری خاصی از MnO ۲ به نام β-MnO ۲ ، برای اکسیداسیون ۵-هیدروکسی متیل فورفورال به اسید ۲،۵-فوراندی کربوکسیلیک (FDCA) استثنایی است. از آنجا که از FDCA می توان برای تولید پلاستیک های زیستی دوستدار محیط زیست استفاده کرد ، یافتن راه هایی برای تنظیم ساختار نانو β-MnO ۲ برای به حداکثر رساندن عملکرد کاتالیزوری آن بسیار مهم است.

با این حال ، تولید β-MnO ۲ در مقایسه با سایر ساختارهای متبلور MnO ۲ دشوار است. روش های موجود پیچیده هستند و شامل استفاده از مواد الگویی هستند که β-MnO ۲ “رشد می کند” و پس از چند مرحله با ساختار مطلوب به پایان می رسد. اکنون ، محققان موسسه فناوری توکیو به سرپرستی پروفسور کیگو کاماتا رویکردی بدون الگو را برای سنتز انواع مختلف نانوذرات β-MnO متخلخل ۲ کشف کرده اند.

Way, shape and form: Synthesis conditions define the nanostructure of manganese dioxide ۲ کشف کردند. مطالعه آنها روشن می کند که چگونه شرایط مختلف سنتز می توانند دی اکسید منگنز با ساختارهای متخلخل متمایز تولید کنند ، و اشاره به استراتژی توسعه نانومواد MnO ۲ بسیار تنظیم شده که می تواند به عنوان کاتالیزور در ساخت پلاستیک های زیستی باشد. : کیگو کاماتا ، انستیتوی فناوری توکیو “/>
-دانشمندان در انستیتوی فناوری توکیو روشی ساده و ساده برای سنتز دی اکسید منگنز با ساختار بلوری خاص بنام β-MnO ۲ کشف کردند. مطالعه آنها روشن می کند که چگونه شرایط مختلف سنتز می توانند دی اکسید منگنز با ساختارهای متخلخل متمایز تولید کنند ، و به استراتژی توسعه نانومواد MnO ۲ بسیار تنظیم شده اشاره می کنند که می تواند به عنوان کاتالیزور در ساخت بیو پلاستیک عمل کند. اعتبار: کیگو کاماتا ، موسسه فناوری توکیو

روش آنها ، توضیح داده شده در مطالعه آنها در ACS Applied Materials & Interfaces ، بسیار ساده و راحت است. ابتدا ، پیش سازهای منگنز با مخلوط کردن محلول های آبی و رسوب رسوب جامد به دست می آیند. پس از تصفیه و خشک شدن ، مواد جامد جمع آوری شده در دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد در اتمسفر معمول هوا قرار می گیرند ، این فرآیند به اصطلاح انجام می شود. در طی این مرحله ، مواد متبلور می شوند و پودر سیاه به دست آمده پس از آن بیش از ۹۷٪ β-MnO متخلخل ۲ است.

به طور برجسته ، محققان دریافتند که این متخلخل β-MnO ۲ به عنوان یک کاتالیزور برای سنتز FDCA بسیار کارآمد تر از β-MnO ۲ تولید شده با استفاده از رویکرد گسترده ای به نام “روش هیدروترمال”. برای فهمیدن دلیل آنها ، مشخصات شیمیایی ، میکروسکوپی و طیفی نانوذرات β-MnO ۲ تولید شده در شرایط مختلف سنتز را تجزیه و تحلیل کردند.

آنها دریافتند که β-MnO ۲ با توجه به پارامترهای خاص می تواند ریخت شناسی های کاملاً متفاوتی به خود بگیرد. به طور خاص ، با تنظیم اسیدیته (pH) محلول که در آن پیش سازها مخلوط می شوند ، می توان نانوذرات β-MnO ۲ با منافذ کروی بزرگ را بدست آورد. این ساختار متخلخل از سطح بالاتری برخوردار است ، بنابراین عملکرد کاتالیزوری بهتری را ارائه می دهد. کاماتا با هیجان از نتایج ، اظهار داشت: “نانوذرات متخلخل β-MnO ۲ ما می توانند اکسیداسیون HMF را به FDCA در تضاد شدید با نانوذرات β-MnO ۲ به طور موثر کاتالیز کنند. روش هیدروترمال. کنترل دقیق بیشتر تبلور و / یا ساختار متخلخل β-MnO ۲ می تواند منجر به توسعه واکنشهای اکسیداتیو حتی کارآمدتر شود. “

علاوه بر این ، این مطالعه بینش زیادی در مورد نحوه ایجاد ساختارهای متخلخل و تونلی در MnO ۲ ارائه داده است ، که می تواند برای گسترش کاربردهای آن مهم باشد ، همانطور که کاماتا اظهار داشت: “رویکرد ما ، تبدیل پیش سازهای Mn به MnO ۲ نه در فاز مایع (روش هیدروترمال) بلکه تحت جو هوا ، یک استراتژی امیدوار کننده برای سنتز نانوذرات مختلف MnO ۲ با ساختارهای تونلی. اینها می توانند به عنوان مواد کاربردی همه کاره برای کاتالیزورها ، حسگرهای شیمیایی ، باتری های یون لیتیوم و خازن های بزرگ قابل استفاده باشند. ” مطالعات بعدی مانند این امیدواریم که به ما این امکان را بدهد که روزی از تمام پتانسیلی که مواد ساختار نانو ارائه می دهند استفاده کنیم.


کاتالیزورهای سبز با فلزات فراوان زمین تولید پلاستیک مبتنی بر زیست را تسریع می کنند

اطلاعات بیشتر: Yui Yamaguchi و همکاران ، سنتز بدون الگو از نانوذرات β-MnO2 مزوپور: ساختار ، سازوکار تشکیل و خصوصیات کاتالیزوری ، مواد و رابط های کاربردی ACS (۲۰۲۰). DOI: 10.1021 / acsami.0c08043
تهیه شده توسط موسسه فناوری توکیو
ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.