The authors gratefully acknowledge financial support from the Belgian Federal government (Belspo through the IAP VI/27 and IAP-7/05 programs), the European Union's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013 under grant agreement no. 310651 SACS), the Flemish government in the form of long-term structural funding "Methusalem" grant METH/08/04 CASAS, the "Strategisch Initiatief Materialen" SoPPoM program, and the Fund for Scientific Research Flanders (FWO) grant G.0349.12. W.B. gratefully acknowledge the chemistry department of the KU Leuven for a FLOF-scholarship. The authors thank UOP Antwerp for the kind donation of zeolite samples and the mechanical workshop of the KU Leuven for helping with the design and construction of the heating/vacuum cell used in this study.

זהירות: הכימיקלים ריאגנטים שימוש בדוח זה טופלו בתשומת לב באמצעות גינות בטיחות המתאימות (חלוקי מעבדה, כפפות, משקפי בטיחות, מנדף כימי). מחקר זה עוסק מניפולציה של חומרים אורגניים microporous (זאוליטים עם בגדלים הנעים בין 1 ל -5 מיקרון), ולכן תשומת לב מיוחדת הופנה שימוש הגנת אבק נאות (מסכות אבק). אנו ממליצים על התייעצות של נתוני בטיחות החומר הרלוונטי (MSDS) של כימיקלים ריאגנטים המועסקים בעבודה זו לפני השימוש עבור מניפולציה נכונה ו / או סילוק פסולת. 1. זאוליט טיפול קדם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיפול טרום חום הערה: טרום לטפל חומרים זאוליט לפני השימוש כדי להסיר זיהומים, כגון זיהומים אורגניים, שעלול לעכב את היווצרות אשכול כסף הארה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 10 גרם של מסחר LTA (Na) זאוליטים (זאוליטים LTA המסחריים מכילים נתרן כמו יונים-איזון דלפק במסגרות שלהם) Depoלשבת זה בצורה הומוגנית על מגש חרסינה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים את אבקת זאוליט לילה בתנור מופל ב 450 מעלות צלזיוס באמצעות רמפה טמפרטורה של 5 מעלות צלזיוס / min בהפרשים של שעה 1 ב 80 ° C ו -110 ° C, כדי למנוע נזק למבנה זאוליט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את החומר זאוליט מהתנור ולתת לו להתקרר לטמפרטורת חדר בתנאי סביבה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבחר גודל של חלקיקים זאוליט הערה: זה יפיק התפלגות גודל גרגר אחידה יותר מהחומרים זאוליט החל, הכרחית ליצירת סרט הומוגנית. צעד זה גם מסיר חלקיקים אמורפיים גדולים, אשר לעתים נוכח זאוליטים המיוצרים ביצור המוני. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 10 גרם של מסחר LTA (Na) ו להשעות אותו לתוך 1 ליטר של מים ללא יונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sonicate ההשעיה עבור שעה 1, לוחץ את ההשעיה נמרצות ביד כל 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את ההשעיה לתוך הצילינדר Atterberg (1 ליטר) למשך 30 דקות. חלקיקים הקטנים מ- 10 מיקרומטר בגודללרחף, אך משקע חלקיקים גדולים יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למזוג ההשעיה ולשחזר את האבקה על ידי סינון באמצעות משפך ביכנר. שטוף את האבקה התאוששה שלוש פעמים עם מים ללא יונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים לטפל אבקת כמתואר בשלב 1.1.2. </li></ol></li></ol> 2. הכנת פלורסנט LTA (Na) -Ag מרוכבים זאוליט <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סינתזה של כסף זורח החליפו זאוליט LTA [LTA (Na) -Ag] כחומר עזר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים 74.8 מ&quot;ג של כסף חנקתי ב 200 מ&quot;ל deionized מים בבקבוק פוליפרופילן בצפיפות גבוהה 250 מ&quot;ל (HDPE). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 1 גרם של LTA שטופלו מראש (Na) מדגם להשעות אותו תמיסת כסף חנקתי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השאר את בקבוק HDPE התססת הלילה לתנור שייקר סוף-יתר הסוף בטמפרטורת חדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את ההשעיה באמצעות משפך ביכנר ולשטוף פעמים זאוליט אבקת 3 עם מים ללא יונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחמם את האבקה התאוששה בתנור מופל ב 450 ° C, באמצעות ההליך אותו כמתואר בשלב 1.1.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצנן את המדגם ומניח אותו בתוך תא ייבוש עם לחות מבוקרת (לחות יחסית 98%). שליטת הלחות היחסית על ידי הצבת פתרון סולפט אשלגן רווי בתוך הייבוש. 15 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את ספקטרום העירור ופליטה של ​​הדגימות (באורכי גל שונים) באמצעות spectrofluorometer וכן יעילות קוונטית החיצונית שלהם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד שני מגרשי עירור פליטה ממדיים על ידי צבת המדגם ב קובט קוורץ נתיב 1 מ&quot;מ. אסוף ספקטרום פליטה החל מה -30 ננומטר מעל עד גל עירור 800 ננומטר באמצעות 5 שלבים ננומטר להתעכב זמן של 0.1 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל תיקונים באמצעות תוכנת מכשיר עוצמת המנורה ואת זיהוי הגל התלוי של נתיב הפליטה על הנתונים הגולמיים. בנוסף, להשתמש במסנן מסירה ארוכה להימנע פסגות מסדר שני בשני המגרשים ממדי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע effici הקוונטיםמדידות ency באמצעות כדור שילוב המצורף spectrofluorometer. 16 שיא סריקת הפליטה מ 240 ננומטר עד 600 ננומטר הם למדגם זאוליט ו BaSO 4 התייחסות באמצעות 260 ננומטר כמו גל עירור, ולאחר מכן לחשב את היעילות קוונטית באמצעות תוכנת המכשיר. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. הכנת פלורסנט [LTA (Li) -Ag] מרוכבי זאוליט <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סינתזה של זאוליט ליתיום LTA חלקית החליפו [LTA (Li)] הערה: ההליך יבוצע על הייצור של LTA החליפו חלקית (Li) זאוליטים הותאמו מהדוח ידי Yahiro ומשתפי פעולה 17. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסים חנקו ליתיום 17.2 גרם במי 2.5 L ללא יונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים 0.5 L של הפתרון חנקתי ליתיום לתוך בקבוק 1 ליטר HDPE. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 3 גרם של טרום טיפול LTA (Na) זאוליט ו להתלותו בבקבוק HDPE המכיל את הפתרון חנק ליתיום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתסיס את הבקבוק באמצעות-o סוףVer-סוף בתנור שייקר ב לילה בטמפרטורת החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את ההשעיה באמצעות משפך ביכנר ולשטוף את האבקה 3 פעמים התאוששה עם מים ללא יונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע חליפין ליתיום <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 0.5 ליטר של פתרון חנק ליתיום הטרי (3.1.1) בבקבוק 1 ליטר HDPE המכיל את האבקה התאוששה משלב הסינון (3.1.5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 3.1.4 ו 3.1.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 3.1.6.1 ו 3.1.6.2 עוד 4 פעמים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשחזר את אבקת זאוליט ומחממים בתנור מופל ב -450 מעלות צלזיוס למשך הלילה באמצעות רמפה טמפרטורה של 5 מעלות צלזיוס / min בהפרשים של שעה 1 ב 80 ° C ו -110 ° C. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סינתזה של זורח [LTA (Li) -Ag] זאוליטים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים כסף חנקתי 74.8 מ&quot;ג ב 200 מ&quot;ל מים deionized באמצעות בקבוק HDPE 250 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 1 גרם של זאוליט LTA ליתיום החליפו חלקית [LTA (Li)] ו להשעות אותו בתמיסת כסף חנקתי (3.2.1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתסיס את fl HDPEלשאול באמצעות תנור סוף-יתר סוף שייקר בטמפרטורת החדר למשך הלילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את ההשעיה באמצעות משפך ביכנר ולשטוף את אבקת זאוליט התאושש 3 פעמים עם מים ללא יונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחמם לטפל האבקה בתנור מופל ב -450 מעלות צלזיוס למשך הלילה באמצעות רמפת טמפרטורה של 5 מעלות צלזיוס / min בהפרשים של שעה 1 ב 80 ° C ו -110 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצנן את המדגם בתנאים לחים מבוקרים באמצעות ייבוש המכיל פתרון סולפט אשלגן רווי בפנים (לחות יחסית 98%). 15 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את ספקטרום עירור ופליטה של ​​דגימות כמו גם יעילות קוונטית חיצוני שלהם ביצוע ההליך המתואר בשלב 2.1.7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביצוע ניתוח טרמוגרווימטריים (TGA) כדי לקבוע את תכולת המים במדגם בטמפרטורות שונות. 1 בקצרה, מקום בין 30 ל -50 מ&quot;ג של המדגם כפי שהוכן על בעל מדגם פלטינה ולטעון אותו לתוך מכשיר TGA. מדדו את הירידה במשקל מ 50מעלות צלזיוס עד 600 מעלות צלזיוס, תוך שימוש בשיעור חום של 5 ° C / min תחת זרם חנקן (90 מ&quot;ל / דקה). </li></ol></li></ol> ייצור 4. של LTA (Li) -Ag / Polyethylenimine (PEI) Composite מופקדת סרטים עבור יישומי חישה לחה הערה: ההליך בתצהיר בו גם בדו&quot;ח זה שונה ומותאם בהפניה 18. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> LTA (Li) הכנה ההשעיה colloidal -Ag. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל 1 מ&quot;ל של פתרון מסחרי 50% WT PEI 100 מ&quot;ל עם מים ללא יונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 250 מ&quot;ג של LTA זורח (Li) חומר -Ag. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את זאוליט פתרון PEI יחד בבקבוק HDPE 125 מ&quot;ל ולנער את ההשעיה במרץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הבקבוק בתוך אמבט sonicator 40 kHz בטמפרטורת החדר למשך הלילה, כדי לקבל השעיה הומוגנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את LTA (Li) ההשעיה -Ag / PEI לתוך בקבוק תרסיס. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתצהיר של LTA (Li) הסרט -Ag / PEI לצלחת קוורץ prot חיישןייצור otype. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה צלחת קוורץ על ידי שטיפה זה עם מים ללא יונים ואצטון ברצף, לפני הסרט בתצהיר. ייבש את הצלחות הנקיות בתנור על 80 מעלות צלזיוס למשך 1 שעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ריסוס מעיל צלחת קוורץ בצד אחד, על ידי הצבת צלחת קוורץ אופקית על סדין נקי של רדיד אלומיניום וריסוס שלוש פעמים (3 שניות בכל פעם) ממרחק של כ -20 ס&quot;מ. מניח את הצלחת המצופית בתוך תנור ייבוש ב 50 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 4.2.2 עוד 4 פעמים עד שהסרט הוא אחיד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הידרציה / התייבשות של אבטיפוס החיישן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את צלחת קוורץ מצופה לתוך תא מדגם של תא בתוך הבית חימום / ואקום. 5 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את תא מדגם של התא על ידי הנחת צלחת קוורץ נקי בשילוב עם טבעת גומי על גבי צלחת מצופה ולאטום את התא באמצעות פקק טפלון וברגים כמתואר באיור 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל ואקום גבוה, לנוing לחץ מתחת ל -10 -3 mbar, אל לילה התא על מנת ליבש את המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבחינה ויזואלית לפקח על שינויי צבע פליטה (באזור הגלוי) של הסרט שהופקד באמצעות מנורת UV. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תא המדגם לעקוב אחר שינויי צבע פליטה, באזור הגלוי, על התייבשות של הסרט באמצעות מנורת UV. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על מספר פעמי המחזור החלו משלב 4.3.2 כדי 4.3.5 לבחון את ההפיכות של LTA (Li) סרט -Ag / PEI. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>De Cremer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Fluorescence+in+Heat-Treated+Silver-Exchanged+Zeolites.">Characterization of Fluorescence in Heat-Treated Silver-Exchanged Zeolites.</a> J. Am. Chem. Soc. 131, 3049-3056 (2009).</li><li>De Cremer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Encoding+of+Silver+Zeolite+Microcarriers.">Optical Encoding of Silver Zeolite Microcarriers.</a> Adv. Mater. 22, 957-960 (2010).</li><li>Coutino-Gonzalez, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+Irradiation-Induced+Formation+of+Luminescent+Silver+Clusters+in+Nanoporous+Matrices.">X-ray Irradiation-Induced Formation of Luminescent Silver Clusters in Nanoporous Matrices.</a> Chem. Commun. 50, 1350-1352 (2014).</li><li>De Cremer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Observation+of+the+Emission+Characteristics+of+Zeolite-Hosted+Silver+Species+During+Heat+Treatment.">In Situ Observation of the Emission Characteristics of Zeolite-Hosted Silver Species During Heat Treatment.</a> ChemPhysChem. 11, 1627-1631 (2010).</li><li>Coutino-Gonzalez, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermally+Activated+LTA(Li)-Ag+Zeolites+with+Water-Responsive+Photoluminescence+Properties.">Thermally Activated LTA(Li)-Ag Zeolites with Water-Responsive Photoluminescence Properties.</a> J. Mater. Chem. C. 3, 11857-11867 (2015).</li><li>Seifert, R., Kunzmann, A., Calzaferri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Yellow+Color+of+Silver-Containing+Zeolite.">The Yellow Color of Silver-Containing Zeolite.</a> A. Angew. Chem. Int. Ed. 37, 1522-1524 (1998).</li><li>Seifert, R., Calzaferri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colors+of+Ag+-Exchanged+Zeolite+A.">Colors of Ag+-Exchanged Zeolite A.</a> J. Phys. Chem. A. 104, 7473-7483 (2000).</li><li>Sazama, P., Jirglova, H., Dedecek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ag-ZSM-5+Zeolite+as+High-Temperature+Water-Vapor+Sensor+Material.">Ag-ZSM-5 Zeolite as High-Temperature Water-Vapor Sensor Material.</a> Mat. Lett. 62, 4239-4241 (2008).</li><li>Zheng, Y., Li, X., Dutta, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploitation+of+Unique+Properties+of+Zeolites+in+the+Development+of+Gas+Sensors.">Exploitation of Unique Properties of Zeolites in the Development of Gas Sensors.</a> Sensors. 12, 5170-5194 (2012).</li><li>Sun, T., Seff, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+Clusters+and+Chemistry+in+Zeolites.">Silver Clusters and Chemistry in Zeolites.</a> Chem. Rev. 94, 857-870 (1994).</li><li>Yu, Y., Ma, J. P., Dong, Y. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luminescent+Humidity+Sensors+Based+on+Porous+Ln3+-MOFs.">Luminescent Humidity Sensors Based on Porous Ln3+-MOFs.</a> Cryst. Eng. Comm. 14, 7157-7160 (2012).</li><li>Qi, H., Mader, E., Liu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unique+Water+Sensors+Based+on+.">Unique Water Sensors Based on .</a> Sensor. Actuat. B-Chem. 185, 225-230 (2013).</li><li>Basabe-Desmonts, L., Reinhoudt, D. N., Crego-Calama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+Fluorescent+Materials+for+Chemical+Sensing.">Design of Fluorescent Materials for Chemical Sensing.</a> Chem. Soc. Rev. 36, 993-1017 (2007).</li><li>Yamazoe, N., Shimzu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Humidity+Sensors+-+Principles+and+Applications.">Humidity Sensors - Principles and Applications.</a> Sensor. Actuator. 10, 379-398 (1986).</li><li>International Organization of Legal Metrology. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Scale of Relative Humidity of Air Certified Against Saturated Salt Solutions. , (1996).</li><li>Coutino-Gonzalez, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+and+Optimization+of+the+Luminescent+External+Quantum+Efficiency+of+Silver-Clusters+Zeolite+Composites.">Determination and Optimization of the Luminescent External Quantum Efficiency of Silver-Clusters Zeolite Composites.</a> J. Phys. Chem. C. 117, 6998-7004 (2013).</li><li>Yahiro, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EPR+Study+on+NO+Introduced+into+Lithium+Ion-Exchanged+LTA+Zeolites.">EPR Study on NO Introduced into Lithium Ion-Exchanged LTA Zeolites.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 4, 4255-4259 (2002).</li><li>Shelyakina, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+Zeolite+Influence+on+Analytical+Characteristics+of+Urea+Biosensor+Based+on+Ion-Selective+Field-Effect+Transistors.">Study of Zeolite Influence on Analytical Characteristics of Urea Biosensor Based on Ion-Selective Field-Effect Transistors.</a> Nanoscale Res. Lett. 9, 124 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

A simple device to demonstrate the proof of concept of using LTA(Li)-Ag as a luminescence based humidity sensor was produced by spray coating the LTA(Li)-Ag powder suspended in a PEI solution onto a quartz plate. The PEI solution produces a polymer layer with homogenous thickness when the water is evaporated. The polymer-zeolite composite layer displays similar luminescent properties as that of the zeolite in powder form. The PEI/LTA(Li)-Ag zeolite composite displays the expected water-responsive luminescent properties, whose emission color changes upon variations in the water content present in the composite at relatively low humidity scale. 
Replacing Na with Li ions in LTA zeolites (calculated exchange rate 33%) has a notable impact on the self-assembly and stabilization of luminescent silver clusters in the LTA(Li) scaffolds leading to unique optical properties. The EQE of LTA(Li)-Ag as compared to LTA(Na)-Ag samples is enhanced by more than one order of magnitude. Moreover, the emission colors displayed by the LTA(Li)-Ag samples have a water-dependence, providing a potential application of the samples as luminescence based humidity sensors. 
We have thus demonstrated an easy method to fabricate a luminescent film-like humidity sensor through which changes in hydration levels can be visually monitored simply by using a UV lamp. The availability of the raw materials, the direct visualization of the color changes correlated with humidity content, the photo-stability of the films, and the relative ease of fabricating cost-effective devices make these luminescent materials potential candidates to compete with state-of-the-art humidity sensors based upon electrical responses. The procedure described in this report could also be applied and extended to different substrates, at different micro and macro scales, to make the sensor more flexible. Additionally, several critical steps during the fabrication of Ag-zeolites, which play an important role in determining the final optical properties of such materials, were discussed in this protocol. For instance, the pre-cleaning of the raw zeolite material leads to the removal of optical and chemical impurities, as well as to homogenous zeolite crystal size distribution. This is crucial for the incorporation of zeolites into functional devices. One limitation of the present methodology is the restriction on the use of thin film sensors beyond 75 &#176;C. This is mainly due to the decomposition of the PEI polymer, rather than to the degradation of the LTA(Li)-Ag zeolites, which can withstand up to 500 &#176;C. The use of heat-resistant polymers, such as polyvinyl alcohol, could expand the temperature range up to 200 &#176;C. We expect that further investigations will be directed to the development of methodologies for the synthesis of nanostructured Ag-zeolite composites with (multi)functional properties and finally to the design of advanced sensor prototypes.

משנת ננומטר קטן אשכולות כסף oligoatomic נוצרו על ידי הרכבה עצמית מטריצות זאוליט מרותקות להציג תכונות אופטיות ייחודיות. 1-5 מרוכבים כסופים זאוליט כאלה יש כימית גבוהה ו-יציבות תמונה. עם זאת, תכונות photoluminescence שלהם הן תלויות במידה רבה על הסביבה המקומית של אשכולות הכסף. התנאים הסביבתיים המשפיעים על תכונות אופטיות מרוכבים כסוף זאוליט ניתן לחלק נכסים פנימיים וחיצוניים. נכסים עצמותיים קשורים טופולוגיה זאוליט, הסוג של יוני איזון ללא מרשם, והעמסת הכסף. 1 מצד השני, מאפיינים חיצוניים קשורים לשינויים הסינתטיים פוסט, כגון הנוכחות של adsorbates או מולקולות מים חללי זאוליט. 3,4 המאפיינים האחרונים מקנים-זאוליט כסף מרוכבי היכולת להגיב אופטית לגירויים חיצוניים, כגון וריאציות של לחות בתוך פיגום זאוליט 6-8 </sup&gt; או נוכחות של גזים נקבע; ולכן השימוש בהם כמו חיישנים אדי מים וגז הוצע. 9,10 במחקר שנערך לאחרונה שהראנו שהתגובה האופטית של Ag-זאוליטים ללחות אינה מתואמת רק לשינויים הקליטים או המרווה של הפליטה שלהם אלא גם על מראה צבעי פליטה שונים באשר לתוכן המים שלהם. 5 ההתייצבות צבירי כסף Li החליף LTA זאוליטים הוביל להיווצרות של חומר לח-תגובה שבה שינויים בהיקף הלחות הנמוך יחסית השתקפו שינוי צבע דינמי מתוך מכחול לירוק / פליטה צהובה מיובשות hydrated דגימות חלקי, בהתאמה . לכן השימוש בחומרים אלה חיישנים לחים מבוסס הארה הוצע. נכון להיום, סוגים שונים של חומרים כגון אלקטרוליטים, קרמיקה, פולימרים, וחומרים מרוכבים nanostructured הוצעו עבור ניטור שינויים ב ב לחותased על תגובות חשמליות ואופטיות. 11,12 בפרוטוקול מפורט זה אנו שואפים להוכיח הוכחה של קונספט עבור היישום של LTA (Li) זאוליטים -Ag חיישנים לחים להתפתחויות אבטיפוס נוספות. בשל הצדדי של LTA (Li) זאוליטים -Ag להשתלב מצעים שונים, מדרגיות הפוטנציאל שלהם ייצור חסכוני, עיצוב אבטיפוס עלולים להיות קלות. 13 חיישנים כאמורים עלולים להיות ישים פוטנציאל במגזרים תעשייתיים שונים, כגון החקלאות, כמו גם את תעשיית הרכב ונייר. 14

<table><tbody><tr><td>LTA(Na) zeolite</td><td>UOP</td><td>Molsiv adsorbent 4A</td><td></td></tr><tr><td>Silver nitrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>209139</td><td>&amp;ge;99.0%</td></tr><tr><td>Lithium nitrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>62574</td><td>&amp;ge;99.0%, calc. on dry substances</td></tr><tr><td>Polyethyleneimine solution</td><td>Sigma Aldrich</td><td>3880</td><td>~50% H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td></tr><tr><td>Scanning electron microscope (SEM)</td><td>JEOL</td><td>JSM-6010LV</td><td></td></tr><tr><td>Thermogravimetric analyzer</td><td>TA instruments</td><td>Q500</td><td></td></tr><tr><td>Spectrofluorimeter</td><td>Edinburgh instruments</td><td>FLS980-s</td><td></td></tr><tr><td>Integrating sphere</td><td>Labsphere</td><td>4P-GPS-033-SL</td><td></td></tr></tbody></table>

nanostructured ag-zeolite composites as luminescence-based humidity sensors

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high external quantum efficiencies (EQE) and spans the whole visible spectrum. It has been recently reported that the UV excited luminescence of partially Li-exchanged sodium Linde type A zeolites [LTA(Na)] containing luminescent silver clusters can be controlled by adjusting the water content of the zeolite. These samples showed a dynamic change in their emission color from blue to green and yellow upon an increase of the hydration level of the zeolite, showing the great potential that these materials can have as luminescence-based humidity sensors at the macro and micro scale. Here, we describe the detailed procedure to fabricate a humidity sensor prototype using silver-exchanged zeolite composites. The sensor is produced by suspending the luminescent Ag-zeolites in an aqueous solution of polyethylenimine (PEI) to subsequently deposit a film of the material onto a quartz plate. The coated plate is subjected to several hydration/dehydration cycles to show the functionality of the sensing film.

micrographs SEM של זאוליט LTA-Ag נרשמו לאחר חילופי קטיון צעד טיפול בחום. החל מאותו מועד, photoluminescence דו מימדי (2D) עירור / מגרשים פליטה נמדדו הן התייבשות LTA (Na) -Ag ו LTA (Li) זאוליטים -Ag (איור 1). ניתוח יסודות בוצע על ידי XPS על Ag החליף זאוליטים לקבוע ההרכב הכימי שלהם. ניתוח הנתונים מראים כי חילופי כסף על LTA (Na) ו LTA (Li) זאוליטים קרובים מאוד עם אחוז משקל כסף של 19.6% WT ו 21.5% WT, בהתאמה. ההבדל באחוזי משקל היה להקצותם המשקל האטומי התחתון של אטומי Li. יתר על כן הניתוח היסודי גם הראה כי לאחר חילופי Li 33% של Na מוחלפים. חילופי קטיון הצעד חום-טיפול עוקב שבוצעו על הדגימות לא נראו להשפיע על המבנה של גבישי LTA, כפי שהוכחו על ידי SEM. יתר על כן, ההיווצרות של כסף גדול nanoparticles על פני השטח של גבישי זאוליט לא היה דמיין. המאפיינים הזורחים במידה רבה שונים בין שני LTA (Li) -Ag ו LTA (Na) דגימות -Ag במצב ההתייבשות שלהם. על ידי שילוב ליתיום למסגרת זאוליט כמו קטיון איזון נגד, ולכחול מקסימום העירור מתרחש בין 370 ננומטר עד 260 ננומטר, עבור LTA (Na) -Ag ו LTA (Li) -Ag, בהתאמה. בניגוד מקסימום הפליטה עובר שינוי אדום קטן 550 כדי 565 ננומטר על ידי הוסיף לי לתוך המערכת. ההבדל הגדול ביותר בין הדגימות אלה הוא ציין יעילי קוונטית החיצונית שלהם (EQE). LTA (Na) זאוליטים -Ag להחזיק EQE של כ -4% במקסימום עירור שלה (370 ננומטר), ואילו EQE עבור LTA (Li) זאוליטים -Ag מגיע 62% (כאשר נרגש ב 260 ננומטר). התוצאה היא אבקת פולטות צהובה בהירה תחת 254 ננומטר UV- תאורה. המאפיינים הזורחים של מדגם LTA (Li) -Ag תלויים גם על תכולת המים שלמערכת. זו הוצגה על ידי שילוב של TGA וניסויי הארה תלויה בטמפרטורה, TGA וקושר טמפרטורה לרמת הידרציה של זאוליט. בנוסף, הטמפרטורה הייתה בעקיפין קשורה לצבע הפליטה שהפגין LTA (Li) -Ag מדגם באמצעות תא חימום ללא צורך במיקור חוץ (איור 2). משמרות צבע פליטה מצהוב על ירוק לכחול, בעת הוצאת מים מן LTA (Li) מערכת -Ag. EQE טיפות בהתמדה מ -62% (במצב התייבשות) ל -21% (במצב מיובש). בגלל התנהגות המים מגיבים של LTA (Li) -Ag, חומר זה שימש לפברק אבטיפוס חיישן לחות מבוסס הארה על ידי השעיית האבקה לתוך פתרון PEI ובהמשך לרסס ציפוי מרוכבים לצלחת קוורץ. תמונות (תחת אור היום תאורת UV) ו SEM micrographs של LTA מצופה ספריי (Li) סרט -Ag / PEI מוצגות באיור 3. הבחנו כי על ידי usi<html> ng הליך ציפוי זה, שכבה הומוגנית יחסית של מרוכבים פולימריים-זאוליט מבחינת הארה הושג. מיקרוסקופ SEM מראה כי הגבישים זאוליט אינם משתנים על ידי הליך הציפוי. באמצעות תא בתוך בית חימום / ואקום זה היה הראה גם כי סרט הפולימר-זאוליט שומר על תכונות המים מגיבים אשר נצפו זאוליט בצורת אבקה. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54674/54674fig1.jpg" /> איור 1: תמונות SEM ומאפיינים זורח כסף החליפו זאוליטים LTA micrographs SEM ו 2 ד מגרשים עירור פליטה של LTA (Na) -Ag (א, ב) ו- LTA (Li) -Ag (ג, ד).. את הריבועים בחלקות 2D עירור הפליטה להציג את צבעי פליטה המדומים של הדגימות תחת עירור באורכי גל שונה (254, 300, 366 ו -450 ננומטר).<html> oad / 54,674 / 54674fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54674/54674fig2.jpg" /> איור 2: השפעת רמת לחות על המאפיינים הזורחים של LTA (Li) -Ag. א) ייצוג סכמטי של התא בתוך הבית חימום / ואקום מועסקים במחקר זה ב) העלילה TGA עבור LTA (Li) מדגם -Ag ג) ספקטרום הפליטה מנורמל (על עירור 260 ננומטר) של LTA (Li).. - Ag מדגם נמדד בטמפרטורות שונות. ד) תכנית המציגה את שינוי צבע פליטת דגימות אמיתיות ביחס לתוכן המים. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54674/54674fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> ftp_upload / 54,674 / 54674fig3.jpg &quot;/&gt; איור 3: חיישן לחות פלורסנט מבוסס על LTA (Li) מרוכבים -Ag / PEI. א) תמונות של צלחת המצופה תחת תאורת אור יום. (ב, ג) תמונות של צלחת המצופה המיובשת התייבשות תחת 254 ננומטר קרינת UV-אור, בהתאמה. ד) SEM מיקרוסקופ של הסרט שהופקד המראה את הפיזור של LTA (Li) גבישי -Ag על משטח קוורץ. הבלעה מציגה הגדלה של האזור הנבחר של מיקרוסקופ SEM המקורי. ה) מקסימום פליטה של להתייבש מיובש PEI / LTA (Li) מרוכבים זאוליט -Ag, במהלך 10 הידרציה / מחזורים התייבשות באמצעות 260 ננומטר כמו גל עירור. F) מגרש מוצג התנהגות פרופילי מקסימום הפליטה של PEI / LTA (Li) מרוכבים זאוליט -Ag לאחר 10 מחזורים הידרציה / התייבשות. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54674/54674fig3large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן VI</a>EW גרסה גדולה יותר של דמות זו.

Watch this Scientific Journal Video about Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors at JoVE.com

Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

A protocol for the synthesis of moisture-responsive luminescent Ag-zeolite composites is described in this report.

מרוכבים Nanostructured Ag-זאוליט כמו חיישנים לחים מבוססות הארה

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high ...

nanostructured-ag-zeolite-composites-as-luminescence-based-humidity

Research

JoVE Journal

Engineering

10.1K Views.  KU Leuven. A protocol for the synthesis of moisture-responsive luminescent Ag-zeolite composites is described in this report.

Video: Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and reduction half reactions, and fast electron (hole) diffusion and charge separation. Nanowires present suitable architectures to meet these requirements. Axially segmented Ag|ZnO and radially segmented (coaxial) TiO2-Ag nanowires with a diameter of 200 nm and a length of 6-20 &#181;m were made by templated electrodeposition within the pores of polycarbonate track-etched (PCTE) or anodized aluminum oxide (AAO) membranes, respectively. In the photocatalytic experiments, the ZnO and TiO2 phases acted as photoanodes, and Ag as cathode. No external circuit is needed to connect both electrodes, which is a key advantage over conventional photo-electrochemical cells. For making segmented Ag|ZnO nanowires, the Ag salt electrolyte was replaced after formation of the Ag segment to form a ZnO segment attached to the Ag segment. For making coaxial TiO2-Ag nanowires, a TiO2 gel was first formed by the electrochemically induced sol-gel method. Drying and thermal annealing of the as-formed TiO2 gel resulted in the formation of crystalline TiO2 nanotubes. A subsequent Ag electrodeposition step inside the TiO2 nanotubes resulted in formation of coaxial TiO2-Ag nanowires. Due to the combination of an n-type semiconductor (ZnO or TiO2) and a metal (Ag) within the same nanowire, a Schottky barrier was created at the interface between the phases. To demonstrate the photocatalytic activity of these nanowires, the Ag|ZnO nanowires were used in a photocatalytic experiment in which H2 gas was detected upon UV illumination of the nanowires dispersed in a methanol/water mixture. After 17 min&#160;of illumination, approximately 0.2 vol% H2 gas was detected from a suspension of ~0.1 g of Ag|ZnO nanowires in a 50 ml 80 vol% aqueous methanol solution.

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Procedures are outlined to prepare segmented and coaxial nanowires via templated electrodeposition in nanopores. As examples, segmented nanowires consisting of Ag and ZnO segments, and coaxial nanowires consisting of a TiO2 shell and a Ag core were made. The nanowires were used in photocatalytic hydrogen formation experiments.

אופן ההכנה ושימוש בPhotocatalytically פעיל מקוטע Ag | ZnO וקואקסיאלי טיו<sub&gt; 2</sub&gt;-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and ...

Synthesis of Zeolites Using the ADOR (Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly) Route

Zeolites are an important class of materials that have wide ranging applications such as heterogeneous catalysts and adsorbents which are dependent on their framework topology. For new applications or improvements to existing ones, new zeolites with novel pore systems are desirable. We demonstrate a method for the synthesis of novel zeolites using the ADOR route. ADOR is an acronym for Assembly, Disassembly, Organization and Reassembly. This synthetic route takes advantage of the assembly of a relatively poorly stable that which can be selectively disassembled into a layered material. The resulting layered intermediate can then be organized in different manners by careful chemical manipulation and then reassembled into zeolites with new topologies. By carefully controlling the organization step of the synthetic pathway, new zeolites with never before seen topologies are capable of being synthesized. The structures of these new zeolites are confirmed using powder X-ray diffraction and further characterized by nitrogen adsorption and scanning electron microscopy. This new synthetic pathway for zeolites demonstrates its capability to produce novel frameworks that have never been prepared by traditional zeolite synthesis techniques.

Synthesis of Zeolites Using the ADOR Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly Route

A protocol for the preparation of novel zeolites by the ADOR (Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly) synthetic route is presented.

סינתזה של זאוליטים שימוש כביש ADOR (האסיפה-פירוק-ארגון-הרכבה מחדש)

Zeolites are an important class of materials that have wide ranging applications such as heterogeneous catalysts and adsorbents which are dependent on ...

Chemistry

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in industrialized countries. Here, the development of optical mesosensors/adsorbents (MSAs) for efficient recognition and selective recovery of Pd(II), Au(III), and Co(II) from urban mine was achieved. A simple, general method for preparing MSAs based on using high-order mesoporous monolithic scaffolds was described. Hierarchical cubic Ia3d wagon-wheel-shaped MSAs were fabricated by anchoring chelating agents (colorants) into three-dimensional pores and micrometric particle surfaces of the mesoporous monolithic scaffolds. Findings show, for the first time, evidence of controlled optical recognition of Pd(II), Au(III), and Co(II) ions and a highly selective system for recovery of Pd(II) ions (up to ~95%) in ores and industrial wastes. Furthermore, the controlled assessment processes described herein involve evaluation of intrinsic properties (e.g., visual signal change, long-term stability, adsorption efficiency, extraordinary sensitivity, selectivity, and reusability); thus, expensive, sophisticated instruments are not required. Results show evidence that MSAs will attract worldwide attention as a promising technological means of recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals.

Because of the importance and extensive use of palladium, gold and cobalt metals in high-technology equipment, their recovery and recycling constitute an important industrial challenge. The metal recovery system described herein is a simple, low-cost means for the effective detection, removal, and recovery of these metals from the urban mine.

איתור והשחזור של פלדיום, מתכות זהב וקובלט ממכרה העירונית באמצעות חיישנים / Adsorbents רומן יעודיים עם נקבוביות-בצורת גלגל עגלה ננומטריים

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Iridium Oxide-reduced Graphene Oxide Nanohybrid Thin Film Modified Screen-printed Electrodes as Disposable Electrochemical Paper Microfluidic pH Sensors

A facile, controllable, inexpensive and green electrochemical synthesis of IrO2-graphene nanohybrid thin films is developed to fabricate an easy-to-use integrated paper microfluidic electrochemical pH sensor for resource-limited settings. Taking advantages from both pH meters and strips, the pH sensing platform is composed of hydrophobic barrier-patterned paper micropad (&#181;PAD) using polydimethylsiloxane (PDMS), screen-printed electrode (SPE) modified with IrO2-graphene films and molded acrylonitrile butadiene styrene (ABS) plastic holder. Repetitive cathodic potential cycling was employed for graphene oxide (GO) reduction which can completely remove electrochemically unstable oxygenated groups and generate a 2D defect-free homogeneous graphene thin film with excellent stability and electronic properties. A uniform and smooth IrO2 film in nanoscale grain size is anodically electrodeposited onto the graphene film, without any observable cracks. The resulting IrO2-RGO electrode showed slightly super-Nernstian responses from pH 2-12 in Britton-Robinson (B-R) buffers with good linearity, small hysteresis, low response time and reproducibility in different buffers, as well as low sensitivities to different interfering ionic species and dissolved oxygen. A simple portable digital pH meter is fabricated, whose signal is measured with a multimeter, using high input-impedance operational amplifier and consumer batteries. The pH values measured with the portable electrochemical paper-microfluidic pH sensors were consistent with those measured using a commercial laboratory pH meter with a glass electrode.

The study demonstrates the growth of iridium oxide-reduced graphene oxide (IrO2-RGO) nanohybrid thin films on irregular and rough screen-printed carbon substrate through a green electrochemical synthesis, and their implementation as a pH sensor with a patterned paper-fluidic platform.

תחמוצת-מופחת אירידיום גראפן אוקסיד Nanohybrid Thin Film אלקטרודות מסך מודפס שינויים, כפי שהם פנויים אלקטרוכימיות נייר Microfluidic pH חיישנים

A facile, controllable, inexpensive and green electrochemical synthesis of IrO2-graphene nanohybrid thin films is developed to fabricate an easy-to-use ...

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate crystal microbalance, LCM) and its use for gas adsorption measurements in zeolite H-ZSM-5. Prior to the adsorption measurements, zeolite H-ZSM-5 crystals were synthesized on the gold electrode in the center of the LCM, without covering the connection points of the gold electrodes to the oscillator, by the steam-assisted crystallization (SAC) method, so that the zeolite crystals remain attached to the oscillating microbalance while keeping good electroconductivity of the LCM during the adsorption measurements. Compared to a conventional quartz crystal microbalance (QCM) which is limited to temperatures below 80 &#176;C, the LCM can realize the adsorption measurements in principle at temperatures as high as 200-300 &#176;C (i.e., at or close to the reaction temperature of the target application of one-stage DME synthesis from the synthesis gas), owing to the absence of crystalline-phase transitions up to its melting point (1,470 &#176;C). The system was applied to investigate the adsorption of CO2, H2O, methanol and dimethyl ether (DME), each in the gas phase, on zeolite H-ZSM-5 in the temperature and pressure range of 50-150 &#176;C and 0-18 bar, respectively. The results showed that the adsorption isotherms of these gases in H-ZSM-5 can be well fitted by Langmuir-type adsorption isotherms. Furthermore, the determined adsorption parameters, i.e., adsorption capacities, adsorption enthalpies, and adsorption entropies, compare well to literature data. In this work, the results for CO2 are shown as an example.

A protocol for high-temperature and high-pressure gas adsorption measurements on zeolite H-ZSM-5 using an adsorption measurement device based on a langatate crystal microbalance is presented. Prior to the adsorption measurements, the synthesis of zeolite H-ZSM-5 on the langatate crystal microbalance sensor by the steam-assisted crystallization (SAC) method is demonstrated.

מכשיר ספיחה בהתבסס על Langatate קריסטל microbalance עבור ספיחת גז בלחץ גבוה טמפרטורה גבוהה ב זאוליט H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 and a superhydrophobic agent were coated on the HGM surface in one step. TBT and PFOTES were selected as the Ti source and the superhydrophobic agent, respectively. They were both coated on the HGM, and after the hydrothermal process, the TBT turned to anatase TiO2. In this way, a PFOTES/TiO2-coated HGM (MCHGM) was prepared. For comparison, PFOTES single-coated HGM (F-SCHGM) and TiO2 single-coated HGM (Ti-SCHGM) were synthesized as well. The PFOTES and TiO2 coatings on the HGM surface were demonstrated through X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive detector (EDS) characterizations. The MCHGM showed a higher contact angle (153&#176;) but a lower sliding angle (16&#176;) than F-SCHGM, with a contact angle of 141.2&#176; and a sliding angle of 67&#176;. In addition, both Ti-SCHGM and MCHGM displayed similar IR reflectivity values, which were about 5.8% higher than the original HGM and F-SCHGM. Also, the PFOTES coating barely changed the thermal conductivity. Therefore, F-SCHGM, with a thermal conductivity of 0.0479 W/(m&#183;K), was quite like the original HGM, which was 0.0475 W/(m&#183;K). MCHGM and Ti-SCHGM were also similar. Their thermal conductivity values were 0.0543 W/(m&#183;K) and 0.0543 W/(m&#183;K), respectively. The TiO2 coating slightly increased the thermal conductivity, but with the increase in reflectivity, the overall heat-insulation property was enhanced. Finally, since the IR-reflecting property is provided by the HGM coating, if the coating is fouled, the reflectivity decreases. Therefore, with the superhydrophobic coating, the surface is protected from fouling, and its lifetime is also prolonged.

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

This manuscript proposes a soft-chemistry method to synthesize superhydrophobic, TiO2-coated hollow glass microspheres (HGM) with high IR-reflective properties.

טיו<sub&gt; 2</sub&gt; מיקרוסכמות זכוכית החלולה מצופית עם מאפיינים הידרופוביים ו- High IR-רעיוניים מסונתז על ידי שיטת Soft-כימיה

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 ...

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition of Metal Oxide Structures: Zinc Oxide Rods

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, their high cost production and/or incompatibility with microfabrication technologies, due to the use of pre-deposited catalyst-seeds and/or high processing temperatures exceeding 900 &#176;C, represent a drawback for a widespread use of these methods. Here, however, we report the synthesis of ZnO rods via a non-catalyzed vapor-solid mechanism enabled by using an aerosol-assisted chemical vapor deposition (CVD) method at 400 &#176;C with zinc chloride (ZnCl2) as the precursor and ethanol as the carrier solvent. This method provides both single-step formation of ZnO rods and the possibility of their direct integration with various substrate types, including silicon, silicon-based micromachined platforms, quartz, or high heat resistant polymers. This potentially facilitates the use of this method at a large-scale, due to its compatibility with state-of-the-art microfabrication processes for device manufacture. This report also describes the properties of these structures (e.g., morphology, crystalline phase, optical band gap, chemical composition, electrical resistance) and validates its gas sensing functionality towards carbon monoxide.

Columnar zinc oxide structures in the form of rods are synthesized via aerosol-assisted chemical vapor deposition without the use of pre-deposited catalyst-seed particles. This method is scalable and compatible with various substrates based on either silicon, quartz or polymers.

תרסיס בסיוע בתצהיר אדים כימיים של תחמוצת מתכת מבנים: תחמוצת אבץ מוטות

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, ...

Resource Recycling of Red Soil to Synthesize Fe2O3/FAU-type Zeolite Composite Material for Heavy Metal Removal

Heavy metal-polluted water is of great concern to human health and the eco-environment. In situ water remediation techniques enabled by highly efficient adsorption materials are of great importance in these circumstances. Among all the materials used in water remediation, iron-based nanomaterials and porous materials are of great interest, benefiting from their rich redox reactivity and adsorption function. Here, we developed a facile protocol to directly convert the widely spread red soil in south China to fabricate the Fe2O3/faujasite (FAU)-type zeolite composite material. 
The detailed synthesis procedure and synthesis parameters, such as reaction temperature, reaction time, and the Si/Al ratio in the raw materials, have been carefully tuned. The as-synthesized composite materials show good adsorption capacity for typical heavy metal(loid) ions. With 0.001 g/mL Fe2O3/FAU-type zeolite composite material added to different heavy metal(loid)-polluted aqueous solutions (single type of heavy metal(loid) concentration: 1,000 mg/L [ppm]), the adsorption capacity was shown to be 172, 45, 170, 40, 429, 693, 94, and 133 mg/g for Cu (II), Cr (III), Cr (VI), As (III), Cd (II), Pb (II), Zn (II), and Ni (II) removal, respectively, which can be further expanded for heavy metal-polluted water and soil remediation.

Resource Recycling of Red Soil to Synthesize Fe2O3/FAU-type Zeolite Composite Material for Heavy Metal Removal

This article presents a novel and convenient route to synthesize Fe2O3/faujasite (FAU)-type zeolite composite material from red soil. The detailed synthesis parameters have been finely tuned. The obtained composite material can be used for efficient heavy metal-contaminated water remediation, indicating its potential applications in environmental engineering.

מיחזור משאבים של אדמה אדומה לסינתזה Fe2O3 / חומר מרוכב Zeolite מסוג FAU להסרת מתכות כבדות

Heavy metal-polluted water is of great concern to human health and the eco-environment. In situ water remediation techniques enabled by highly efficient ...

Environment

Luminescence Lifetime Imaging of O2 with a Frequency-Domain-Based Camera System

We describe a method to image dissolved oxygen (O2), in 2D at high spatial (&#60; 50-100 &#181;m) and temporal (&#60; 10 s) resolution. The method employs O2 sensitive luminescent sensor foils (planar optodes) in combination with a specialized camera system for imaging luminescence lifetime in the frequency-domain. Planar optodes are prepared by dissolving the O2-sensitive indicator dye in a polymer and spreading the mixture on a solid support in a defined thickness via knife coating. After evaporation of the solvent, the planar optode is placed in close contact with the sample of interest - here demonstrated with the roots of the aquatic plant Littorella uniflora. The O2 concentration-dependent change in the luminescence lifetime of the indicator dye within the planar optode is imaged via the backside of the transparent carrier foil and aquarium wall using a special camera. This camera measures the luminescence lifetime (&#181;s) via a shift in phase angle between a modulated excitation signal and emission signal. This method is superior to luminescence intensity imaging methods, as the signal is independent of the dye concentration or intensity of the excitation source, and solely relies on the luminescence decay time, which is an intrinsically referenced parameter. Consequently, an additional reference dye or other means of referencing are not needed. We demonstrate the use of the system for macroscopic O2 imaging of plant rhizospheres, but the camera system can also easily be coupled to a microscope.

Luminescence Lifetime Imaging of O2 with a Frequency-Domain-Based Camera System

We describe the use of a novel, frequency-domain luminescence lifetime camera for mapping 2D O2 distributions with optical sensor foils. The camera system and image analysis procedures are described along with the preparation, calibration and application of sensor foils for visualizing the O2 microenvironment in the rhizosphere of aquatic plants.

לומינסנציה הדמיה של החיים של O2 עם תדר-מערכת מבוססי התחום מצלמה

We describe a method to image dissolved oxygen (O2), in 2D at high spatial (&#60; 50-100 &#181;m) and temporal (&#60; 10 s) resolution. The method employs ...

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

Applications such as sensors, batteries, and fuel cells have been improved through the use of highly porous aerogels when functional compounds are encapsulated within the aerogels. However, few reports on encapsulating proteins within sol&#8211;gels that are processed to form aerogels exist. A procedure for encapsulating cytochrome c (cyt. c) in silica (SiO2) sol-gels that are supercritically processed to form bioaerogels with gas-phase activity for nitric oxide (NO) is presented. Cyt. c is added to a mixed silica sol under controlled protein concentration and buffer strength conditions. The sol mixture is then gelled and the liquid filling the gel pores is replaced through a series of solvent exchanges with liquid carbon dioxide. The carbon dioxide is brought to its critical point and vented off to form dry aerogels with cyt. c encapsulated inside. These bioaerogels are characterized with UV-visible spectroscopy and circular dichroism spectroscopy and can be used to detect the presence of gas-phase nitric oxide. The success of this procedure depends on regulating the cyt. c concentration and the buffer concentration and does not require other components such as metal nanoparticles. It may be possible to encapsulate other proteins using a similar approach making this procedure important for potential future bioanalytical device development.

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

This procedure describes how to encapsulate cytochrome c (cyt. c) in silica (SiO2) sol-gels, process these gels to form bioaerogels, and use these bioaerogels to rapidly recognize nitric oxide (NO) through a gas-phase reaction. This type of protocol may aid in the future development of biosensors or other bioanalytical devices.

מרוכבים Nanostructured Ag-זאוליט כמו חיישנים לחים מבוססות הארה

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

אופן ההכנה ושימוש בPhotocatalytically פעיל מקוטע Ag | ZnO וקואקסיאלי טיו

סינתזה של זאוליטים שימוש כביש ADOR (האסיפה-פירוק-ארגון-הרכבה מחדש)

איתור והשחזור של פלדיום, מתכות זהב וקובלט ממכרה העירונית באמצעות חיישנים / Adsorbents רומן יעודיים עם נקבוביות-בצורת גלגל עגלה ננומטריים

תחמוצת-מופחת אירידיום גראפן אוקסיד Nanohybrid Thin Film אלקטרודות מסך מודפס שינויים, כפי שהם פנויים אלקטרוכימיות נייר Microfluidic pH חיישנים

מכשיר ספיחה בהתבסס על Langatate קריסטל microbalance עבור ספיחת גז בלחץ גבוה טמפרטורה גבוהה ב זאוליט H-ZSM-5

טיו

תרסיס בסיוע בתצהיר אדים כימיים של תחמוצת מתכת מבנים: תחמוצת אבץ מוטות

מיחזור משאבים של אדמה אדומה לסינתזה Fe₂O₃ / חומר מרוכב Zeolite מסוג FAU להסרת מתכות כבדות

לומינסנציה הדמיה של החיים של O₂ עם תדר-מערכת מבוססי התחום מצלמה

encapsulating ציטוכרום