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Chemistry

निकल हाइड्रॉक्साइड नैनोशीट्स की संरचना पर माइक्रोवेव संश्लेषण की स्थिति का प्रभाव

Published: August 18th, 2023

DOI:

10.3791/65412

1Materials Science, Engineering, and Commercialization Program, Texas State University, 2Department of Chemistry and Biochemistry, Texas State University, 3Westlake Highschool

निकल हाइड्रॉक्साइड नैनोशीट्स को माइक्रोवेव-असिस्टेड हाइड्रोथर्मल प्रतिक्रिया द्वारा संश्लेषित किया जाता है। यह प्रोटोकॉल दर्शाता है कि माइक्रोवेव संश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रतिक्रिया तापमान और समय प्रतिक्रिया उपज, क्रिस्टल संरचना और स्थानीय समन्वय वातावरण को प्रभावित करता है।

हल्के अम्लीय परिस्थितियों में निकल हाइड्रॉक्साइड नैनोशीट्स के तेजी से, माइक्रोवेव-सहायता प्राप्त हाइड्रोथर्मल संश्लेषण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया जाता है, और सामग्री की संरचना पर प्रतिक्रिया तापमान और समय के प्रभाव की जांच की जाती है। अध्ययन की गई सभी प्रतिक्रिया स्थितियों के परिणामस्वरूप स्तरित α-नी (ओएच) 2 नैनोशीट का समुच्चय होता है। प्रतिक्रिया तापमान और समय सामग्री और उत्पाद उपज की संरचना को दृढ़ता से प्रभावित करते हैं। उच्च तापमान पर α-नी (ओएच) 2 को संश्लेषित करने से प्रतिक्रिया उपज बढ़ जाती है, इंटरलेयर रिक्ति कम हो जाती है, क्रिस्टलीय डोमेन आकार बढ़ जाता है, इंटरलेयर आयन कंपन मोड की आवृत्तियों को बदल देता है, और छिद्र व्यास को कम करता है। लंबे समय तक प्रतिक्रिया समय प्रतिक्रिया पैदावार में वृद्धि और समान क्रिस्टलीय डोमेन आकार में परिणाम. स्वस्थानी में प्रतिक्रिया दबाव की निगरानी से पता चलता है कि उच्च प्रतिक्रिया तापमान पर उच्च दबाव प्राप्त होते हैं। यह माइक्रोवेव-असिस्टेड संश्लेषण मार्ग एक तेज़, उच्च-थ्रूपुट, स्केलेबल प्रक्रिया प्रदान करता है जिसे कई ऊर्जा भंडारण, उत्प्रेरण, सेंसर और अन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले विभिन्न प्रकार के संक्रमण धातु हाइड्रॉक्साइड के संश्लेषण और उत्पादन पर लागू किया जा सकता है।

निकल हाइड्रॉक्साइड, नी (ओएच) 2, निकल-जस्ता और निकल-धातु हाइड्राइड बैटरी 1,2,3,4, ईंधन कोशिकाओं4, पानी इलेक्ट्रोलाइज़र 4,5,6,7,8,9, सुपरकैपेसिटर4, फोटोकैटलिस्ट4, आयन एक्सचेंजर्स10 सहित कई अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, और कई अन्य विश्....

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नोट: माइक्रोवेव संश्लेषण प्रक्रिया का योजनाबद्ध अवलोकन चित्रा 1 में प्रस्तुत किया गया है।

1. α-नी (ओएच) 2 नैनोशीट्स का माइक्रोवेव संश्लेषण

  1. अग्रदूत समाधान की तैयारी
    1. .......

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α-Ni(OH)2 के संश्लेषण पर प्रतिक्रिया तापमान और समय का प्रभाव
प्रतिक्रिया से पहले, अग्रदूत समाधान [नी (नहीं3) 2 · 6 एच2हे, यूरिया, एथिलीन ग्लाइकॉल, और पानी] 4.41 ± 0.10 (चित्रा 2 ए और त?.......

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माइक्रोवेव संश्लेषण नी (ओएच) 2 उत्पन्न करने के लिए एक मार्ग प्रदान करता है जो पारंपरिक हाइड्रोथर्मल तरीकों (4.5 एच के विशिष्ट प्रतिक्रिया समय)38के सापेक्ष काफी तेज (13-30 मिनट प्रतिक्रिया समय) है?.......

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S.W.K. और C.P.R. कृतज्ञतापूर्वक नौसेना अनुसंधान नौसेना अंडरसी रिसर्च प्रोग्राम (अनुदान संख्या N00014-21-1-2072) के कार्यालय से समर्थन स्वीकार करते हैं। SWK नौसेना अनुसंधान उद्यम इंटर्नशिप कार्यक्रम से समर्थन स्वीकार करता है। C.P.R और C.M. प्रतिक्रिया स्थितियों के विश्लेषण के लिए नेशनल साइंस फाउंडेशन पार्टनरशिप फॉर रिसर्च एंड एजुकेशन इन मैटेरियल्स (PREM) सेंटर फॉर इंटेलिजेंट मैटेरियल्स असेंबली, अवार्ड नंबर 2122041 से समर्थन स्वीकार करते हैं।

....

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NameCompanyCatalog NumberComments
ATR-FTIRBrukerTensor II FT-IR spectrometer equipped with a Harrick Scientific SplitPea ATR micro-sampling accessory
Bath sonicatorFisher Scientific15-337-409--
Ethanol VWR analyticalAC61509-0040200 proof
Ethylene GlycolVWR analyticalBDH1125-4LP99% purity
Falcon Centrifuge tubesVWR analytical21008-94050 mL
KimWipesVWR analytical21905-026--
Lab Quest 2Vernier LABQ2--
Microwave ReactorAnton Parr165741Monowave 450
Ni(NO3)2 · 6 H2OWard's Science470301-856Research lab grade
pH ProbeVernier PH-BTACalibrated vs standard pH solutions (pH= 4, 7, 11)
PorosemeterMicromeritics --ASAP 2020. Analysis software: Micromeritics, version 4.03
Powder x-ray diffactometerBrukerAXS Advanced Poweder x-ray diffractometer; d-spacing, and crystallite size analyses were performed using Highscore XRD software, and crystal structures were created using VESTA 3 software.
Reaction vialAnton Parr8272330 mL G30 wideneck, 20 mL max fill capacity
Reaction vial locking lidAnton Parr161724G30 Snap Cap
Reaction vial PTFE septumAnton Parr161728Wideneck
Scanning electron microscopeFEI--Helios Nanolab 400
UreaVWR analyticalBDH4602-500GACS grade

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