Name: exfoliation of egyptian blue and han blue, two alkali earth copper silicate-based pigments
Uploaded: 2014-04-24T15:30:00
Duration: 12 min 4 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Exfoliation of Egyptian Blue and Han Blue, Two Alkali Earth Copper Silicate-based Pigments at JoVE.com

Vi takker professor Mark Abbe (UGA) for å gi NIR imaging utstyr og Dr. Rasik Raythatha (Solvay Performance Chemicals) for barium karbonat brukes i dette arbeidet. Vi erkjenner innsatsen til Jesaja Norris (UGA lavere) og Terra Blevins (Nord Oconee High School), som hjalp teste de syntetiske metoder.

En. Utarbeidelse av CaCuSi 4 O 10 <ol><li> Smelt Flux Syntese av CaCuSi 4 O 10 <ol><li> Vei opp CaCO 3, SiO 2 og Cu ​​2 CO 3 (OH) 2 i en 02:08:01 molarforhold: 0,1331 g (1,330 mmol) av CaCO 3, 0,3196 g (5,319 mmol) 2 SiO, 0,1470 g ( 0,6648 mmol) Cu 2 CO 3 (OH) 2. I tillegg veie ut fluks komponentene (12,5 vekt%):. 0,0375 g Na 2 CO 3, 0,0125 g NaCl og 0,0250 g Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O. Til disse materialene til et rent agatmorter. </li><li> Hånd slipe for ~ 5 min med en agat pistill inntil blandingen blir en homogen lys grønt pulver (figurene 1a og 2a). Overfør denne blandingen til en ren, tørr platina smeltedigel. </li><li> Varm opp smeltedigel i en ovn til 875 ° C (rampe rate på 2 ° C / min), holdved 875 ° C i 16 timer, og deretter avkjølt til romtemperatur (rate på 0,8 ° C / min). </li><li> Fjern krystallene fra smeltedigelen og forsiktig knuse dem med en stampe. </li><li> Tillate krystallene å synke ned i 50 ml av 1 M vandig HCl over natten for å fjerne smelte flux. </li><li> Filtrere krystaller og vask med avionisert vann for å fullstendig fjerne eventuelle gjenværende smelte flux. Merknad: Dette produkt må være grunnen til et finere pulver til pulver røntgendiffraksjon (PXRD) analyse (figur 5). Det kan også bli karakterisert ved optisk mikroskopi (figur 3), scanning elektronmikroskopi (SEM) (figur 4), og NIR fotografi (fig. 8). </li></ol></li><li> Solid State Syntese av CaCuSi 4 O 10 <ol><li> Vei opp CaCO 3, 2 SiO, og CuO i en 01:04:01 molarforhold: 0,1331 g (1,330 mmol) av CaCO 3, 0,3196 g (5,319 mmol) 2 SiO, og 0,1058 g CuO (1,330 mmol)og legge til et rent agatmorter. </li><li> Fukt pulverblandingen med 1-2 ml aceton og hånd slipe med en agat pistill for ~ 5 min. Overfør den resulterende lysegrått pulver (figurene 1b og 2b) i en platina-digel. </li><li> Varm opp digelen i en boks ovn til 1020 ° C med en hastighet på 5 ° C / min, hold i 16 timer, og deretter avkjølt til romtemperatur </li><li> Skrap ut den løs, lys blå-grå pulver med en polytetrafluoretylen (PTFE) slikkepott. Merk: Produktet kan karakteriseres ved optisk mikroskopi (figur 3), SEM (figur 4), PXRD (figur 5), og NIR fotografi (fig. 8). </li></ol></li></ol> 2. Syntese av BaCuSi 4 O 10 <ol><li> Smelt Flux Syntese av BaCuSi 4 O 10 <ol><li> Vei ut Baco 3, SiO 2, og CuO i en 01:04:01 molarforhold:0,2085 g Baco 3 (1,057 mmol), 0,2539 g SiO 2 (4,226 mmol) og 0,0840 g CuO (1,056 mmol). I tillegg veie ut fluksen komponenten (12,5 vekt%): 0,0765 g PbO. Til disse materialene til et rent agatmorter. </li><li> Hånd slipe for ~ 5 min med en agat pistill inntil blandingen blir en homogen lysegrått pulver (fig 1c og 2c). Overfør denne blandingen til en ren, tørr platina smeltedigel. </li><li> Varm opp digelen i en ovn til 950 ° C (ramp hastighet på 2 ° C / min), hold ved 950 ° C i 24 timer, deretter langsomt avkjølt til 700 ° C (rate på 0,1 ° C / min), og endelig avkjøles til romtemperatur. </li><li> Fjern krystallene fra smeltedigelen og forsiktig knuse dem med en stampe. </li><li> Tillate krystallene å synke ned i 50 ml av 1 M vandig HNO 3 over natten for å fjerne smelte flux. </li><li> Filter krystallene og vaskes med avionisert vann for å fullstendig fjerne resten av smelten flux. Merk: Dette mariale bør være grunnen til et finere pulver til PXRD-analyse (figur 6). Det kan også bli karakterisert ved optisk mikroskopi (figur 3) og NIR fotografi (fig. 8). </li></ol></li><li> Solid State Syntese av BaCuSi 4 O 10 <ol><li> Vei ut Baco 3, SiO 2, og CuO i en 01:04:01 molarforhold: 0,2085 g Baco 3 (1,057 mmol), 0,2539 g SiO 2 (4,226 mmol), og 0,0840 g CuO (1,056 mmol) og legge til en ren agatmorter. </li><li> Fukt pulverblandingen med 1-2 ml aceton og hånd slipe med en agat pistill for ~ 5 min. Overfør den resulterende lysegrått pulver (figurene 1D og 2D) i en platina digel. </li><li> Varm opp digelen i en boks ovn til 960 ° C med en hastighet på 5 ° C / min og hold i 16 timer, deretter avkjøles til romtemperatur. </li><li> Skrap ut den løse blå pulver med en polytetrafluoretylen (PTFE) slikkepott. Merk:Produktet kan karakteriseres ved optisk mikroskopi (figur 3), PXRD (figur 6), og NIR fotografi (fig. 8). </li></ol></li></ol> Tre. Eksfoliering av CaCuSi 4 O 10 <ol><li> Lad en 50 ml rundbunnet kolbe med 0.50 g CaCuSi 4 O 10, 40 ml avionisert vann, og en glassbelagt magnetisk rørestav. </li><li> Fest en vannkjøler til kolben. Varm reaksjonsblandingen til 85 ° C under magnetisk omrøring ved 400 rpm i to uker. </li><li> Fjern fra varmekilden, la oppløsningen å slå seg uforstyrret over natten, og deretter filtrere supernatanten gjennom et 0,4 pm membranfilter. Vacuum tørke tørrstoff. Merk: Produktet er et lyseblått pulver som kan karakteriseres ved optisk mikroskopi (figur 3), PXRD (figur 5), transmisjonselektronmikroskopi (TEM) (figur 7), og NIR fotografi (fig.ure 8). </li></ol> 4. Eksfoliering av BaCuSi 4 O 10 <ol><li> Lad en 50 ml plast sentrifugerør med 0,14 g BaCuSi 4 O 10 og 20 ml N-vinylpyrrolidon. </li><li> Med sentrifugerør nedsenket i et is / vann-bad, sonicate med en sonde ultrasonicator ved 40% amplitude (17 W) i 1 time. </li><li> La dispersjonen settle uforstyrret over natten, og deretter dekanteres supernatanten til et nytt sentrifugerør. </li><li> Spinn ned på 10 286 xg ved hjelp av en sentrifuge. Dekanter supernatanten, forlater nanosheets på bunnen av sentrifugerøret. </li><li> Resuspender dette materialet i 20 ml vann med et par minutter av bad lydbehandling. For å isolere et pulver som filtreres gjennom et 0,4 pm membranfilter og vakuum tørke de faste stoffene. Merk: Produktet er et lyseblått pulver som kan karakteriseres ved optisk mikroskopi (figur 3), PXRD (figur 6), TEM (Figur 7 </strong&gt;), og NIR fotografering (Figur 8). </li></ol> 5. Ink Forberedelse <ol><li> Spre ~ 0,10 g CaCuSi 4 O 10 nanosheets i 5 ml avionisert vann ved hjelp av bad lydbehandling for ~ 10 min. Merk: Dette blekk (figur 9) kan benyttes for maling, trykking, etc. Se Figur 10 for et representativt eksempel, hvor blekket ble brukt til papir med en børste. </li></ol> 6. Near Infrared Fotografisk Imaging <ol><li> Strålebehandling prøvene ved hjelp av rødt lys (f.eks med et rødt lys-emitting diode array), ta vare å eliminere eventuelle andre lyskilder. </li><li> Fotografere med et kamera modifisert til bilde i nær infrarøde området. Bruk f stop innstillingen f/22 og en eksponeringstid på 0,5 sek. </li></ol>

<ol>
	<li>Berke, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Invention+of+Blue+and+Purple+Pigments+in+Ancient+Times.">The Invention of Blue and Purple Pigments in Ancient Times.</a> Chem. Soc. Rev. 36, 15-30 (2007).</li><li>Hazen, R. M., Burnham, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Crystal+Structure+of+Gillespite+I+and+II:+A+Structure+Determination+at+High+Pressure.">The Crystal Structure of Gillespite I and II: A Structure Determination at High Pressure.</a> Am. Min. 59, 1166-1176 (1974).</li><li>Miletich, R., Allan, D. R., Angel, R. J. <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 Synthetic Cr2+ Silicates BaCrSi4O10 and SrCrSi4O10: The Missing Links in the Gillespite-Type ABSi4O10. 82, 697-707 (1997).</li><li>Pabst, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structures+of+Some+Tetragonal+Sheet+Silicates.">Structures of Some Tetragonal Sheet Silicates.</a> Acta Cryst. 12, 733-739 (1959).</li><li>Chakoumakos, B. C., Fernandez-Baca, J. A., Boatner, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refinement+of+the+Structures+of+the+Layer+Silicates+MCuSi4O10+(M+=+Ca,+Sr,+Ba)+by+Rietveld+Analysis+of+Neutron+Powder+Diffraction+Data.+.">Refinement of the Structures of the Layer Silicates MCuSi4O10 (M = Ca, Sr, Ba) by Rietveld Analysis of Neutron Powder Diffraction Data. .</a> J. Solid State Chem. 103, 105-113 (1993).</li><li>Hughes, E. M., Pack, M. J., Dann, S. E., Weller, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+Structural+Characterisation+of+Alkaline+Earth+Sheet+Silicates+Containing+Copper+by+Powder+Neutron+Diffraction,+EXAFS+and+UV-Visible+Spectroscopy.">Preparation and Structural Characterisation of Alkaline Earth Sheet Silicates Containing Copper by Powder Neutron Diffraction, EXAFS and UV-Visible Spectroscopy.</a> Anales de Quimica Int Ed. 93, 233-236 (1997).</li><li>Accorsi, 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=The+Exceptional+Near-Infrared+Luminescence+Properties+of+Cuprorivaite.">The Exceptional Near-Infrared Luminescence Properties of Cuprorivaite.</a> Egyptian Blue). Chem. Comm. , 3392-3394 (2009).</li><li>Verri, 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+Spatially+Resolved+Characterization+of+Egyptian+Blue,+Han+Blue+and+Han+Purple+by+Photo-Induced+Luminescence+Digital+Imaging.">The Spatially Resolved Characterization of Egyptian Blue, Han Blue and Han Purple by Photo-Induced Luminescence Digital Imaging.</a> Anal. Bioanal. Chem. 394, 1011-1021 (2009).</li><li>Jose, S., Reddy, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lanthanum-Strontium+Copper+Silicates+as+Intense+Blue+Inorganic+Pigments+with+High+Near-Infrared+Reflectance.">Lanthanum-Strontium Copper Silicates as Intense Blue Inorganic Pigments with High Near-Infrared Reflectance.</a> Dyes Pigm. 98, 540-546 (2013).</li><li>Zhuang, Y., Tanabe, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forward+and+Back+Energy+Transfer+Between+Cu2++and+Yb3++in+Ca1-xCuSi4O10:Ybx+Crystals.">Forward and Back Energy Transfer Between Cu2+ and Yb3+ in Ca1-xCuSi4O10:Ybx Crystals.</a> J. Appl. Phys. 112, (2012).</li><li>Borisov, S. M., W&#252;rth, C., Resch-Genger, U., Klimant, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Life+of+Ancient+Pigments:+Application+in+High-Performance+Optical+Sensing+Materials.">New Life of Ancient Pigments: Application in High-Performance Optical Sensing Materials.</a> Anal. Chem. 85, 9371-9377 (2013).</li><li>Johnson-McDaniel, D., Barrett, C. A., Sharafi, A., Salguero, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscience+of+an+Ancient+Pigment.">Nanoscience of an Ancient Pigment.</a> J. Am. Chem. Soc. 135, 1677-1679 (2013).</li><li>Laurie, A. P., McLintock, W. F. P., Miles, F. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Egyptian+Blue.">Egyptian Blue.</a> Proc R Soc London A. 89, 418-429 (1914).</li><li>Chase, W. T., Brill, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Egyptian+Blue+as+a+Pigment+and+Ceramic+Material.">Egyptian Blue as a Pigment and Ceramic Material.</a> Science in Archaeology. , 80-90 (1971).</li><li>Tite, M. S., Bimson, M., Cowell, M. R., Lambert, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+11:+Technological+Examination+of+Egyptian+Blue.">Chapter 11: Technological Examination of Egyptian Blue.</a> Archaeological Chemistry III, Advances in Chemistry Series. 205, 215-242 (1984).</li><li>Ullrich, D., Delamare, F., Hackens, T., Helly, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Egyptian+Blue+and+Green+Frit:+Characterization,+History+and+Occurrence,+Synthesis.">Egyptian Blue and Green Frit: Characterization, History and Occurrence, Synthesis.</a> Datation-Charact&#233;risation des Peintures Pari&#233;tales et Murales. 17, 323-332 (1987).</li><li>Riederer, J., Fitzhugh, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+1:+Egyptian+Blue.">Chapter 1: Egyptian Blue.</a> Artist' Pigments: A Handbook of Their History and Characteristics. 3, 23-45 (1997).</li><li>Delamare, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sur+les+Processus+Physiques+Intervenant+Lors+de+la+Synth&#232;se+du+Bleu+&#201;gyptien:+R&#233;flexion+&#224;+Propos+de+la+Composition+de+Pigments+Bleus+Gallo-Romains.">Sur les Processus Physiques Intervenant Lors de la Synth&#232;se du Bleu &#201;gyptien: R&#233;flexion &#224; Propos de la Composition de Pigments Bleus Gallo-Romains.</a> Revue d'Arch&#233;om&#233;trie. 21, 103-119 (1997).</li><li>Canti, M. G., Heathcote, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscopic+Egyptian+Blue+(Synthetic+Cuprorivaite)+from+Sediments+at+Two+Archaeological+Sites+in+West+Central.">Microscopic Egyptian Blue (Synthetic Cuprorivaite) from Sediments at Two Archaeological Sites in West Central.</a> 29, 831-836 (2002).</li><li>Pradell, T., Salvado, N., Hatton, G. D., Tite, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+Processes+Involved+in+Production+of+the+Ancient+Pigment,+Egyptian+Blue.">Physical Processes Involved in Production of the Ancient Pigment, Egyptian Blue.</a> J. Am. Ceram. Soc. 89, 1426-1431 (2006).</li><li>Warner, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Synthesis, Properties and Mineralogy of Important Inorganic Materials. , 26-47 (2011).</li><li>Lin, H. C., Liao, F. L., Wang, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+of+BaCuSi4O10.">Structure of BaCuSi4O10.</a> Acta Cryst. 48, 1297-1299 (1992).</li><li>Janczak, J., Kubiak, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refinement+of+the+Structure+of+Barium+Copper+Silicate+BaCu[Si4O10]+at+300.">Refinement of the Structure of Barium Copper Silicate BaCu[Si4O10] at 300.</a> K. Acta Cryst. 48, 1299-1301 (1992).</li><li>Wiedemann, H. G., Bayer, G., Agnew, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+and+Stability+of+Chinese+Barium+Copper-Silicate+Pigments.">Formation and Stability of Chinese Barium Copper-Silicate Pigments.</a> Conservation of Ancient Sites on the Silk Road: Proceedings of an International Conference on the Conservation of Grotto. , 379-387 (1997).</li><li>Berke, H., Wiedemann, H. 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+Chemistry+and+Fabrication+of+the+Anthropogenic+Pigments+Chinese+Blue+and+Purple+in+Ancient+China.">The Chemistry and Fabrication of the Anthropogenic Pigments Chinese Blue and Purple in Ancient China.</a> East Asian Science, Technology, and Medicine. 17, 94-120 (2000).</li></ol>

Forfatterne har ingen konkurrerende finansielle interesser.

Utarbeidelse av egyptisk blått pigment, en blanding av det meste CaCuSi 4 O 10 og SiO 2, er et godt studert prosessen 4,13-21. De mange rapporterte prosedyrer kan kategoriseres som enten smelte fluks eller SSD-reaksjoner. To viktige fordeler med smelte flux tilnærmingen er at den tillater lavere reaksjonstemperaturer (&lt;900 ° C) og lar CaCuSi 4 O 10 krystaller til nucleate og vokse fra en smeltet glassfase 20.. Den fluks komponenten er typisk et alkalimetall-salt (f.eks Na 2 CO 3) eller boratforbindelse (f.eks boraks). Til sammenligning, SSD-synteser utelate flux, men krever høyere temperaturer (~ 1000 ° C) for reaksjonen mellom Ca, CuO, og SiO 2 kilder for å nå ferdigstillelse. Selv om syntesen av Han blått pigment ikke er like godt undersøkt som for egyptisk blå 4,22-25, utarbeidelse av BaCuSi 4 O 10 følger lignende smelte fluks og solid-state ruter med to forskjeller: (1) en PbO flux bør brukes, og (2) de reaksjonstemperaturer må være nærmere kontrollert på grunn av alternative Ba-Cu-Si-O faser som kan danne (f.eks BaCuSi 2 O 6). Disse punktene er illustrert av de detaljerte fremgangsmåter og resultater som er beskrevet i denne artikkelen. Først, for alle metoder, utgangsmaterialene skal slipes til en glatt pulver (figurene 1a-d) bestående av 5 til 20 mikrometer partikler (karakterisert av SEM, Fig. 2a-d). Deretter ved bruk av en vesentlig mengde av flussmiddel (12,5 vekt%) i fremstillingen av CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 fører til sterkt krystallinske produkter, som er kjennetegnet ved intense blå farging (figurene 3a og 3c), relativt store partikkelstørrelser (Figur 4a </strong&gt;), Og sterke PXRD-mønstre (figurene 5a og 6a). De redusert isolerte utbytter (~ 70%) fra disse preparater er forårsaket av adhesjon av de smeltede reaksjonsblandinger til digelen. Til sammenligning CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 utarbeidet av solid-state rute utstillings mindre intens farge (Tall 3b og 3d) og mindre partikkelstørrelser (figur 4b). Som syntetisert, disse produktene er pulvere som kan isoleres i tilnærmet kvantitative utbytter. Derfor, for både CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10, fordelene av flux og betydningen av reaksjonstemperaturen kan ikke overvurderes. Bemerkelsesverdig, peeling av CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 skjer under enkle vannforhold. I tilfelle av CaCuSi 4 O 10, er ganske langsom ved værelse denne reaksjonentemperatur (≥ 6 uker for å se noen merkbar peeling), men det blir syntetisk stoff ved 80 ° C (vesentlig eksfoliering etter 2 uker). Til sammenligning er det peeling av BaCuSi 4 O 10 svak selv ved 80 ° C, og så bruker vi en enda større energitilførsel i form av ultrasonication. Disse reaksjonene er svært pålitelig med to advarsler. For CaCuSi 4 O 10, er det viktig å bruke et glass-belagt rørestav; hvis en standard PTFE-belagt oppsikt bar brukes, finner vi at PTFE biprodukter forurense CaCuSi 4 O 10 nanosheet produktet. For BaCuSi 4 O 10, er det viktig å kontrollere ultrasonication kraft og tid slik at reaksjonen stoppes før nanosheets bli degradert. Transmisjonselektronmikroskopi (TEM) av nanosheet produkter viser at disse svært tynne materialer har laterale dimensjoner fra hundrevis av nanometer til flere microns. Generelt er disse laterale dimensjoner korrelerer med krystallittstørrelse på den tredimensjonale utgangsmateriale. I tidligere arbeid, atomic force mikros gitt topografisk kartlegging som demonstrerte single-layer tykkelser (~ 1,2 nm) av disse nanosheets 12. Fotografier av pulver CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 nanosheet prøvene (figur 3e-h) viser at deres farge er mindre intens enn den til utgangsmaterialene, kan en direkte følge av nanostrukturering. Ytterligere informasjon gis av PXRD (Figur 5 og 6), som avslører basal spalting langs (001) plan og foretrukket orientering langs {00 l} serie for alle nanosheet prøver. Disse funksjonene reflektere stablet oppstilling av disse høyt anisotrope nanomaterialer når dråpe-støpt på et substrat. Videre er det karakteristisk NIR utslipp av CaCuSi 4 O 10 ved ~ 910 nm og BaCuSi 4 O 10 ved ~ 950 nm er vist i NIR-fotografi av alle åtte prøver (figur 8). Løsningen behandling av CaCuSi 4 O 10 kan utføres ved enkel fremstilling av en kolloidal dispersjon av CaCuSi 4 O 10 nanosheets (figur 9) til bruk som en trykkfarge. Dette blekket kan deretter påføres på et substrat via spin coating, sprøytebelegging, blekk teknikker 12 stråle, eller ganske enkelt å børste (figur 10). Viktigere er de NIR utslipps egenskaper CaCuSi 4 O 10 beholdt i alle stadier av denne prosessen. Disse nye muligheter markere kontrasten mellom CaCuSi 4 O 10 nanosheets og den tradisjonelle bruken av egyptisk blått pigment, et svært kornet materiale som er utfordrende å innlemme i en jevn maling.

Levende farger ble verdsatt hele den antikke verden. Selv i dag, kan vi fortsatt se restene av pigmenter og fargestoffer skapt av alle store kultur. Bemerkelsesverdig er to av de mest kjente syntetiske blå pigmenter har en liknende kjemisk sammensetning og struktur, til tross for å ha blitt utviklet ved vidt forskjellige tider og steder. De fargede komponenter i både egyptisk blå, CaCuSi 4 O 10, og Han-blått, BaCuSi 4 O 10, tilhører den jordalkalimetall-kobber tetrasilicate serie, ACuSi 4 O 10 (A = Ca, Sr, Ba) 1, samt større gillespite gruppe, ABSi 4 O 10 (B = Fe, Cu, Cr) 2,3. Utover tradisjonelle pigment applikasjoner, nåværende vitenskapelig interesse i disse materialene sentre på deres sterke nær infrarød (NIR) emisjonsegenskaper. Dette utslippet stammer fra Cu 2 + i kvadrat planar koordinering; disse ionene er forbundet med tetrahedral silikat-molekyldeler innenfor det tredimensjonale krystallstruktur, og de ​​resulterende lagene veksler med jordalkali-ioner 4-6. Nye tekniske høydepunktene inkluderer NIR imaging å identifisere egyptiske og Han blå pigmenter på kulturminner gjenstander 7,8, lanthanid doping av ACuSi 4 O 10 å forbedre NIR refleksjonsegenskaper og åpne nye energioverføring trasé 9,10, bruk av ACuSi 4 O 10 som den aktive materiale for optiske sensorer 11, og peeling av CaCuSi 4 O 10 inn i monolayer nanosheets 12. Spesielt gir denne siste eksempel en måte å nanostrukturen CaCuSi 4 O 10, slik at den kan behandles som en kolloidal dispersjon i stedet for som et partikkelformet faststoff 12. Fordi kolloidale dispersjoner er kompatible med løsning-behandling teknikker (f.eks spin belegg, blekk jet utskrift, lag-på-lag deponeringsjon), åpner dette forhånd nye anvendelsesområder som spenner fra sikkerhets blekk til biomedisinsk bildebehandling. De eksperimentelle protokoller illustrert i dette bidraget vil gjøre forskerne fra forskjellig bakgrunn for å forberede, karakterisere og bruke CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 nanosheets i sitt arbeid.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1124px;" width="1124">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:161px;">Supplier</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:527px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Sodium carbonate (Na2CO3)</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">S7795</td>
			<td>bioXtra, &#8805; 99.0 %</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Calcium carbonate (CaCO3)</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">C4830</td>
			<td>bioXtra, &#8805; 99.0 %</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;">Barium carbonate (BaCO3)</td>
			<td style="width:161px;">Solvay Performance Chemicals</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Research sample: Electronic-grade purity, nanocrystalline</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Copper (II) carbonate basic (Cu2CO3(OH)2)&#160;&#160;</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">207896</td>
			<td>Reagent grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Copper (II) oxide (CuO)&#160;</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">450812</td>
			<td>99.99 % trace metals base</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Silicon dioxide (SiO2)</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">S5631</td>
			<td>~99 %, particle size 0.5-10 &#956;m (approx. 80% between 1-5 &#956;m)</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;">Sodium tetraborate decahydrate (Na4B4O7.10H2O)</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">S9640</td>
			<td>ACS &#8805; 99.5 %</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium chloride (NaCl)&#160;</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">S9888</td>
			<td>ACS &#8805; 99.0 %</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lead (II) oxide (PbO)&#160;</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">402982</td>
			<td>ACS &#8805; 99.0 %</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">N-Vinylpyrrolidinone (C6H9NO)</td>
			<td style="width:161px;">Sigma Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:119px;">V3409</td>
			<td>contains sodium hydroxide as inhibitor, ACS &#8805; 99.0 %</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Box Furnace</td>
			<td style="width:161px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Box Furnace</td>
			<td style="width:161px;">Carbolite</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Bath Sonicator</td>
			<td style="width:161px;">Branson</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Ultrasonicator</td>
			<td style="width:161px;">Qsonica</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Q700 Sonicator</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:317px;">Camera</td>
			<td style="width:161px;">custom modification of Nikon D3000 camera</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td>Xnite Nikon D3000 camera with a Nikkor 18-200 mm lens and a Xnite 830 filter&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Light Source</td>
			<td style="width:161px;">Excled Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">PAR64</td>
			<td>LED Colour Beamer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Light Microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>mz6 Stereomicroscope with Spot Idea camera and Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Powder X-Ray Diffractometer</td>
			<td>Bruker&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>D8-Advance diffractometer (Co-K&#945; radiation source)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Transmission Electron Microscope</td>
			<td>FEI Technai</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Scanning Electron Microscope</td>
			<td>FEI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:317px;">Membrane filters</td>
			<td style="width:161px;">Millipore</td>
			<td style="width:119px;">HTTP04700</td>
			<td>Isopore Membrane filter with 0.4 &#181;m pore size</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

exfoliation of egyptian blue and han blue, two alkali earth copper silicate-based pigments

I en visualisert eksempel på den fjerne fortid forbinder med moderne tid, vi beskrive utarbeidelse og peeling av CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10, de fargede delene på historiske egyptiske blå og Han blå pigmenter. Bulk former av disse materialer er syntetisert av både smelte fluks-og halvlederveier, som gir en viss kontroll over den krystallitstørrelsen av produktet. Smeiten fluks prosessen er tidskrevende, men det gir forholdsvis store krystaller ved lavere reaksjonstemperaturer. Til sammenligning er den solid-state-metoden raskere ennå krever høyere reaksjonstemperaturer og gir mindre krystallitter. Ved omrøring i varmt vann, CaCuSi 4 O 10 spontant eksfolierer inn monolagcellene nanosheets, som er preget av TEM og PXRD. BaCuSi 4 O 10 på den annen side krever ultrasonication i organiske oppløsningsmidler for å oppnå eksfoliering. Nær infrarød bildebehandling illustrererat både bulk og nanosheet former CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 er sterke i nærheten infrarøde emittere. Vandig CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 nanosheet dispersjoner er nyttige fordi de gir en ny måte å håndtere, karakterisere og behandle disse materialene i kolloidalt skjema.

De beskrevne synteser av CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 gir ca 0,5 g av produktet per batch. Isolerte Avlingene av CaCuSi 4 O 10 fra smelte flux og solid-state syntesene vanligvis varierer fra 70-75% og 90-95%, henholdsvis. For BaCuSi 4 O 10, den isolerte avkastningen fra smelte flux og solid-state syntesene vanligvis varierer fra 65-70% og 95-99%, henholdsvis. De strukturer av alle av de preparerte materialer, så vel som forskjeller i intensiteten av sin blå farge på grunn av varierende crystal størrelser, er synlig ved lav forstørrelse optisk mikroskopi (figurene 3a-h). Scanning elektronmikroskopi (SEM) bildene bekrefter at SSD-metode for å syntetisere CaCuSi 4 O 10 produserer ~ 1-15 mikrometer primære krystallitter (figur 4b) mens smelte flux forhold fører til ~ 5-50 mikrometer kryst<html> allites (figur 4a). Pulver røntgen-diffraksjon (PXRD) mønster for CaCuSi 4 O 10 (figurene 5a og 5c) og BaCuSi 4 O 10 (figurene 6a og 6c) vise sammensetningen og fase Renheten av disse produkter. Representative transmisjonselektronmikroskopi (TEM)-bilder viser nanosheet morfologi av ekspandert produkt (figur 7). I tillegg viser NIR fotografisk avbildning sterke luminescens av både hoveddelen og ekspandert materiale (fig. 8). En enkel måte for å illustrere løsningen bearbeidbarhet av CaCuSi 4 O 10 nanosheets er å fremstille en vandig blekk (figur 9) er egnet for maling (figur 10). hres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/51686/51686fig1.jpg &quot;/&gt; Figur 1. Fotografier av hånd-bakken starter materialer. (A) CaCuSi 4 O 10 smelte flux, (b) CaCuSi 4 O 10 solid-state, (c) BaCuSi 4 O 10 smelte flux, og (d) BaCuSi 4 O 10 SSD-synteser. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51686/51686fig1highres.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Fig. 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51686/51686fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51686/51686fig2.jpg" /> Figur 2. Scanning elektronmikroskopi. Bilder av hånd-bakken utgangsmaterialer for (a) CaCuSi 4 O 10 smelte fluks, ( <strong&gt; b) CaCuSi 4 O 10 solid-state, (c) BaCuSi 4 O 10 smelte flux, og (d) BaCuSi 4 O 10 SSD-synteser. Alle prøvene ble belagt med gull før bildebehandling. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51686/51686fig2highres.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Figur 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51686/51686fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51686/51686fig3.jpg" /> Fig. 3. Optisk mikroskopi. Bulk CaCuSi 4 O 10 fremstilles ved smelte-strøm (a) og fast tilstand (b) fremgangsmåter. Bulk BaCuSi 4 O 10 fremstilles ved smelte fluks (c) og faststoff (d) fremgangsmåter. Ekspandert produkt (eh) av (a-<html> d), henholdsvis. Alle bildene har en mm skala bar show i panel (a). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51686/51686fig3highres.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Figur 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51686/51686fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51686/51686fig4.jpg" /> Figur 4. Scanning elektronmikroskopi. Bilder av bulk CaCuSi 4 O 10 laget av smelte fluks (a) og solid state (b) metoder. Prøvene ble belagt med gull før bildebehandling. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51686/51686fig4highres.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> 686/51686fig5highres.jpg &quot;width =&quot; 500 &quot;/&gt; . Figur 5 Pulver røntgendiffraksjon:. CaCuSi 4 O 10 Mønstre for bulk CaCuSi 4 O 10 fremstilles ved smelte-strøm (a) og faste tilstand (c) fremgangsmåter. Stjernene betegne en silika urenhet. Mønstre for ekspandert CaCuSi 4 O 10, (b) og (d), fremstilt av (a) og (c), henholdsvis. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51686/51686fig5highres.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Figur 6" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51686/51686fig6highres.jpg" width="500" /> . Figur 6 Powder røntgendiffraksjon:. BaCuSi 4 O 10 oppskrifter for bulk BaCuSi 4 O 10 utarbeidet av smelte fluks ( <strong&gt; a) og faststoff (c) fremgangsmåter. Stjernen betegner en silika urenhet. Mønstre for ekspandert BaCuSi 4 O 10, (b) og (d), fremstilt av (a) og (c), henholdsvis. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51686/51686fig6highres.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Figur 7" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51686/51686fig7highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51686/51686fig7.jpg" /> Figur 7. Transmisjonselektronmikroskopi. Representative bilder av ekspandert CaCuSi 4 O 10 avledet fra bulk CaCuSi 4 O 10 laget av smelte fluks (a) eller fast tilstand (b) metoder. Representative bilder av ekspandert BaCuSi 4 O 10 avledet fra bulkBaCuSi 4 O 10 laget av smelte fluks (c) eller Solid State (d) metoder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51686/51686fig7highres.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Figur 8" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51686/51686fig8highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51686/51686fig8.jpg" /> Figur 8. Near Infrared Imaging. Luminescens av bulk CaCuSi 4 O 10 utarbeidet av smelte fluks (a) og solid state (b) prosedyrer. Luminescence of bulk BaCuSi 4 O 10 fremstilles ved smelte fluks (c) og faststoff (d) fremgangsmåter. Luminescence av ekspandert produkt (eh) av (ad), henholdsvis. Pulverprøvene som finnes i glassflasker, og entire sett av prøvene ble fotografert på en gang. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51686/51686fig8highres.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Figur 9" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51686/51686fig9highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51686/51686fig9.jpg" /> Figur 9. Fotografi av en CaCuSi 4 O 10 nanosheet blekk i et hetteglass. <img alt="Fig. 10" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51686/51686fig10highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51686/51686fig10.jpg" /> Figur 10. Near Infrared Imaging. En rudimentær maleri med CaCuSi 4 O 10 nanosheet blekk som illustrerer både det enkle programmet og dets luminescens egenskaper.

Watch this Scientific Journal Video about Exfoliation of Egyptian Blue and Han Blue, Two Alkali Earth Copper Silicate-based Pigments at JoVE.com

Exfoliation of Egyptian Blue and Han Blue, Two Alkali Earth Copper Silicate-based Pigments

Utarbeidelse og peeling av CaCuSi 4 O 10 og BaCuSi 4 O 10 er beskrevet. Ved omrøring i varmt vann, CaCuSi 4 O 10 spontant eksfolierer inn monolayers, mens BaCuSi 4 O 10 krever ultrasonication i organiske løsemidler. Nær infrarød (NIR) avbildning illustrerer NIR emisjonsegenskaper til disse materialene, og vandige dispersjoner av disse nanomaterialer er nyttige for behandling av løsningen.

Eksfoliering av egyptisk blå og Han Blå, To Alkali Earth Copper silikat-baserte pigmenter

In a visualized example of the ancient past connecting with modern times, we describe the preparation and exfoliation of CaCuSi4O10 and BaCuSi4O10, the ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Transport av Surface-modifisert karbonnanorør gjennom en Soil kolonne

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

Metal-silicate Partitioning at High Pressure and Temperature: Experimental Methods and a Protocol to Suppress Highly Siderophile Element Inclusions

Metal-silikat Partisjone ved høyt trykk og temperatur: Eksperimentelle metoder og en protokoll som skal utelates Meget Siderophile Element Slutninger

Estimates of the primitive upper mantle (PUM) composition reveal a depletion in many of the siderophile (iron-loving) elements, thought to result from ...

Chemical Gardens as Flow-through Reactors Simulating Natural Hydrothermal Systems

Kjemiske Gardens som Gjennomstrømning Reaktorer simulere Natur Hydrotermale Systems

Here we report experimental simulations of hydrothermal chimney growth using injection chemical garden methods. The versatility of this type of experiment ...

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

Syntese og Peeling av Discotic Zirkonium Fosfater henter Kolloidalt Liquid Crystals

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

In Situ Karakterisering av Boehmite partikler i vann med flytende SEM

In situ imaging and elemental analysis of boehmite (AlOOH) particles in water is realized using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface ...

Extraction of Ramie Fiber in Alkali Hydrogen Peroxide System Supported by Controlled-release Alkali Source

Utvinning av Rami Fiber i lut hydrogenperoksid systemet støttes av kontrollert-release Alkali kilde

This protocol demonstrates a method for ramie fiber extraction by scouring raw ramie in an alkali hydrogen peroxide system supported by a ...

Determination of Thermodynamic Properties of Alkaline Earth-liquid Metal Alloys Using the Electromotive Force Technique

Fastsettelse av termodynamisk egenskaper av alkalisk jord-flytende metall legeringer med Elektromotorisk kraft-teknikk

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline ...

Reliable Mechanochemistry: Protocols for Reproducible Outcomes of Neat and Liquid Assisted Ball-mill Grinding Experiments

Pålitelig Mechanochemistry: Protokoller for reproduserbar resultatene ryddig og flytende assistert Ball-mølle sliping eksperimenter

The equilibrium outcomes of ball mill grinding can dramatically change as a function of even tiny variations in the experimental conditions such as the ...

Exfoliation and Analysis of Large-area, Air-Sensitive Two-Dimensional Materials

Peeling og analyse av stor-området, Air-Sensitive todimensjonal materialer

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals ...

Accumulation and Analysis of Cuprous Ions in a Copper Sulfate Plating Solution

Akkumulering og analyse av Cuprous ioner i en kobber sulfat Plating løsning

Knowledge of the behavior of cuprous ions (monovalent copper ion: Cu(I)) in a copper sulfate plating bath is important for improving the plating process. ...