Name: synthesis and characterization of fe-doped aluminosilicate nanotubes with enhanced electron conductive properties
Uploaded: 2016-11-15T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis and Characterization of Fe-doped Aluminosilicate Nanotubes with Enhanced Electron Conductive Properties at JoVE.com

الكتاب يعترف البروفيسور كلاوديو Gerbaldi وNerino Penazzi (البوليتكنيك في تورينو) للإقراض في غرفة جافة.

1. توليف من 3 غرام من NTS المنظمة البحرية الدولية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في غرفة جافة، إعداد ملي HClO 4 حل 80 عن طريق إضافة ببطء 1.3 مل من حمض البيركلوريك مع جزء من كتلة 70٪ إلى 187.7 مل من الماء المقطر المزدوج في درجة حرارة الغرفة (RT). استخدام كوب 2،0...

من أجل أن تكون ناجحة، وبروتوكول ذكرت لابد من اتباعها بدقة، منذ تشكيل اليلة تعتمد بشكل صارم على الظروف التوليف. الخطوات التالية هي الحاسمة: في الخطوات 1.2 و 2.3، فائض طفيف من TEOS لديها لاستخدامها فيما يتعلق سي / نسبة رياضيات الكيمياء آل (أي TEOS: ATBS = 1.1: 2). فائض TEOS يمنع تشك?...

ويرتبط هذا المصطلح أنابيب (NT) عالميا مع أنابيب الكربون النانوية 1، واحدة من الأشياء الكيميائية الأكثر مدروسة اليوم. أقل شهرة هو حقيقة أن اليلة ألومينوسيليكات كما يمكن تصنيعه 2،3، بالإضافة إلى كونها موجودة في الطبيعة (أساسا في التربة البركانية). Imogolite (IMO) هو ألومينوسيليكات رطب مع الصيغة (OH) 3 آل 2 يا 3 SiOH 4،5، تحدث باسم احد الجدران NT مع شركة (OH) آل و آل-O-آل المجموعات على السطح الخارجي وغير silanols التفاعل (SiOH) في داخلي واحد (6). وفيما يتعلق الهندسة، وطول يتراوح بين بضعة نانومتر إلى عدة مئات من 3،5،7 نانومتر. القطر الداخلي هو ثابت عند 1.0 نانومتر 5، في حين أن قطرها الخارجي هو ~ 2.0 نانومتر في المنظمة البحرية الدولية الطبيعية، وزيادة إلى 2،5-2،7 نانومتر في عينات synthetized عند 100 درجة مئوية. التوليف عند 25 درجة مئوية ينتج اليلة بأقطار الخارجي وثيقة إلى أن من الطبيعي المنظمة البحرية الدولية بدلا من 8. في الآونة الأخيرة، وقد تبين أن اليلة مع ديكما يمكن الحصول على أقطار الخارجية fferent عن طريق تغيير الحمض استخدمت خلال التوليف 9. في مسحوق جاف، NTS المنظمة البحرية الدولية تجميع في حزم مع التعبئة سداسية تقريبا (الشكل 1). مثل مجموعة من NTS يثير ثلاثة أنواع من المسام 10،11 والسطوح ذات الصلة 12. إلى جانب المسام المناسبة داخل أنبوب ألف (1.0 نانومتر في القطر)، المسام ب أصغر حجما (0.3-0.4 نانومتر واسعة) تحدث بين ثلاثة اليلة الانحياز ضمن حزمة، وأخيرا، تحدث المسام C أكبر كما شق-mesopores بين حزم (الشكل 1 ). كل من التركيب الكيميائي والمسام البعد يؤثر على خصائص امتصاص المواد. أسطح والمسام ماء للغاية، كما أنها تصطف مع SiOH، وقادرة على التفاعل مع الأبخرة والغازات مثل H 2 O، NH 3، وأول أكسيد الكربون 12. لأنها صغيرة، المسام ب بصعوبة الوصول إليها، حتى لجزيئات صغيرة مثل المياه 10،11، في حين C المسام قد تتفاعل مع الجزيئات الكبيرة مثل الفينول <sتصل&gt; 6 و 1،3،5-triethylbenzene 12. وقد أظهرت العمارة وآخرون مؤخرا أن hexagonalization من NTS نظمت في حزم معبأة بشكل وثيق-يحدث مع (التناظرية imogolite) اليلة aluminogermate 13. هذه الظاهرة، وإن لم يلاحظ حتى الآن مع NTS ألومينوسيليكات، يمكن أن تؤثر على إمكانية الوصول إلى المسام B أيضا. تزايد الاهتمام في الكيمياء ذات الصلة للمنظمة البحرية الدولية في الآونة الأخيرة، ويرجع ذلك جزئيا إلى إمكانية تغيير تركيبة كل من الداخلية والسطح الخارجي للNTS. وجود عدد كبير من الهيدروكسيل يجعل المنظمة البحرية الدولية حساسة للغاية للتدهور الحرارية، منذ dehydroxylation يحدث فوق 300 درجة مئوية 6،14-16 مع انهيار NT يترتب على ذلك. السطح الداخلي يمكن تعديلها من قبل العديد من الطرق، بما في ذلك استبدال ذرات سي مع ذرات قه 17، والذي يسبب تشكيل إما أحادية أو مزدوجة الجدران 18 اليلة مع الصيغة (OH) 3 آل 2 </suب&gt; O 3 سي 1-س قه س OH 19. بعد تركيب تطعيم من الوظائف العضوية يؤدي إلى تشكيل اليلة مع الصيغة (OH) 3 آل 2 يا 3 شافي-R، حيث R هي العضوية جذري 20. من خلال التوليف وعاء واحد في وجود السلائف سي تحتوي على واحد العضوية راديكالية مرتبطة مباشرة إلى ذرة سي، شكل تشكيل اليلة الهجينة، مع الصيغة (OH) 3 آل 2 يا 3 سي-R (R = -CH 3 - (CH 2) 3 -NH 2) 21،22. تعديل السطح الخارجي للفائدة قصوى لتصنيع المواد المركبة imogolite / البوليمر 23 و ينطوي إما التفاعلات كهرباء أو الرابطة التساهمية. ويستند هذا الأسلوب السابق على مطابقة الشحنة بين الأسطح الخارجية للاليلة والسليم لمكافحة أيون (على سبيل المثال، octadecylphosphonate) 24،25. والأسلوب الأخير ينطوي على التفاعل بين ما قبل تشكيلهاNTS المنظمة البحرية الدولية وorganosilane (على سبيل المثال، 3-aminopropylsilane) 26. في الماء، والتفاعلات كهرباء بين المنظمة البحرية الدولية وأيونات ممكنة بسبب التوازنات التالية 27 سورة (OH) سورة + H + = ص (OH 2) + آل (1) SiOH = شافي - + H + (2) مما يؤدي إلى أسطح مشحونة التي تم اختبارها في الاحتفاظ أنيون / الموجبة من المياه الملوثة 28-32. شواغل العمل الحالية بعد تعديل آخر على السطح الخارجي (أي استبدال تماثلية من (ثماني السطوح) آل 3+ مع الحديد 3+، التي يشار إليها فيما آل 3+ / الحديد 3+ IS). هذه الظاهرة شائعة في الواقع في المعادن، في حين لا يعرف الكثير عن آل 3+ / الحديد 3+ في اليلة المنظمة البحرية الدولية. وفيما يتعلق المنشطات، العدد الأول هو المبلغ الإجمالي للر الحديدقبعة يمكن استضافته اليلة دون أن تسبب سلالات الهيكلية الحادة. وأظهر العمل التجريبي الرائد في المنظمة البحرية الدولية مخدر الحديد أن اليلة لا تشكل في الحديد كسر كتلي أعلى من 1.4٪ 33. وأظهرت الحسابات النظرية المتعاقبة التي الحديد يمكن أن تحل محل إما isomorphically عن القاعدة أو إنشاء &quot;المواقع المعيبة&quot; (34). مثل هذه العيوب (أي كتل الحديد أوكسو هيدروكسيد) كان من المفترض أن تقليص الفجوة عصابة من المنظمة البحرية الدولية (عازل كهربائي) 34،35 من 4.7 فولت إلى 2،0-1،4 فولت 34. وفقا لذلك، لقد أظهرنا مؤخرا أن وجود الحديد 3+ يضفي الصلبة ذات خصائص كيميائية جديدة والحالة الصلبة، وتخفيض الفجوة عصابة من المنظمة البحرية الدولية (E ز = 4.9 فولت) إلى 2،4-2،8 فولت 36. وأظهر تقرير صدر مؤخرا عن شركة NTS من الألمنيوم germanate مخدر الحديد، isostructural مع المنظمة البحرية الدولية أن الفعلية آل 3+ / الحديد 3+ هي محدودة إلى جزء من كتلة 1.0٪ حديد، منذ تشكيل الحديد أوكسو هيدروكسيدالجسيمات يحدث حتما في محتوى الحديد العالي بسبب الميل الطبيعي من الحديد لتشكيل المجاميع 37. وتم الحصول على نتائج مماثلة مع NTS المنظمة البحرية الدولية مخدر الحديد 33،36،38-40. من جهة النظر العلمية، وتحديد حالة الحديد والممكنة خصائص التفاعل والامتزاز في المنظمة البحرية الدولية مخدر الحديد هو قضية مهمة تتطلب العديد من التقنيات التوصيف. في هذا العمل، ونحن التقرير توليف وتوصيف للمنظمة البحرية الدولية مخدر الحديد. تم توليفها عينتين مع جزء من كتلة 1.4٪ حديد إما عن طريق التوليف المباشر (الحديد-X-IMO) أو بعد التوليف تحميل (الحديد-L-IMO). تم الحصول على عينة الثالثة مع محتوى الحديد السفلي (المقابلة لجزء من كتلة 0.70٪) من خلال التوليف المباشر من أجل تجنب تشكيل كتلة والحصول على المواد التي يتم وقعت معظمها آل 3+ / الحديد 3+. في هذه الحالة، وتشكيل اليلة مع الصيغة الكيميائية (OH) 3 </sub&gt; ومن المتوقع آل 1.975 الحديد 0.025 يا 3 SiOH. الخصائص المورفولوجية والتكوينية من الحديد مخدر ثلاثة المنظمة البحرية الدولية ومقارنة لتلك المناسبة المنظمة البحرية الدولية. وبالإضافة إلى ذلك، خصائص سطح تتصل الحديد (OH) تتم الدراسة على عينة القاعدة في المياه عن طريق قياس القدرة ζ والتفاعل مع (ضخمة) أنيون من الأصباغ صبغ حمض أورانج 7 (NaAO7)، وهو جزيء نموذج الأزو، صبغ ، وهي فئة هامة من الملوثات من كل من مياه الصرف الصحي والمياه الجوفية 41 AO7 - يتم الإبلاغ عن هيكل والجزيئية الأبعاد في الشكل 2A، إلى جانب طيف الأشعة فوق البنفسجية فيس (الشكل 2B) من المحلول المائي 0.67 ملم (درجة الحموضة الطبيعية = 6.8) . نظرا لأبعادها الجزيئية 42، و AO7 - يجب الأنواع تتفاعل بشكل رئيسي مع السطح الخارجي للNTS، والحد من التفاعلات الطفيلية ربما الناجمة عن انتشار داخل المسام الداخلية للمنظمة البحرية الدولية، لذلك يمكن استخدامه كناقل التحقيق من السطح الخارجي.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="628">
	<tbody>
		<tr height="57">
			<td height="57" style="height:57px;width:216px;">Perchloric Acid (70%) puriss. p.a., ACS reagent, 70% (T)</td>
			<td style="width:95px;">Sigma Aldrich (Fluka)</td>
			<td style="width:120px;">77230</td>
			<td style="width:197px;">Toxic. Use facesheild and respirator filter.</td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:216px;">Aluminum-tri-sec-butoxide 97%</td>
			<td style="width:95px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>201073</td>
			<td style="width:197px;">Skin and eye irritation. Use&#160; eyesheild&#160; and faceshield and respirator filter</td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:216px;">Tetraethyl orthosilicate&#160;&#160;&#160; (reagent grade 98%)</td>
			<td style="width:95px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>131903</td>
			<td style="width:197px;">Toxic, Skin and eye irritation. Use&#160; eye and face shields and respirator filter</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:216px;">Iron(III) chloride hexahydrate ACS reagent, 97%</td>
			<td style="width:95px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>236489</td>
			<td style="width:197px;">Toxic and corrosive.&#160; Use&#160; eye and face shields and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:216px;">Orange II Sodium salt for microscopy (Hist.), indicator (pH 11.0-13.0)&#160;</td>
			<td style="width:95px;">Sigma Aldrich&#160;&#160;&#160; (Fluka)</td>
			<td>75370</td>
			<td style="width:197px;">Skin and eye irritation. Use&#160; gloves and dust mask.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis and characterization of fe-doped aluminosilicate nanotubes with enhanced electron conductive properties

والهدف من هذا البروتوكول هو لتجميع الأنابيب النانوية ألومينوسيليكات مخدر الحديد من نوع imogolite مع الصيغة (OH) 3 آل 2-س الحديد س س 3 SiOH. المنشطات مع الحديد يهدف إلى خفض الفجوة الفرقة من imogolite، عازل مع الصيغة الكيميائية (OH) 3 آل 2 يا 3 SiOH، وفي تعديل خصائص امتصاص تجاه الأصباغ، صبغ، فئة هامة من الملوثات العضوية كل من مياه الصرف الصحي والمياه الجوفية . ويتم الحصول على الأنابيب النانوية مخدر الحديد بطريقتين: عن طريق التخليق المباشر، حيث يتم إضافة FeCl 3 إلى خليط مائي من المبشرات سي و آل، وتحميل ما بعد التركيب، حيث يتم وضع الأنابيب النانوية مسبقة التشكيل في اتصال مع FeCl 3 • 6H 2 O محلول مائي. في كلتا الطريقتين التوليف، واستبدال تماثلية من آل 3+ التي كتبها الحديد 3+ يحدث، والحفاظ على هيكل الأنابيب النانوية. استبدال تشاكلي يقتصر في الواقع على جزء الشاملمن ~ 1.0٪ حديد، منذ في محتوى الحديد العالي (أي جزء من كتلة 1.4٪ حديد)، والحديد 2 O شكل 3 مجموعات، وخصوصا عندما يتم إقرار إجراء التحميل. يتم دراسة خصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد عن طريق حيود مسحوق الأشعة السينية (XRD)، N 2 الأيسوثرم الامتصاص في -196 درجة مئوية، وارتفاع القرار نقل الإلكترون المجهري (HRTEM)، الانعكاس منتشر (DR) أشعة فوق البنفسجية فيس التحليل الطيفي، و قياسات ζ المحتملين. والنتيجة الأكثر أهمية هي إمكانية استبدال آل 3+ أيونات (الموجود على السطح الخارجي للأنابيب النانوية) من خلال مرحلة ما بعد التوليف تحميل على imogolite متشكلة دون تكدير التوازنات المائي الحساس تحدث خلال تشكيل الأنابيب النانوية. أثناء إجراء التحميل، ويحدث تبادل أنيوني، حيث يتم استبدال آل 3+ الأيونات على السطح الخارجي للأنابيب النانوية التي كتبها أيونات الحديد 3+. في الأنابيب النانوية ألومينوسيليكات مخدر الحديد، واستبدال تماثلية من آل 3+ التي كتبها الحديد 3+ طق وجدت أن تؤثر على فجوة من imogolite مخدر. ومع ذلك، المواقع الحديد 3+ على السطح الخارجي للأنابيب النانوية قادرة على تنسيق الأنصاف العضوية، مثل الأصباغ صبغ حمض أورانج 7، من خلال آلية يجند الإزاحة التي تحدث في محلول مائي.

وفيما يتعلق التوليف من المنظمة البحرية الدولية والحديد مخدر اليلة المنظمة البحرية الدولية، أهم القضايا ذات الصلة هي ط) تشكيل NTS، وخصوصا خلال الحديد المنشطات عن طريق التخليق المباشر؛ ب) البيئة الفعلية من أنواع الحديد في المواد النهائية؛ والثالث) تأ?...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis and Characterization of Fe-doped Aluminosilicate Nanotubes with Enhanced Electron Conductive Properties at JoVE.com

Synthesis and Characterization of Fe-doped Aluminosilicate Nanotubes with Enhanced Electron Conductive Properties

هنا، نقدم بروتوكول لتجميع وتوصيف الأنابيب النانوية ألومينوسيليكات مخدر الحديد. ويتم الحصول على المواد إما عن طريق التوليف سول-جل على إضافة FeCl 3 • 6H 2 O إلى خليط يحتوي على السلائف سي و آل أو بعد التوليف التبادل الأيوني من الأنابيب النانوية ألومينوسيليكات مسبقة التشكيل.

توليف وتوصيف مخدر الحديد ألومينوسيليكات الأنابيب النانوية مع خصائص موصل الكترون المحسن

The goal of the protocol is to synthesize Fe-doped aluminosilicate nanotubes of the imogolite type with the formula (OH)3Al2-xFexO3SiOH. Doping with Fe ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

إخراج القالب التجميعي من الأنابيب النانومترية الذهبية Plasmonic مع امتصاص الأشعة تحت الحمراء الانضباطي

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) ...

Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library

التجميعي تقسيم وبركة وتوصيف الببتيد المكتبة أميد العالي

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid ...

Nucleoside Triphosphates - From Synthesis to Biochemical Characterization

نوكليوزيد Triphosphates - من توليف لتوصيف الكيمياء الحيوية

The  traditional strategy for the introduction of chemical functionalities is the  use of solid-phase synthesis by appending suitably modified ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

أطر توليف وتوصيف بين functionalized المعدنية العضوية

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

The Synthesis, Characterization and Reactivity of a Series of Ruthenium N-triphosPh Complexes

The Synthesis, Characterization and Reactivity of a Series of Ruthenium N-triphosPh Complexes

والتجميعي، توصيف والتفاعلية من سلسلة من الروثينيوم<em&gt; N</em&gt; -triphos<sup&gt; فتاه</sup&gt; مجمعات

Herein we report the synthesis of a tridentate phosphine ligand N(CH2PPh2)3 (N-triphosPh) (1) via a phosphorus based Mannich reaction of the ...

Synthesis of Non-uniformly Pr-doped SrTiO3 Ceramics and Their Thermoelectric Properties

Synthesis of Non-uniformly Pr-doped SrTiO3 Ceramics and Their Thermoelectric Properties

توليف غير موحد العلاقات العامة مخدر SrTiO<sub&gt; 3</sub&gt; سيراميك وخصائص الحرارية منها

We demonstrate a novel synthesis strategy for the preparation of Pr-doped SrTiO3 ceramics via a combination of solid state reaction and spark plasma ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

التوليف، وتوصيف، وFunctionalization الهجين الاتحاد الافريقي / أقراص مدمجة والاتحاد الافريقي / ZnS الأساسية / شل النانوية

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

توليف وتوصيف المواد الغروية Supramolecular

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering

Functionalization من احد الجدران الكربون الأنابيب النانومترية مع الحرارية عكسها البوليمر كتلة وتوصيف كل زاوية صغيرة تشتت النيوترونات

We demonstrate a protocol for single-walled carbon nanotube functionalization using thermo-sensitive PEO-PPO-PEO triblock copolymers in an aqueous ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

تطعيم الأنابيب النانوية الكربونية مولتيواليد مع البوليستيرين لتمكين التجميع الذاتي والرقع متباين

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...