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

लेखकों सूखी कमरे उधार देने के लिए प्रो क्लाउडियो Gerbaldi और Nerino Penazzi (Politecnico di टोरिनो) स्वीकार करते हैं।

1. आईएमओ एनटीएस की 3 जी के संश्लेषण <ol><li> एक सूखी कमरे में, धीरे-धीरे कमरे के तापमान (आरटी) पर डबल-आसुत जल के 187.7 मिलीलीटर के लिए 70% की एक जन अंश के साथ perchloric एसिड की 1.3 मिलीलीटर जोड़कर एक 80 मिमी HClO 4 समाधान तैयार ह?...

आदेश में सफल होने के लिए, सूचना प्रोटोकॉल ध्यान से पालन किया जाना करने के बाद से एनटीएस के गठन सख्ती से संश्लेषण की स्थिति पर निर्भर करता है। निम्नलिखित कदम महत्वपूर्ण हैं: चरणों में 1.2 और 2.3, TEOS की एक छोटी ?...

अवधि नैनोट्यूब (एनटी) सार्वभौमिक कार्बन नैनोट्यूब 1, सबसे अध्ययन रासायनिक वस्तुओं में से एक आज साथ जुड़ा हुआ है। कम ही लोग जानते तथ्य यह है कि aluminosilicate एनटीएस भी प्रकृति (मुख्य रूप से ज्वालामुखी मिट्टी में) में उपस्थित होने के लिए 2,3 संश्लेषित किया जा सकता, इसके अलावा में है। Imogolite (आईएमओ) फार्मूले के साथ एक हाइड्रेटेड aluminosilicate (OH) 3 अल 2 3 हे SiOH 4,5, बाहरी सतह और गैर पर अल (OH) अल और अल-ओ-अल समूहों के साथ एकल दीवारों NT के रूप में होने वाली भीतरी एक 6 पर बातचीत silanols (SiOH)। ज्यामिति के संबंध में, लंबाई कई सौ एनएम 3,5,7 करने के लिए कुछ एनएम से भिन्न होता है। जबकि बाहरी व्यास ~ है प्राकृतिक आईएमओ में 2.0 एनएम, 100 डिग्री सेल्सियस पर synthetized नमूनों में 2.5-2.7 एनएम के लिए बढ़ती भीतरी व्यास, 1.0 एनएम 5 पर स्थिर है। 25 डिग्री सेल्सियस पर संश्लेषण की प्राकृतिक आईएमओ के बजाय 8 उस के पास बाहरी व्यास के साथ एनटीएस अर्जित करता है। हाल ही में, यह दिखाया गया है कि di साथ एनटीएसfferent बाहरी व्यास भी संश्लेषण 9 के दौरान इस्तेमाल एसिड बदलकर प्राप्त किया जा सकता है। शुष्क पाउडर में, आईएमओ एनटीएस लगभग हेक्सागोनल पैकिंग (चित्रा 1) के साथ बंडलों में इकट्ठा। एनटीएस के इस तरह के एक सरणी pores 10,11 और संबंधित सतहों 12 के तीन प्रकार को जन्म देता है। उचित इंट्रा-ट्यूब एक pores (व्यास में 1.0 एनएम), छोटे बी pores (0.3-0.4 एनएम चौड़ा) एक बंडल के भीतर तीन गठबंधन एनटीएस के बीच में पाए जाते हैं, और अंत में, बड़े सी pores बंडलों के बीच भट्ठा mesopores (चित्रा 1 के रूप में हो इसके अलावा )। दोनों रासायनिक संरचना और ताकना आयाम सामग्री की सोखना गुणों को प्रभावित। एक छिद्रों की सतहों, बहुत हाइड्रोफिलिक हैं, क्योंकि वे SiOH के साथ लाइन में खड़ा कर रहे हैं, और वाष्प और एच 2 ओ, राष्ट्रीय राजमार्ग 3, और सीओ 12 की तरह गैसों के साथ बातचीत करने के लिए सक्षम हैं। क्योंकि वे छोटे हैं, बी pores शायद ही सुलभ, यहां तक कि पानी 10,11 जैसे छोटे अणुओं के लिए कर रहे हैं, जबकि सी pores फिनोल जैसे बड़े अणुओं के साथ बातचीत कर सकते हैं <sअप&gt; 6 और 1,3,5-triethylbenzene 12। Amara एट अल। हाल ही में दिखाया बारीकी से पैक बंडलों में आयोजित एनटीएस की कि hexagonalization (imogolite एनालॉग) aluminogermate एनटीएस 13 के साथ होता है। यह घटना है, हालांकि अब तक aluminosilicate एनटीएस के साथ नहीं मनाया, साथ ही बी pores की पहुंच को प्रभावित कर सकता है। आईएमओ से संबंधित रसायन शास्त्र में ब्याज हाल ही में आंशिक रूप से दोनों आंतरिक और एनटीएस की बाहरी सतह की संरचना बदलने की संभावना की वजह से बढ़ गया है। Hydroxyls के ढेर सारे की उपस्थिति आईएमओ थर्मल गिरावट के प्रति बेहद संवेदनशील renders, क्योंकि dehydroxylation फलस्वरूप NT पतन के साथ ऊपर 300 डिग्री सेल्सियस 6,14-16 होता है। भीतरी सतह जीई परमाणुओं 17 के साथ सी परमाणुओं के प्रतिस्थापन, जो सूत्र (OH) 3 अल 2 के साथ या तो एकल या डबल घिरी 18 एनटीएस के गठन का कारण बनता सहित कई तरीकों, द्वारा संशोधित किया जा सकता है </sub&gt; ओ 3 सी 1 एक्स जीई ओह 19 x। जैविक कार्यक्षमताओं की पोस्ट-संश्लेषण ग्राफ्टिंग के सूत्र (OH) 3 अल 2 3 हे SiO-आर, जहां आर कार्बनिक कट्टरपंथी 20 है साथ एनटीएस के गठन की ओर जाता है। एक कार्बनिक कट्टरपंथी सीधे सी परमाणु से जुड़े, गठन संकर एनटीएस रूप से युक्त एक सी अग्रदूत, सूत्र (OH) 3 अल 2 ओ 3 सी-आर (आर = -ch 3, के साथ की उपस्थिति में एक पॉट संश्लेषण के माध्यम से - (सीएच 2) 3 राष्ट्रीय राजमार्ग 2) 21,22। बाहरी सतह का संशोधन imogolite / बहुलक कंपोजिट 23 के निर्माण के लिए अत्यंत ब्याज की है और या तो electrostatic बातचीत या सहसंयोजक संबंध शामिल है। पूर्व विधि एनटीएस की बाहरी सतहों और एक उचित जवाबी आयन (जैसे, octadecylphosphonate) 24,25 के बीच आरोप मिलान पर आधारित है; बाद विधि के बीच पूर्व गठित एक प्रतिक्रिया का अर्थआईएमओ एनटीएस और एक organosilane (जैसे, 3-aminopropylsilane) 26। पानी में, आईएमओ और आयनों के बीच बातचीत electrostatic निम्नलिखित संतुलनों 27 के कारण संभव हो रहे हैं अल (OH) अल + एच + = अल (OH 2) + अल (1) SiOH = SiO - + एच + (2) आरोप लगाया सतहों कि प्रदूषित पानी 28-32 से आयनों / केशन बनाए रखने में परीक्षण किया गया है के लिए अग्रणी। वर्तमान कार्य चिंताओं अभी तक बाहरी सतह का एक और संशोधन (यानी, अष्टभुजाकार की (isomorphic प्रतिस्थापन) अल 3 + 3 + फे के साथ, इसके बाद के रूप में अल 3 + / फे 3 + जाता है के लिए कहा गया है)। जबकि कम आईएमओ एनटीएस में अल 3 + / फे 3 + के बारे में जाना जाता है यह घटना, खनिज में वास्तव में आम है। डोपिंग के संबंध में, पहला मुद्दा लोहे टी की कुल राशि हैटोपी गंभीर संरचनात्मक उपभेदों के कारण के बिना एनटीएस द्वारा आयोजित किया जा सकता है। फे डाल दिया गया आईएमओ पर एक अग्रणी प्रयोगात्मक कार्य से पता चला कि एनटीएस फे बड़े पैमाने पर अंशों अधिक से अधिक 1.4% 33 पर फार्म नहीं है। एक के बाद एक सैद्धांतिक गणना से पता चला है कि या तो फे isomorphically अल के लिए स्थानापन्न या &quot;दोषपूर्ण साइटों&quot; 34 बना सकते हैं। इस तरह के दोष (यानी, लोहे ऑक्सो-हाइड्रॉक्साइड समूहों) 2.0-1.4 eV 34 को 4.7 eV से बैंड आईएमओ के अंतराल (एक बिजली इन्सुलेटर) 34,35 को कम करने वाले थे। तदनुसार, हम हाल ही में पता चला है कि फे 3 + की उपस्थिति नए रासायनिक और ठोस राज्य गुणों के साथ ठोस प्रदान करता है, 2.4-2.8 eV से 36 आईएमओ के बैंड अंतराल (ई जी = 4.9 eV) को कम कर दिया है। फे डाल दिया गया एल्यूमीनियम germanate एनटीएस, आईएमओ के साथ isostructural पर एक ताजा रिपोर्ट से पता चला वास्तविक अल 3 + / फे 3 + है कि 1.0% फ़े के एक जन अंश तक सीमित लोहा ऑक्सो-हाइड्रॉक्साइड के गठन के बाद से,कणों फे की स्वाभाविक प्रवृत्ति के कारण अनिवार्यत: एक उच्च फे सामग्री पर होता है समुच्चय 37 के रूप में। इसी तरह के परिणाम फे डाल दिया गया आईएमओ एनटीएस 33,36,38-40 के साथ प्राप्त किया गया। देखने के एक वैज्ञानिक बिंदु से, फे की और फे डाल दिया गया आईएमओ में अपनी संभव जेट और सोखना गुण के राज्य के निर्धारण के लिए एक महत्वपूर्ण मुद्दा है कि कई लक्षण वर्णन तकनीक की आवश्यकता है। इस काम में, हम संश्लेषण और फे डाल दिया गया आईएमओ के लक्षण वर्णन की रिपोर्ट। दो नमूने या तो प्रत्यक्ष संश्लेषण (फे x-आईएमओ) या पोस्ट-संश्लेषण लोड हो रहा है (फे एल आईएमओ) से 1.4% फ़े के एक जन अंश के साथ संश्लेषित कर रहे थे; एक कम लौह सामग्री (0.70% की एक जन अंश के लिए इसी) के साथ एक तीसरी नमूना आदेश क्लस्टर गठन से बचने के लिए और एक सामग्री ज्यादातर अल 3 + / फे 3 + जो में हुई है प्राप्त करने में प्रत्यक्ष संश्लेषण के माध्यम से प्राप्त हुई थी। इस मामले में, रासायनिक सूत्र (OH) 3 के साथ एनटीएस के गठन </sub&gt; अल 1.975 फे 0.025 हे 3 SiOH की उम्मीद है। तीन फे डाल दिया गया की आकृति विज्ञान और संरचना गुण आईएमओ आईएमओ समुचित के उन लोगों की तुलना कर रहे हैं। इसके अलावा, फे (ओएच) अल समूहों पानी में ζ क्षमता और AZO डाई का (भारी) आयनों एसिड ऑरेंज 7 (NaAO7), azo-रंगों की एक मॉडल के अणु के साथ बातचीत को मापने के द्वारा अध्ययन कर रहे हैं से संबंधित सतह गुण है, जो दोनों अपशिष्ट जल और भूजल 41 के प्रदूषण का एक महत्वपूर्ण वर्ग के हैं AO7 -। संरचना और आणविक आयाम चित्रा 2A में, रिपोर्ट कर रहे हैं यूवी विज़ स्पेक्ट्रम के साथ (चित्रा 2 बी) एक 0.67 मिमी पानी का समाधान (प्राकृतिक पीएच = 6.8) । अपनी आणविक आयामों के कारण 42, AO7 - प्रजातियों मुख्य रूप से, एनटीएस की बाहरी सतह के साथ बातचीत करनी चाहिए परजीवी बातचीत संभवतः आईएमओ भीतरी pores के भीतर प्रसार से पाने सीमित है, इसलिए इसे बाहरी सतह की जांच अणु के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

<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

प्रोटोकॉल के लक्ष्य के सूत्र (OH) 3 अल 2 एक्स फे एक्स ओ 3 SiOH साथ imogolite प्रकार की फे डाल दिया गया aluminosilicate नैनोट्यूब के संश्लेषण के लिए है। फे के साथ डोपिंग imogolite का अंतर बैंड, रासायनिक सूत्र (OH) 3 अल 2 3 हे SiOH साथ एक इन्सुलेटर को कम करना है, और azo-रंजक, दोनों अपशिष्ट जल और भूजल के जैविक प्रदूषण का एक महत्वपूर्ण वर्ग के प्रति अपनी सोखना गुण को संशोधित करने पर । फे डाल दिया गया नैनोट्यूब दो तरीकों से प्राप्त कर रहे हैं: प्रत्यक्ष संश्लेषण, जहां FeCl 3 पद-संश्लेषण लोड हो रहा है, जहां preformed नैनोट्यूब एक FeCl 3 • 6H के साथ संपर्क में डाल रहे हैं द्वारा सी और अल व्यापारियों का एक जलीय मिश्रण में जोड़ा जाता है, और द्वारा 2 हे जलीय समाधान। दोनों संश्लेषण तरीकों अल, isomorphic प्रतिस्थापन 3 + 3 + फे द्वारा में होता है नैनोट्यूब संरचना के संरक्षण। Isomorphic प्रतिस्थापन वास्तव में एक जन अंश तक सीमित हैकी ~ 1.0% फ़े, एक उच्च फे सामग्री पर के बाद से (यानी, 1.4% फ़े के एक जन अंश), फे 2 ओ 3 समूहों के रूप में, खासकर जब लोडिंग प्रक्रिया अपनाई गई है। सामग्री के भौतिक गुणों एक्स-रे पाउडर विवर्तन (XRD), -196 डिग्री सेल्सियस, उच्च संकल्प संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (HRTEM), फैलाना reflectance (डीआर) यूवी विज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी, पर 2 एन sorption isotherms और के माध्यम से अध्ययन कर रहे हैं ζ-संभावित माप। सबसे अधिक प्रासंगिक परिणाम संभावना (नैनोट्यूब की बाहरी सतह पर स्थित है) preformed imogolite पर नाजुक संतुलनों हाइड्रोलिसिस नैनोट्यूब गठन के दौरान होने वाली perturbing बिना बदलने के लिए अल 3 + आयनों के बाद संश्लेषण लोडिंग के द्वारा होता है। लोड हो रहा है प्रक्रिया के दौरान, एक anionic आदान प्रदान होता है, अल 3 + नैनोट्यूब की बाहरी सतह पर आयनों फे 3 + आयनों द्वारा प्रतिस्थापित कर रहे हैं जहां। फे डाल दिया गया aluminosilicate नैनोट्यूब, अल isomorphic प्रतिस्थापन 3 + 3 + फे में से मेंडाल दिया गया imogolite का बैंड अंतराल को प्रभावित करने के लिए मिल रहा है। बहरहाल, नैनोट्यूब की बाहरी सतह पर फे 3 + साइटों एक ligand-विस्थापन तंत्र एक जलीय घोल में होने वाली के माध्यम से जैविक moieties समन्वय करने के लिए, AZO डाई एसिड ऑरेंज 7 की तरह, कर रहे हैं।

डाल दिया गया फे आईएमओ एनटीएस, सबसे अधिक प्रासंगिक मुद्दों पर मैं कर रहे हैं) एनटीएस के गठन, विशेष रूप से फे डोपिंग प्रत्यक्ष संश्लेषण के दौरान आईएमओ और के संश्लेषण के संबंध में; ii) अंतिम माल म?...

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

यहाँ, हम synthesize और विशेषताएँ फे डाल दिया गया aluminosilicate नैनोट्यूब के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। सामग्री सी और अल व्यापारियों युक्त मिश्रण करने के लिए FeCl 3 • 6H 2 ओ के अलावा पर या preformed aluminosilicate नैनोट्यूब के पद-संश्लेषण आयनिक एक्सचेंज द्वारा या तो प-जेल संश्लेषण से प्राप्त कर रहे हैं।

बढ़ी इलेक्ट्रॉन प्रवाहकीय गुणों के साथ संश्लेषण और फे डाल दिया गया aluminosilicate नैनोट्यूब की विशेषता

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

टेम्पलेट Tunable IR Absorbance साथ निर्देशित Plasmonic गोल्ड नैनोट्यूब संश्लेषण

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

भाजित और पूल संश्लेषण और पेप्टाइड तृतीयक Amide लाइब्रेरी की विशेषता

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

न्यूक्लीओसाइड Triphosphates - संश्लेषण से बायोकेमिकल विशेषता को

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

Functionalized के संश्लेषण और विशेषता धातु कार्बनिक चौखटे

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

दयाता की एक श्रृंखला के संश्लेषण, लक्षण और जेट<em&gt; एन</em&gt; -triphos<sup&gt; पीएचडी</sup&gt; परिसर

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

गैर-समान रूप से पीआर-डाल दिया गया SrTiO का संश्लेषण<sub&gt; 3</sub&gt; मिट्टी और उनके शीतलक गुण

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

संश्लेषण, लक्षण, और हाइब्रिड Au / सीडी और एयू / ZnS कोर / शैल नैनोकणों के functionalization

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

संश्लेषण और supramolecular Colloids की विशेषता

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

छोटे कोण न्यूट्रॉन बिखरने से थर्मो-प्रतिवर्ती ब्लॉक Copolymers और विशेषता के साथ एकल दीवारों कार्बन नैनोट्यूब के functionalization

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

Polystyrene के साथ Multiwalled कार्बन नैनोट्यूब को सक्षम करने के लिए स्व-विधानसभा और अनिसोट्रोपिक Patchiness

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