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

Yazarlar kuru bir odada kredi Prof. Claudio Gerbaldi ve Nerino Penazzi (Politecnico di Torino) kabul.

IMO NTS 3 g 1. Sentezi <ol><li> Kuru bir odada, oda sıcaklığında yavaş yavaş (RT) iki kez damıtılmış su 187.7 ml% 70 kütle fraksiyonu perklorik asit 1.3 ml ilave edilerek 80 mM HClO4 solüsyon hazırlanır. ardışık seyreltiler (adım 1.6) için yararlı olacak 2.000 ml beher kullanın. </li><li> (; Alüminyum kaynağı ATSB) 43,44 ve tetraetil ortosilikat (% 98) (TEOS 3.8 mL kuru odada daha küçük bir beher içinde, alüminyum tri-sec-bütoksit (% 97) 8 ml karışımı ka...

başarılı olması için, rapor protokol NTS oluşumu katı sentez koşullarına bağlı olduğu için dikkatle takip edilmesi gerekir. Aşağıdaki adımlar önemlidir: adımda 1.2 ve 2.3, TEOS hafif bir fazlalık, Si / Al oranı stokiyometri ile ilgili olarak kullanılması gerekir (yani, TEOS: ATBS = 1.1: 2). TEOS aşırı gibsit tercih edilen oluşumu (Al (OH) 3) ve / veya sentezlenen (AIOOH) fazlar 46,47 önler. Bir başka önemli nokta ATBs hızlı hidro...

Terimi nanotüp (NT), genel olarak C-nanotüpler 1, en çok çalışılmış bir kimyasal nesneleri bugün biri ile ilişkilidir. Daha az bilinen alüminosilikat NTS da (özellikle volkanik topraklarda) doğada mevcut olan ek olarak, 2,3 sentezlenebilir gerçektir. Dış yüzeyi olan ve olmayan Al (OH), Al, Al-O-Al grupları ile, tek duvarlı NT olarak ortaya çıkan 2 O 3 SiOH 4,5 imogolit (IMO) formülü ile hidratlanmış alüminosilikat (OH) 3, Al, iç birinde 6 etkileşimde silanoller (SiOH). Geometrisi ile ilgili olarak, uzunluğu, birkaç yüz nm 3,5,7 birkaç nm arasında değişir. Dış çap, 100 ° C&#39;de sentezlenmiş örneklerde 2.5-2.7 nm artan doğal IMO 2.0 nm, ~ ise iç çapı, 1.0 nM 5 sabittir. 25 ° C&#39;de sentez doğal IMO yerine 8 o yakın dış çaplara sahip NTS verir. Son zamanlarda, bu gösterilmiştir ki di ile NTSfferent dış çapları da sentez 9&#39;da kullanılan asidi değiştirerek elde edilebilir. Kuru toz, IMO NTS neredeyse altıgen ambalaj (Şekil 1) ile demetler halinde bir araya. NTS böyle bir dizi gözenek 10,11 ve ilgili yüzeylerinin 12 üç çeşit yol açmaktadır. Uygun içi boru, bir gözenek (çapı 1.0 nm) daha küçük bir oda gözenekleri (0.3-0.4 mil çapında) Son olarak, daha büyük bir Cı gözenekleri demetleri arasında yarık mezo (Şekil 1 olarak ortaya, bir paket içinde üç hizalanmış NTS arasında meydana gelmektedir ve yanı sıra ). Hem kimyasal bileşimi ve gözenek boyutu malzemenin adsorpsiyon özelliklerini etkiler. Bir gözeneklerin yüzeyleri onlar SiOH ile kaplı olarak, çok hidrofil ve H 2 O, NH 3 ve CO 12 gibi buharlar ve gazlar ile etkileşim edebiliyoruz. Bunlar küçük olduğundan, B gözenekler C gözenekleri fenol gibi büyük molekülleri ile etkileşime girebilir, oysa hatta su 10,11 gibi küçük moleküllere, pek erişilebilir <s&gt; 6 ve 1,3,5-triethylbenzene 12 kadar. Amara ve ark. Son zamanlarda yakından dolu demetleri düzenlenen NTS bu hexagonalization (imogolit analog) aluminogermate NTS 13 ile oluşur göstermiştir. Bu olgu, şimdiye kadar aluminosilikat NTS gözlenen olmasa, hem de B gözeneklerin erişilebilirliğini etkileyebilir. IMO ilgili kimya Faiz kısmen iç ve NTS dış yüzeyinde hem bileşiminin değiştirilmesi ihtimaline karşı, son zamanlarda artmıştır. Dehidroksilasyon sonucu NT çöküşü ile 300 ° C 6,14-16 üzerinde meydana beri hidroksil bir bolluk varlığı, IMO termal bozunmaya karşı son derece duyarlı hale getirmektedir. İç yüzey, formül (OH) 3, Al 2 tek ya da çift duvarlı 18 nts ya oluşumuna neden Ge atomuna 17 Si atomuna sahip ikame dahil olmak üzere birçok yöntem ile değiştirilebilir </sub&gt; O 3 Si 1-x Ge 19, OH x. Organik işlevselliklerin sentez sonrası aşılama R bir organik radikali 20 formül (OH) 3, Al 2 O 3SiO-R ile NTS oluşumuna yol açar. Formül (OH) 3, Al 2 O 3Si-R (R = -CH3, radikal bir organik doğrudan Si atomuna bağlı bir formasyon hibrid nts formunu ihtiva eden bir Si ön varlığında, tek-kap sentez yoluyla - (CH2) 3-NH2) 21,22. Dış yüzey modifikasyonu imogolit / polimer kompozitlerinin 23 imalatı için son derece ilgi çekici olup, elektrostatik etkileşimleri ya da kovalent bağlanma ya da kapsar. Eski yöntem nts dış yüzeyleri ile uygun bir karşı iyon (ör octadecylphosphonate) 24,25 arasındaki yük eşleme dayanmaktadır; İkinci yöntem, önceden oluşturulmuş arasında bir reaksiyon anlamına gelirIMO NTS ve bir organosilan (örneğin, 3-aminopropilsilan) 26. Suyun içinde, IMO ve iyonlar arasındaki elektrostatik etkileşimler nedeniyle aşağıdaki denge 27 mümkündür Al (OH), Al + H + = AI (OH 2) +, Al (1) SiOH = SiO - + H + (2) kirli su 28-32 anyon / katyon tutma test ettik yüzeylere yol açmaktadır. Bu çalışma, endişeleri yapılmamış dış yüzeyinin başka bir değişiklik (yani, oktahedral (arasında izomorfik ikame) Al3 + Fe 3+, buradan sonra, Al 3+ / Fe + 3 olarak anılacaktır). Az IMO NTS IS Al 3+ / Fe 3+ hakkında bilinen oysa bu olgu, mineraller gerçekten yaygındır. doping ile ilgili olarak, ilk sayı demir t toplam miktarıdırşapka ciddi yapısal suşları yol açmadan NTS tarafından barındırılan olabilir. Fe-katkılı IMO A öncü deneysel çalışma NTS Fe kitle kesirler daha yüksek% 1.4 33 de formu olmadığını gösterdi. Ardışık teorik hesaplamalar Fe ya izomorfik Al yerine ya da &quot;kusurlu siteler&quot; 34 yaratabileceği gösterdi. Bu kusurlar (Yani, demir okso-hidroksit kümeleri) 2,0-1,4 eV 34-4,7 eV IMO bant aralığı (elektrik yalıtkan) 34,35 azaltmak gerekiyordu. Buna göre, son zamanlarda Fe 3+ varlığı 2,4-2,8 eV 36 IMO bant aralığı (E g = 4.9 eV) düşürücü, yeni kimyasal ve katı hal özelliklerine sahip katı kazandırır olduğunu göstermiştir. IMO ile İzostrüktürel Fe-katkılı alüminyum germanat NTS, üzerine yeni bir rapor, gerçek Al 3+ / Fe 3+ demir okso-hidroksit oluşumundan beri,% 1.0 Fe kütlece sınırlı IS gösterdinedeniyle Fe doğal eğilime kaçınılmaz bir yüksek Fe içeriği oluşur parçacıkların agrega 37 oluşturmak için. Benzer sonuçlar Fe-katkılı IMO NTS 33,36,38-40 ile elde edilmiştir. görüş bilimsel açıdan bakıldığında, Fe ve Fe-katkılı IMO olası reaktivite ve adsorpsiyon özelliklerinin durumun tespiti birkaç karakterizasyon teknikleri gerektirir önemli bir konudur. Bu çalışmada, Fe-katkılı IMO sentezi ve karakterizasyonu rapor. Iki numune doğrudan sentez (Fe-X-IMO) ya da sonradan-sentezle yükleme (Fe-L-IMO) ya da% 1.4 Fe, bir kütle oranı ile sentezlenmiştir; daha düşük bir demir içeriği (% 0,70 kütle fraksiyonuna karşılık gelir) sahip üçüncü bir örnek küme oluşumunu önlemek ve daha çok Al3 + / Fe 3+ meydana edildiği bir malzeme elde etmek amacıyla doğrudan sentez yoluyla elde edilmiştir. Bu durumda, kimyasal formül (OH) 3 ile birlikte NTS oluşumu </sub&gt; Al 1,975 Fe 0.025 O 3 SiOH bekleniyor. Üç Fe-katkılı morfolojik ve dokusal özellikler IMO IMO uygun olanlar karşılaştırılır. Buna ek olarak, yüzey özellikleri Fe (OH) Al grupları ζ potansiyeli ve azo-boya (kaplama) anyon Asit Turuncu 7 (NaAO7), azo boyalar için bir model molekülü ile etkileşim ölçülerek su içinde incelenmiştir ilişkin , atık su ve yeraltı 41 hem de kirletici maddelerin önemli bir sınıfı olan AO7 -. yapısı ve molekül boyutları, UV-Vis spektrumu ile birlikte, Şekil 2a&#39;da rapor edilmiştir (Şekil 2b), bir 0.67 mm su çözeltisi (doğal pH = 6.8) . Nedeniyle moleküler boyutlarına 42, AO7 - türleri esas olarak, muhtemelen IMO iç gözenekleri içinde difüzyon kaynaklanan parazit etkileşimleri sınırlayıcı NTS dış yüzeyi ile etkileşime gerekir, bu nedenle dış yüzeyinin bir prob molekülü olarak kullanılabilir.

<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

Protokol hedefi, formül (OH) 3, Al 2-X Fe X O 3 SiOH ile imogolit Çeşidi Fe-katkılı alüminosilikat nanotüpler sentezlenmesidir. Fe ile doping ve azo boyalar, atık su ve yeraltı hem de organik kirleticilerin önemli bir sınıfa yönelik adsorpsiyon özelliklerini değiştirme de imogolit bant boşluğu, kimyasal formül (OH) 3 Al 2 O 3 SiOH bir yalıtkan düşürücü amaçlamaktadır . Fe-katkılı nanotüpler iki şekilde elde edilir: FeCl3 Si, Al öncüleri sulu bir karışımı ilave edildi ve önceden oluşturulmuş nanotüpler bir FeCl3 • 6H temas konur sentez sonrası yükleme gereğidir doğrudan sentez ile 2 O sulu çözelti. Fe 3+ hem sentez yöntemleri Al, izomorfik ikame 3+ in nanotüp yapısını koruyarak, ortaya çıkar. Izomorfik değiştirme gerçekten kütle payına sınırlıdırve ~% 1.0 Fe, daha yüksek bir Fe içeriğine başlangıcı (yani,% 1.4 Fe, bir kütle oranı), yükleme yordamı kabul özellikle Fe 2 O 3 kümeler oluşturmaktadır. Malzemeler fiziko-kimyasal özellikleri, X-ışını toz difraksiyonu (XRD), -196 ° C, yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (HRTEM), diffüz reflektans (DR), UV-Vis spektroskopisi, N2 emiş izotermleri ve aracılığı ile incelenmiştir ζ potansiyel ölçümleri. En alakalı sonuç nanotüp oluşumu sırasında meydana gelen hassas hidroliz dengelerini bozucu olmadan önceden imogolit post sentez yükleme ile (nanotüpler dış yüzeyinde bulunan) Al 3+ iyonları yerine olasılığıdır. Yükleme prosedürü esnasında, bir anyonik değiştirme meydana gelir, nanotupler dış yüzeyi üzerinde Al3 + iyonlarının Fe 3+ iyonları ile ikame edilmiştir. Fe-katkılı alüminosilikat nanotüpler, Al izomorfik ikamesi 3+ Fe i 3+ tarafındankatkılı imogolit bant boşluğu etkilediği tespit s. Bununla birlikte, nanotüpler dış yüzeyi üzerinde Fe 3+ siteleri bir sulu çözelti içinde meydana gelen bir ligand-yer değiştirme mekanizması aracılığıyla, azo-boya Asit Turuncu 7 gibi organik gruplar koordine edebiliyoruz.

IMO ve sentezini ilişkin özellikle doğrudan sentez yoluyla Fe-doping sırasında IMO NTS, en alakalı konular i olan) NTS oluşumunu, Fe-katkılı; ii) nihai malzemelerin Fe türlerinin gerçek bir ortam; iii) malzemenin fiziksel kimyasal özelliklerine, özellikle bant boşluğu ve adsorpsiyon özelliklerine Fe etkisi. NTS dış yüzeyinde Fe varlığı gerçekten de, özellikle, su çözeltilerinde, NTS ve absorbe türler arasındaki etkileşimleri değiştirmek için beklenir. Yuka...

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

Burada, sentez ve Fe-katkılı alüminosilikat nanotüpler karakterize bir protokol mevcut. Malzemeler Si, Al öncüleri içeren karışıma • 6H 2 O FeCl3 eklenmesi üzerine veya önceden alüminosilikat nanotüplerin sentez sonrası iyon değişimi yoluyla sol-jel sentez ile elde edilmektedir.

Geliştirilmiş Elektron İletken özellikleri ile Fe-katkılı Alüminosilikat Nanotüpler Sentezi ve Karakterizasyonu

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

Şablon Ayarlanabilir IR Absorbans ile plasmonik Altın Nanotüpler Sentez Yönetmen

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

Split-ve-havuz Sentezi ve Peptit Tersiyer Amid Kütüphanesi Karakterizasyonu

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

Nükleosid trifosfatlar - sentezinden Biyokimyasal Karakterizasyonu için

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

Fonksiyonlu Sentezi ve Karakterizasyonu Metal-organik Altyapıları

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

Rutenyum bir Serisi Sentezi, Karakterizasyonu ve Tepkime<em&gt; K</em&gt; -triphos<sup&gt; Ph</sup&gt; Kompleksi

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

Muntazam olmayan biçimde Pr-katkılı SrTiO sentezi<sub&gt; 3</sub&gt; Seramik ve Bunların termoelektrik Özellikleri

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

Sentezi, Karakterizasyonu ve Hibrid Au / CdS ve Au / ZnS Çekirdek / Shell Nanopartiküller işlevselleştirilmesi

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

Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

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

Küçük açılı Nötron Saçılma tarafından Thermo-geri dönüşümlü Blok Kopolimer ve Karakterizasyonu Tek duvarlı Karbon Nanotüpler işlevselleştirilmesi

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

Multiwalled karbon nanotüpler kendinden montajlı etkinleştirmek için polistiren ve Anizotropik seçimdeki aşılama

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