Name: synthesis of bimetallic pt/sn-based nanoparticles in ionic liquids
Uploaded: 2018-08-23T13:30:00
Duration: 7 min 14 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Bimetallic Pt/Sn-based Nanoparticles in Ionic Liquids at JoVE.com

Эта работа была поддержана немецкого фонда науки в рамках приоритетной программы (SPP1708) «материал синтеза вблизи комнатной температуре» (проекты быть 2243/3-1 и быть 2243/3-2). Мы далее признаем Hermann Köhler для экспериментальной помощи, а также д-р Кристиан Kübel Ву Ван для поддержки с электронной микроскопии исследования.

Предупреждение: Обратитесь все соответствующие паспорта безопасности материалов перед использованием. Некоторые из химических веществ, используемых в этих обобщений, остро токсичными и канцерогенными. Наноматериалы, могут иметь дополнительную опасность, по сравнению с их массовых коллегой. Пожалуйста, используйте все практики безопасности при выполнении синтетических реакции, включая использование инженерного управления (Зонта, перчаточный ящик) и средства индивидуальной защиты (очки, перчатки, лаборатории пальто, брюки полной длины, закрыты носок туфли). Следующие процедуры включают стандартные, воздух бесплатные обработки Шленк методов с использованием аргона инертного газа или использование аноксии перчаточного ящика. Соберите все стекло стекло стыки тщательно с тефлоновым кольцо уплотнения или вакуумные смазки, чтобы избежать контакта с воздухом. Осмотрите все посуда для дефектов до использования. Triethylborane является пирофорная жидкость, которая горит при контакте с воздухом. Пожалуйста, заботиться о безопасности практики и обрабатывать в воздух свободных условиях. Пожалуйста, использовать все соответствующие безопасности практики использования водорода и любое оборудование (автоклавы, газ бюретки) под высоким давлением.
1. Подготовка восстанавливающего агента
<ol><li>
Подготовка triethylborohydride калия (K [ставку3H])
	<ol>
<li>Приостановить 34,5 g (0.873 моль) Гидрид калия в 400 мл безводного tetrahydrofurane в 1000 мл 3-шеи круглым дном Шленк колбу в атмосфере аргона, используя линии Шленк и тепла колбу до 50 ° C при перемешивании с баром перемешать.</li>
		<li>С помощью шприца, добавить 100 мл (0,71 моль) triethylborane каплям (~ 1 капля/с) для перемешивания подвеска Гидрид калия в tetrahydrofurane.</li>
		<li>Cool реакционную смесь до-40 ° C и удалите излишки Гидрид калия путем фильтрации.</li>
		<li>Получите triethylborohydride калия как четкое, бесцветный раствор в tetrahydrofurane.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Подготовка methyltrioctylammonium triethylborohydride ([OMA] [ставку3H])
	<ol>
<li>В атмосфере аргона растворяют 50 г (0.11 моль) methyltrioctylammonium метила в 100 мл безводного tetrahydrofurane в 500 мл 2-шеи раунда нижней колбе.</li>
		<li>При комнатной температуре добавьте 100 мл раствора (1,5 М в tetrahydrofurane) K [ставку3H] решение бромид trioctylmethylammonium в tetrahydrofurane.</li>
		<li>Движение за 3 ч при комнатной температуре с баром перемешать, а затем охладить до-40 ° C на ночь.</li>
		<li>Удаление калия бромид через фильтрации охлажденного раствора.</li>
		<li>Получать [OMA] [ставку3H] как прозрачный раствор в tetrahydrofurane.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Лечение Methyltrioctylammonium бис (trifluoromethylsulfonyl) имид ([OMA] [НТФ2])
<ol><li>Перед использованием сухой и Дега [OMA] [НТФ2] в вакууме (10–3 мбар) при 70 ° C 3 h и в вакууме (10–4 мбар) при комнатной температуре еще 16 h.</li>
</ol>3. синтез наночастиц на основе Pt/Sn
<ol><li>
Синтез на основе Pt/Sn нанокристаллов
	<ol>
<li>В атмосфере аргона объединить в общей сложности 0,25 ммоль две металлические соли прекурсоров. Отрегулируйте молярное соотношение Pt2 + и Sn2 + прекурсоров до 1:1 и 3:1 для достижения случайный сплав наночастиц с разными составами:<ol>
<li>Для синтеза Pt/Sn наночастиц (молярное соотношение 1:1 Pt:Sn прекурсоров), приостановить 33.2 мг PtCl2 и 29.6 мг Sn(ac)2 (или 23.7 мг, SnCl2, соответственно) 4 мл [OMA] [НТФ2] в 100 мл Шленк колбу и перемешать с большой переполох Бар в 60-80 ° C на 2-3 часа под разрежением.</li>
			<li>Для синтеза Pt/Sn образцы (3:1 молярное соотношение Pt:Sn прекурсоров), приостановить 49.9 мг PtCl2 с 14,8 мг Sn(ac)2 (или 11.9 мг, SnCl2, соответственно) 4 мл [OMA] [НТФ2] в 100 мл Шленк колбу и перемешать с большой переполох Бар в 60-80 ° C на 2-3 часа под разрежением.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Место подвеска в ультразвуковой ванне при комнатной температуре для 1-2 ч.</li>
		<li>В 60-80 ° C, быстро вводить 3 мл раствора [OMA] [ставку3H] (1,23 М в tetrahydrofurane) с 3 мл шприц для металла соли прекурсоров в [OMA] [НТФ2] хотя энергично помешивая. Быстрой инъекции создает событие резкий нуклеации, небольшой размер и узкий гранулометрический содействия. Пусть реакции Продолжить помешивая в 60-80 ° C для 2-3 ч.</li>
		<li>Охладить до комнатной температуры и удалите любые летучих соединений в вакууме в течение 0,5 ч.</li>
		<li>Получение на основе Pt/Sn частицы как высокостабильных коллоидных соль в [OMA] [НТФ2].</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Изоляция на основе Pt/Sn нанокристаллов
	<ol>
<li>
Осадков на основе Pt/Sn нанокристаллов
		<ol>
<li>Добавьте 3 мл безводного Ацетонитрил или tetrahydrofurane решение flocculate нанокристаллов. Передать подвеска флакон в перчаточном ящике, закройте флакон с крышкой и центрифуги для 15 мин (4226 x g).</li>
			<li>Декант решение. Отменить супернатант и мыть осадок с безводный Ацетонитрил или tetrahydrofurane.</li>
			<li>Получите частицы как липкий порошок, содержащий наночастицы Pt/СН помимо некоторые остаточные IL.</li>
			<li>Подтвердите Кристаллическая структура и состав на основе Pt/Sn нанокристаллов, анализ XRD. Сдвиг размышления к нижней Брэгг углы указывает, легирующих наночастиц платины с оловом. Оценить размер частиц от XRD шаблонов с Шеррер уравнение по следующей формуле <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58058/58058eq1v3.jpg"> где Lhkl -диаметр (Нм) Pd/Sn Нанокристаллические перпендикулярно hkl, λ длина волны (Нм) (обычно Cu Kα 0.154), β пик ширину наполовину максимум, и θ Брэгг угол.</li>
			<li>Определите содержание металлов и состав по МСП-AES. Примечание: Состав частиц можно настроить, изменив характер металла прекурсоров и платины соотношение олова прекурсоров. Pt/Sn основе наночастицы синтезированы platinum(II) хлорид (2PtCl) и tin(II) ацетат (2Sn(ac)) (Pt:Sn прекурсоров соотношение 3:1 или 1:1), выход случайный сплав типа Pt/Sn наночастиц. См Подробнее [C. Dietrich, D. Шильд, W. Ван, C. Kübel, S. Behrens, з Anorg. Allg. Chem. 2017, 643, 120-129]25.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Добыча на основе Pt/Sn нанокристаллов Примечание: Для передачи наночастиц из IL в обычных органических растворителей (т.е., н гексан), добавить 2 мл N-Олеилсаркозиновая (10 wt.-% в гексане) и 2 мл Ацетонитрил в 1 мл соль наночастиц в IL.<ol>
<li>Добавьте 2 мл N-oleylesarcosine в н гексан (10 wt.-%) и 1 мл безводного Ацетонитрил наночастиц/IL соль для извлечения нанокристаллов в н гексан. После встряхивания, визуально контролировать фазового перехода как обесцвечивание этапа IL и черной окраски этапа-гексана.</li>
			<li>Депозит капля раствора на медной сетки, покрытой углерода и анализировать, просвечивающей электронной микроскопии.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Каталитическая тестирование
Примечание: Для каталитического тестирования, используйте полунепрерывного автоклавного реактора с реактором оборудованы с тефлоновым вкладышем, механической мешалкой дует (тефлон) и перегородки (нержавеющая сталь) для достижения интимные смешивания между газовой и жидкой фазы, термопары и ванну Отопление.
<ol><li>
Селективный гидрирование α, β-ненасыщенные альдегиды
	<ol>
<li>Добавление 2,2 мг (17 ммоль) cinnaic альдегид (CAL) в 30 мл безводного tetrahydrofurane в атмосфере инертного газа.</li>
		<li>В анаэробных бардачок смешайте с 1 мл раствора наночастиц.</li>
		<li>Реактор в ванне Отопление и давление с водородом. В процессе каталитического экспериментов, держать водорода давление постоянн на 10 бар, в то время как водород является постоянно поставляется в реактор через 500 мл газа бюретки.</li>
		<li>Повысить температуру до 80 ° C. При 80° C начинают размешать с помощью дует мешалкой (1200 об/мин). Загрузите реактора с водородом для начала реакции.</li>
		<li>Запись потребление водорода, непрерывно на основании падение давления в газовой бюретки. Чтобы определить каталитическую активность и избирательности, возьмите аликвоты каждые 30 мин.</li>
		<li>Анализировать продукты реакции газовой хроматографии с использованием столбца (толщина пленки 30 м х 0,25 мм, 0.25µm).</li>
		<li>Рассчитать свою очередь над частотой (TOF), продукт избирательности (SCAOL [%]) и выход ([] %) коричного спирта (CAOL) по следующим формулам <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58058/58058eq3v3.jpg"> 
		    <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58058/58058eq4v2.jpg"> 
		    <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58058/58058eq5v2.jpg"> где t — время реакции (h), n0, CAL первоначальное количество CAL (мол), nкатализатора металлов количество металлических катализатора (моль) и Xt, CAL преобразование CAL в момент времени t (%). [CAOL], [HCAOL] и [ГКАЛ] относятся к концентрации коричного спирта, hydrocinnamic алкоголя и hydrocinnamic альдегид (см. схему реакции Рисунок 2), соответственно. Примечание: Для более подробной информации, смотри ссылку 25.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Dupont, J., Scholten, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+structural+and+surface+properties+of+transition-metal+nanoparticles+in+ionic+liquids.">On the structural and surface properties of transition-metal nanoparticles in ionic liquids.</a> Chemical Society Reviews. 39 (5), 1780-1804 (2010).</li><li>Vollmer, C., Janiak, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Naked+metal+nanoparticles+from+metal+carbonyls+in+ionic+liquids:+Easy+synthesis+and+stabilization.">Naked metal nanoparticles from metal carbonyls in ionic liquids: Easy synthesis and stabilization.</a> Coordination Chemistry Reviews. 255 (17-18), 2039-2057 (2011).</li><li>Behrens, S., Essig, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+facile+procedure+for+magnetic+fluids+using+room+temperature+ionic+liquids.">A facile procedure for magnetic fluids using room temperature ionic liquids.</a> Journal of Materials Chemistry. 22 (9), 3811-3816 (2012).</li><li>Essig, S., Behrens, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+liquids+as+size-+and+shape-regulating+solvents+for+the+synthesis+of+cobalt+nanoparticles.">Ionic liquids as size- and shape-regulating solvents for the synthesis of cobalt nanoparticles.</a> Chemie Ingenieur Technik. 87 (12), 1741-1747 (2015).</li><li>Liu, X., Wang, D., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+catalytic+properties+of+bimetallic+nanomaterials+with+various+architectures.">Synthesis and catalytic properties of bimetallic nanomaterials with various architectures.</a> Nano Today. 7, 448-466 (2012).</li><li>Armbr&#252;ster, M. K., 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=Al13Fe4+as+a+low-cost+alternative+for+palladium+in+heterogeneous+hydrogenation.">Al13Fe4 as a low-cost alternative for palladium in heterogeneous hydrogenation.</a> Nature Materials. 11, 690-692 (2012).</li><li>Luo, Y., Alarc&#243;n Villaseca, S., Friedrich, M., Teschner, D., Knop-Gericke, A., Armbr&#252;ster, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Addressing+electronic+effects+in+the+semi-hydrogenation+of+ethyne+by+InPd2+and+intermetallic+Ga-Pd+compounds.">Addressing electronic effects in the semi-hydrogenation of ethyne by InPd2 and intermetallic Ga-Pd compounds.</a> Journal of Catalysis. 338, 265-272 (2016).</li><li>Egeberg, A., 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=Bimetallic+nickel-iridium+and+nickel-osmium+alloy+nanoparticles+and+their+catalytic+performance+in+hydrogenation+Reactions.">Bimetallic nickel-iridium and nickel-osmium alloy nanoparticles and their catalytic performance in hydrogenation Reactions.</a> ChemCatChem. 9, 3534-3543 (2017).</li><li>Rai, R., 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=Access+to+highly+active+Ni-Pd+bimetallic+nanoparticle+catalysts+for+C-C+coupling+reactions.">Access to highly active Ni-Pd bimetallic nanoparticle catalysts for C-C coupling reactions.</a> Catalysis Science &amp; Technoly. 6, 5567-5579 (2016).</li><li>Rai, R., Gupta, K., Behrens, S., Li, J., Xu, Q., Singh, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+active+bimetallic+nickel-palladium+alloy+nanoparticle+catalyzed+Suzuki-Miyaura+reactions.">Highly active bimetallic nickel-palladium alloy nanoparticle catalyzed Suzuki-Miyaura reactions.</a> ChemCatChem. 7, 1806-1812 (2015).</li><li>Singh, S. K., Yadav, M., Behrens, S., Roesky, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Au-based+bimetallic+nanoparticles+for+the+intramolecular+aminoalkene+hydroamination.">Au-based bimetallic nanoparticles for the intramolecular aminoalkene hydroamination.</a> Dalton Transactions. 42, 10404-10408 (2013).</li><li>Arquilli&#232;re, P., 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=Bimetallic+Ru-Cu+nanoparticles+synthesized+in+ionic+liquids:+Kinetically+controlled+size+and+structure.">Bimetallic Ru-Cu nanoparticles synthesized in ionic liquids: Kinetically controlled size and structure.</a> Topics in Catalysis. 56, 1-7 (2013).</li><li>Helgadottir, I., 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=Ru-core/Cu-shell+bimetallic+nanoparticles+with+controlled+size+formed+in+one-pot+synthesis.">Ru-core/Cu-shell bimetallic nanoparticles with controlled size formed in one-pot synthesis.</a> Nanoscale. 6, 14856-14862 (2014).</li><li>Dash, P., Miller, S. M., Scott, R. W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stabilizing+nanoparticle+catalysts+in+imidazolium-based+ionic+liquids:+A+comparative+study.">Stabilizing nanoparticle catalysts in imidazolium-based ionic liquids: A comparative study.</a> Journal of Molecular Catalysis A. 329, 86-95 (2010).</li><li>Schutte, K., 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=Colloidal+nickel/gallium+nanoalloys+obtained+from+organometallic+precursors+in+conventional+organic+solvents+and+in+ionic+liquids:+noble-metal-free+alkyne+semihydrogenation+catalysts.">Colloidal nickel/gallium nanoalloys obtained from organometallic precursors in conventional organic solvents and in ionic liquids: noble-metal-free alkyne semihydrogenation catalysts.</a> Nanoscale. 6, 5532-5544 (2014).</li><li>Schutte, K., Meyer, H., Gemel, C., Barthel, J., Fischer, R. A., Janiak, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Cu,+Zn+and+Cu/Zn+brass+alloy+nanoparticles+from+metal+amidinate+precursors+in+ionic+liquids+or+propylene+carbonate+with+relevance+to+methanol+synthesis.">Synthesis of Cu, Zn and Cu/Zn brass alloy nanoparticles from metal amidinate precursors in ionic liquids or propylene carbonate with relevance to methanol synthesis.</a> Nanoscale. 6, 3116-3126 (2014).</li><li>Wang, X., 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=Pt/Sn+Intermetallic,+Core/Shell+and+Alloy+Nanoparticles:+Colloidal+Synthesis+and+Structural+Control.">Pt/Sn Intermetallic, Core/Shell and Alloy Nanoparticles: Colloidal Synthesis and Structural Control.</a> Chemistry of Materials. 25, 1400-1407 (2013).</li><li>Marcos Esteban, R., Janiak, C., Prechtl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+application+of+metal+nanoparticle+catalysts+in+ionic+liquid+media+using+metal+carbonyl+complexes+as+precursors.">Synthesis and application of metal nanoparticle catalysts in ionic liquid media using metal carbonyl complexes as precursors.</a> Nanocatalysis in Ionic Liquids. , (2016).</li><li>Redel, E., Kr&#228;mer, J., Thomann, R., Janiak, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Co,+Rh+and+Ir+nanoparticles+from+metal+carbonyls+in+ionic+liquids+and+their+use+as+biphasic+liquid-liquid+hydrogenation+nanocatalysts+for+cyclohexene.">Synthesis of Co, Rh and Ir nanoparticles from metal carbonyls in ionic liquids and their use as biphasic liquid-liquid hydrogenation nanocatalysts for cyclohexene.</a> Journal of Organometallic Chemistry. 694, 1069-1075 (2009).</li><li>Venkatesan, R., Prechtl, M. H. G., Scholten, J. D., Pezzi, R. P., Machado, G., Dupont, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Palladium+nanoparticle+catalysts+in+ionic+liquids:+synthesis,+characterisation+and+selective+partial+hydrogenation+of+alkynes+to+Z-alkenes.">Palladium nanoparticle catalysts in ionic liquids: synthesis, characterisation and selective partial hydrogenation of alkynes to Z-alkenes.</a> Journal of Materials Chemistry. 21, 3030-3036 (2011).</li><li>Konnerth, H., Prechtl, M. 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=Selective+partial+hydrogenation+of+alkynes+to+(Z)-alkenes+with+ionic+liquid-doped+nickel+nanocatalysts+at+near+ambient+conditions.">Selective partial hydrogenation of alkynes to (Z)-alkenes with ionic liquid-doped nickel nanocatalysts at near ambient conditions.</a> Chemical Communications. 52, 9129-9132 (2016).</li><li>Gieshoff, T. N., Welther, A., Kessler, M. T., Prechtl, M. 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=Stereoselective+iron-catalyzed+alkyne+hydrogenation+in+ionic+liquids.">Stereoselective iron-catalyzed alkyne hydrogenation in ionic liquids.</a> Chem. Comm. 50, 2261-2264 (2014).</li><li>Konnerth, H., Prechtl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+hydrogenation+of+N-heterocyclic+compounds+using+Ru+nanocatalysts+in+ionic+liquids.">Selective hydrogenation of N-heterocyclic compounds using Ru nanocatalysts in ionic liquids.</a> Green Chemistry. 19, 2762-2767 (2017).</li><li>Beier, M. J., Andanson, J. -. M., Mallat, T., Krumeich, F., Baiker, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+liquid-supported+Pt+nanoparticles+as+catalysts+for+enantioselective+hydrogenation.">Ionic liquid-supported Pt nanoparticles as catalysts for enantioselective hydrogenation.</a> ACS Catalysis. 2, 337-340 (2012).</li><li>Dietrich, C., Schild, D., Wang, W., K&#252;bel, C., Behrens, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bimetallic+Pt/Sn-based+nanoparticles+in+ionic+liquids+as+nanocatalysts+for+the+selective+hydrogenation+of+cinnamaldehyde.">Bimetallic Pt/Sn-based nanoparticles in ionic liquids as nanocatalysts for the selective hydrogenation of cinnamaldehyde.</a> Journal of Inorganic and General Chemistry (ZAAC). 643, 120-129 (2017).</li><li>Zhou, W., Liu, L., Li, B., Wu, P., Song, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural,+elastic+and+electronic+properties+of+intermetallics+in+the+Pt-Sn+system:+A+density+functional+investigation.">Structural, elastic and electronic properties of intermetallics in the Pt-Sn system: A density functional investigation.</a> Computational Materials Science. 46, 921-931 (2009).</li><li>Gallezot, P., Richard, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+hydrogenation+of+&#945;,&#946;-unsaturated+aldehydes.">Selective hydrogenation of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes.</a> Catalysis Reviews Science and Engineering. 40, 81-126 (1998).</li><li>Samant, P., Pereira, M., Figueiredo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesoporous+carbon+supported+Pt+and+Pt-Sn+catalysts+for+hydrogenation+of+cinnamaldehyde.">Mesoporous carbon supported Pt and Pt-Sn catalysts for hydrogenation of cinnamaldehyde.</a> Catal. Today. 102, 183-188 (2005).</li><li>Rong, H., 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=Structure+evolution+and+associated+catalytic+properties+of+Pt-Sn+bimetallic+nanoparticles.">Structure evolution and associated catalytic properties of Pt-Sn bimetallic nanoparticles.</a> Chemistry European Journal. 21, 12034-12041 (2015).</li></ol>

У нас есть ничего не разглашать.

ILs представляют собой расплавленную соль комнатной крупных органических катионов с асимметричной замены моделей. Они хорошо известны за их необычные физико химических свойств. IL свойства могут быть настроены различные комбинации IL катионов и анионов, и в настоящее время множество ILs коммерчески доступных. Недавно ученые начали с помощью ILs как реакция СМИ для синтеза наночастиц из-за их модульная и отличную растворителя свойства, низкая давление паров, высокой полярности и широкий электрохимических стабильности окно1,2 , 3 , 4.
В течение последнего десятилетия биметаллических наночастиц привлекли значительное внимание, потому что они показывают несколько функций и заметную каталитическую активность, избирательности, а также тепловой или химической стабильности над их монометаллических коллеги5,6,,78,9,10. За счет синергетического эффекта, измененные электронные и/или геометрической поверхности структуры, высокой каталитической деятельности и селективностью может быть достигнуто для химических превращений даже если одна из составляющих меньше или даже неактивной11. Хотя управляемые синтеза наночастиц быстро развивается в последние годы, сохраняется необходимость более точного контроля над стадии зарождения и роста для синтеза биметаллические нанокристаллов. Поскольку в биметаллических нанокристаллов участвуют различные металлы, атомной распределение не только влияет на окончательный наночастиц архитектуры, но и каталитические свойства. Каталитического производительность очень чувствителен к природа атомного упорядочения (то есть, случайные сплавов против интерметаллических соединений), даже если состав и стехиометрии точно идентичны. Это удивительно, что до настоящего времени, являются привлекательным свойства ILs менее изучены для контролируемого синтеза биметаллические нанокатализаторов12,13,14,15, 16.
В этом протоколе мы покажем как использовать необычные свойства ILs для синтеза наночастиц биметаллические, случайный сплав типа. Здесь очень маленький наночастиц с единой размеров могут быть синтезированы без добавления вспомогательных лигандов при температурах умеренная реакция. Процессов зарождения и роста непосредственно контролируется Ил неотъемлемое, слабый катиона/анион взаимодействий. Несколько методов для Pt/Sn основе наночастиц известны, однако, эти синтетические протоколы, как правило, включают опоры и/или стабилизирующие агенты (то есть, довольно сильно координирующего ПАВ или лигандами)17. Лиганды/ПАВ адсорбироваться на поверхности наночастиц могут изменять или даже препятствовать каталитического производительности и часто должны быть последовательно удалены (например, с помощью термической обработки) для каталитического приложения. Этот протокол дает наночастиц на основе Ил Золи чрезвычайных высокой коллоидной стабильности без добавления таких сильно координирующего лигандами. Наночастицы стабилизировалась в ILs выявили интересные свойства как квази однородных катализаторов в широкий спектр каталитических реакций18,19,20,21,22 ,23,24. В этом протоколе, селективный гидрирования α, β-ненасыщенные альдегиды (то есть, коричного альдегида) описывается как реакция модель зонд каталитического производительность наночастиц стабилизированный ил и влияние легирующих олова на каталитическая активность и избирательности25.
Этот протокол предназначен для выяснения деталей экспериментальных синтетических процедур и помочь новичкам в поле чтобы избежать многих распространенных ошибок, связанных с синтеза наночастиц в ILs. В предыдущей публикации25входит подробности характеристик материалов.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Platinum(II) acetate (PtCl2)</td>
			<td>Acros</td>
			<td>ACRO369670010</td>
			<td>99%, anhydrous, toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tin(II) acetate (Sn(ac)2)</td>
			<td>Strem</td>
			<td>50-1975</td>
			<td>99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tin(II) chloride (SnCl2)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>452335</td>
			<td>98%; harmful</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methyltrioctylammonium 
			bis(trifluoromethylsulfonyl) imide ([OMA][NTf2])</td>
			<td>IoLitec</td>
			<td>IL-0017-HP</td>
			<td>99 %; n.a.; H2O &#60; 100 ppm; halides &#60; 100 ppm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofurane</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>186562</td>
			<td>99.9 %; anhydrous; carcinogenic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>271004</td>
			<td>99.8%; anhydrous; harmful</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-Hexane</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>95%, flammable, carcinogenic, toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(Trans)-cinnamaldehyde</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>14371-10-9</td>
			<td>99%; irritant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methyltrioctylammonium bromide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>365718</td>
			<td>97%; irritant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium hydride (KH)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>215813</td>
			<td>30 wt.-% dispersion in mineral oil; corrosive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylborane (B(Et)3)</td>
			<td>Witco</td>
			<td>257192</td>
			<td>95%; toxic, pyrophoric</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-oleylsarcosine (Korantin-SH)</td>
			<td>BASF</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H2</td>
			<td>Air Liquide</td>
			<td></td>
			<td>99.9 %, flammable</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of bimetallic pt/sn-based nanoparticles in ionic liquids

Мы демонстрируем метод синтеза биметаллических наночастиц, состоящий из Pt и Sn. Синтез стратегия используется, в котором особое физико химических свойств ионных жидкостей (ILs) используются для управления процессами зарождения и роста. Наночастиц образуют коллоидные Золи очень высокой коллоидной стабильности в IL, который особенно интересно, с учетом их использования как квази гомогенные катализаторы. Процедуры для извлечения оба наночастиц в обычных растворителей и наночастиц осадков представлены. Размер, структура и состав синтезированных нанокристаллов подтвердил, что с использованием индуктивно сочетании плазмы Атомно-эмиссионная спектроскопия (ICP-AES), рентгеноструктурного анализа (XRD) и просвечивающей электронной микроскопии (ТЕА) с энергодисперсионная Рентгеновская спектроскопия (EDX). Этим, мы показываем что нанокристаллов случайных тип сплава и размер малого (2-3 Нм). Каталитическая активность и избирательности при гидрогенизации α, β-ненасыщенные альдегиды испытывается в реакторе полунепрерывного типа пакетов. В этом контексте биметаллических наночастиц на основе Pt/Sn свидетельствуют о высокой селективностью к ненасыщенных алкоголя.

XRD шаблонов и передачи изображений электронной микроскопии (ТЕА) собираются для легированных наночастиц (рис. 1) и используется для определения размера, фазы и морфология наноструктур. Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDX) и ICP AES используются для определения элементного состава наночастиц.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58058/58058fig1.jpg"> Рисунок 1. Представитель ТЕА изображения с распределения частиц по размерам случайный сплав типа Pt/Sn наночастиц. Наночастицы были подготовлены с использованием platinum(II) хлорида и tin(II) ацетат прекурсоров (a) в молярной Pt:Sn прекурсоров соотношении 3:1 и (b, c) в соотношении 1:1 Молярная Pt:Sn прекурсоров и (d) использование platinum(II) хлорида и tin(II) хлорид прекурсоров в молярной Pt : Sn в соотношении 1:1. (e) представитель энергодисперсионная рентгеновская спектр биметаллические Pt/Sn основе частиц, подтверждающие наличие Sn и Pt. (Cu сигналы исходят из вспомогательной сетки Cu). (f) шаблоны XRD наночастиц на основе Pt/Sn, по сравнению с Pt наночастиц ссылки. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58058/58058fig1large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58058/58058fig2.jpg"> Рисунок 2. Схематическое изображение реакции путей и продуктов реакции основных (т.е., коричного спирта (CAOL), hydrocinnamic альдегид (ГКАЛ) и hydrocinnamic алкоголя (HCAOL)) в гидрирования коричного альдегида (CAL). Селективный гидрирования карбонильных Бонд ненасыщенных алкоголя является важным шагом в синтезе различных тонкой химии. По легирующим Pt с Sn в Pt/Sn основе наночастиц карбонил облигаций может выборочно гидрогенизированные приносить ненасыщенных алкоголя (т.е., КАОЛ) как продукт основной реакции. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58058/58058fig2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58058/58058fig3.jpg"> Рисунок 3. Курс конвертации и избирательности в каталитического гидрирования оксима (CAL) для случайный сплав типа Pt/Sn наночастицы, которые готовятся из platinum(II) хлорида и tin(II) ацетат в соотношении Pt:Sn прекурсоров () 1:1 и (b) (3:1 условия реакции: 80 ° C, 10 бар H2). Хотя CAOL избирательности ниже для наночастиц с коэффициентом прекурсоров Pt:Sn 3:1 (b), расширенной CAL преобразование приводит к более высокую доходность в CAOL. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58058/58058fig3large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Bimetallic Pt/Sn-based Nanoparticles in Ionic Liquids at JoVE.com

Synthesis of Bimetallic Pt/Sn-based Nanoparticles in Ionic Liquids

Протокол для синтеза биметаллических наночастиц в ионных жидкостей и процедура их каталитической тестирования в выборочной гидрирование непредельных альдегидов описаны.

Синтез наночастиц биметаллические Pt/Sn основанный в ионных жидкостей

We demonstrate a method for the synthesis of bimetallic nanoparticles consisting of Pt and Sn. A synthesis strategy is used in which the particular ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Molecules, Compounds, and Chemical Equations

SCIENTISTS IN ACTION

Reverse Microemulsion-mediated Synthesis of Monometallic and Bimetallic Early Transition Metal Carbide and Nitride Nanoparticles

Обратный Микроэмульсия-опосредованной Синтез монометаллических и биметаллические начале переходного металла карбида и нитрида наночастиц

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The ...

Highly Stereoselective Synthesis of 1,6-Ketoesters Mediated by Ionic Liquids: A Three-component Reaction Enabling Rapid Access to a New Class of Low Molecular Weight Gelators

Высоко Стереоселективный Синтез 1,6-кетоэфиров посредничестве Ионные жидкости: трехкомпонентной реакции Включение быстрого доступа к новому классу низкомолекулярных Gelators

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form ...

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

Синтез, характеристика и Функционализация гибридных Au / CdS и Au / ZnS ядро ​​/ оболочка наночастицами

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

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

Простой метод для размера контролируемого синтеза стабильных олигомерных кластеров наночастиц золота в условиях окружающей среды

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Synthesis of Ligand-free CdS Nanoparticles within a Sulfur Copolymer Matrix

Синтез Лиганда свободных CdS наночастицами в Сера Сополимер Matrix

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Синтез белка биоконъюгатов<em&gt; с помощью</em&gt; Цистеин-малеимид химии

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Bio-inspired Polydopamine Surface Modification of Nanodiamonds and Its Reduction of Silver Nanoparticles

Био вдохновил Polydopamine поверхности модификация наноалмазов и его сокращение наночастиц серебра

Surface functionalization of nanodiamonds (NDs) is still challenging due to the diversity of functional groups on the ND surfaces. Here, we demonstrate a ...

Molten-Salt Synthesis of Complex Metal Oxide Nanoparticles

Расплавленной соли синтеза наночастиц сложных оксидов металлов

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. ...

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

Синтез и характеристика амфифилических золотых наночастиц

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...

Synthesis of Monodisperse Cylindrical Nanoparticles via Crystallization-driven Self-assembly of Biodegradable Block Copolymers

Синтез монодисперсных цилиндрических наночастиц с помощью кристаллизации управляемой самосборки биоразлагаемых блоков copolymers

The production of monodisperse cylindrical micelles is a significant challenge in polymer chemistry. Most cylindrical constructs formed from diblock ...