Name: synthesis method for cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels
Uploaded: 2019-05-09T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis Method for Cellulose Nanofiber Biotemplated Palladium Composite Aerogels at JoVE.com

Yazarlar Dr Stephen Bartolucci ve Dr Joshua Maurer için ABD Ordusu Benet laboratuvarları onların Tarama elektron mikroskobu kullanımı için minnettar. Bu çalışma Amerika Birleşik Devletleri Askeri Akademisi, West Point bir fakülte geliştirme Araştırma Fonu Hibe tarafından desteklenmektedir.

DIKKAT: kullanmadan önce tüm ilgili güvenlik veri sayfalarına (SDS) danışın. Kimyasal reaksiyonlar yapılırken, duman kaputu ve kişisel koruyucu ekipmanların (PPE) kullanımını dahil etmek için uygun güvenlik uygulamalarını kullanın. Hızlı hidrojen gazı evriminin reaksiyon tüplerinde yüksek basınç neden olabilir pop ve çözümler sprey dışarı kapaklar neden. Reaksiyon tüplerinin açık kalmasını ve protokolde belirtildiği gibi denemeden uzağa işaret etmesini sağlayın.
<p class="jov...

<ol>
	<li>Kistler, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+Expanded+Aerogels+and+Jellies.">Coherent Expanded Aerogels and Jellies.</a> Nature. 127, 741 (1931).</li><li>Du, A., Zhou, B., Zhang, Z., Shen, 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+Special+Material+or+a+New+State+of+Matter:+A+Review+and+Reconsideration+of+the+Aerogel.">A Special Material or a New State of Matter: A Review and Reconsideration of the Aerogel.</a> Materials. 6 (3), 941 (2013).</li><li>Tappan, B. C., Steiner, S. A., Luther, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoporous+Metal+Foams.">Nanoporous Metal Foams.</a> Angewandte Chemie International Edition. 49 (27), 4544-4565 (2010).</li><li>Bigall, N. C., 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=Hydrogels+and+Aerogels+from+Noble+Metal+Nanoparticles.">Hydrogels and Aerogels from Noble Metal Nanoparticles.</a> Angewandte Chemie International Edition. 48 (51), 9731-9734 (2009).</li><li>Ranmohotti, K. G. S., Gao, X., Arachchige, I. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salt-Mediated+Self-Assembly+of+Metal+Nanoshells+into+Monolithic+Aerogel+Frameworks.">Salt-Mediated Self-Assembly of Metal Nanoshells into Monolithic Aerogel Frameworks.</a> Chemistry of Materials. 25 (17), 3528-3534 (2013).</li><li>Gao, X., Esteves, R. J., Luong, T. T. H., Jaini, R., Arachchige, I. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidation-Induced+Self-Assembly+of+Ag+Nanoshells+into+Transparent+and+Opaque+Ag+Hydrogels+and+Aerogels.">Oxidation-Induced Self-Assembly of Ag Nanoshells into Transparent and Opaque Ag Hydrogels and Aerogels.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (22), 7993-8002 (2014).</li><li>Herrmann, A. -. 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=Multimetallic+Aerogels+by+Template-Free+Self-Assembly+of+Au,+Ag,+Pt,+and+Pd+Nanoparticles.">Multimetallic Aerogels by Template-Free Self-Assembly of Au, Ag, Pt, and Pd Nanoparticles.</a> Chemistry of Materials. 26 (2), 1074-1083 (2014).</li><li>Ding, Y., Chen, M., Erlebacher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metallic+Mesoporous+Nanocomposites+for+Electrocatalysis.">Metallic Mesoporous Nanocomposites for Electrocatalysis.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (22), 6876-6877 (2004).</li><li>Liu, W., 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=High-Performance+Electrocatalysis+on+Palladium+Aerogels.">High-Performance Electrocatalysis on Palladium Aerogels.</a> Angewandte Chemie International Edition. 51 (23), 5743-5747 (2012).</li><li>Shafaei Douk, A., Saravani, H., Noroozifar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+assembly+of+building+blocks+for+the+fabrication+of+Pd+aerogel+as+a+high+performance+electrocatalyst+toward+ethanol+oxidation.">Three-dimensional assembly of building blocks for the fabrication of Pd aerogel as a high performance electrocatalyst toward ethanol oxidation.</a> Electrochimica Acta. 275, 182-191 (2018).</li><li>Burpo, F. J., 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=Direct+solution-based+reduction+synthesis+of+Au,+Pd,+and+Pt+aerogels.">Direct solution-based reduction synthesis of Au, Pd, and Pt aerogels.</a> Journal of Materials Research. 32 (22), 4153-4165 (2017).</li><li>Burpo, F. J., 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=A+Rapid+Synthesis+Method+for+Au,+Pd,+and+Pt+Aerogels+Via+Direct+Solution-Based+Reduction.">A Rapid Synthesis Method for Au, Pd, and Pt Aerogels Via Direct Solution-Based Reduction.</a> JoVE. (136), e57875 (2018).</li><li>Qin, G. W., 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=A+Facile+and+Template-Free+Method+to+Prepare+Mesoporous+Gold+Sponge+and+Its+Pore+Size+Control.">A Facile and Template-Free Method to Prepare Mesoporous Gold Sponge and Its Pore Size Control.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 112 (28), 10352-10358 (2008).</li><li>Hench, L. L., West, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Sol-Gel+Process.">The Sol-Gel Process.</a> Chemical Reviews. 90 (1), 33-72 (1990).</li><li>Sotiropoulou, S., Sierra-Sastre, Y., Mark, S. S., Batt, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biotemplated+Nanostructured+Materials.">Biotemplated Nanostructured Materials.</a> Chemistry of Materials. 20 (3), 821-834 (2008).</li><li>Huang, J., 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=Bio-inspired+synthesis+of+metal+nanomaterials+and+applications.">Bio-inspired synthesis of metal nanomaterials and applications.</a> Chemical Society Reviews. 44 (17), 6330-6374 (2015).</li><li>Burpo, F. J., Mitropoulos, A. N., Nagelli, E. A., Ryu, M. Y., Palmer, 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=Gelatin+biotemplated+platinum+aerogels.">Gelatin biotemplated platinum aerogels.</a> MRS Advances. 10, 1-6 (2018).</li><li>Jarvis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellulose+stacks+up.">Cellulose stacks up.</a> Nature. 426, 611 (2003).</li><li>Sir&#243;, I., Plackett, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfibrillated+cellulose+and+new+nanocomposite+materials:+a+review.">Microfibrillated cellulose and new nanocomposite materials: a review.</a> Cellulose. 17 (3), 459-494 (2010).</li><li>Dufresne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanocellulose:+a+new+ageless+bionanomaterial.">Nanocellulose: a new ageless bionanomaterial.</a> Materials Today. 16 (6), 220-227 (2013).</li><li>Grishkewich, N., Mohammed, N., Tang, J., Tam, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+the+application+of+cellulose+nanocrystals.">Recent advances in the application of cellulose nanocrystals.</a> Current Opinion in Colloid &amp; Interface Science. 29, 32-45 (2017).</li><li>Eyley, S., Thielemans, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modification+of+cellulose+nanocrystals.">Surface modification of cellulose nanocrystals.</a> Nanoscale. 6 (14), 7764-7779 (2014).</li><li>Missoum, K., Belgacem, M., Bras, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanofibrillated+Cellulose+Surface+Modification.">Nanofibrillated Cellulose Surface Modification.</a> A Review. Materials. 6 (5), 1745 (2013).</li><li>Li, Z., Yao, C., Wang, F., Cai, Z., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellulose+nanofiber-templated+three-dimension+TiO2+hierarchical+nanowire+network+for+photoelectrochemical+photoanode.">Cellulose nanofiber-templated three-dimension TiO2 hierarchical nanowire network for photoelectrochemical photoanode.</a> Nanotechnology. 25 (50), 504005 (2014).</li><li>Hal Koga, ., 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=Uniformly+connected+conductive+networks+on+cellulose+nanofiber+paper+for+transparent+paper+electronics.">Uniformly connected conductive networks on cellulose nanofiber paper for transparent paper electronics.</a> Npg Asia Materials. 6, 93 (2014).</li><li>Fal Burpo, ., 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=Cellulose+Nanofiber+Biotemplated+Palladium+Composite+Aerogels.">Cellulose Nanofiber Biotemplated Palladium Composite Aerogels.</a> Molecules. 23 (6), 1405 (2018).</li><li>Gu, J., Hu, C., Zhang, W., Dichiara, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reagentless+preparation+of+shape+memory+cellulose+nanofibril+aerogels+decorated+with+Pd+nanoparticles+and+their+application+in+dye+discoloration.">Reagentless preparation of shape memory cellulose nanofibril aerogels decorated with Pd nanoparticles and their application in dye discoloration.</a> Applied Catalysis B: Environmental. 237, 482-490 (2018).</li><li>Coates, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=in+A+Practical+Approach.">in A Practical Approach.</a> In Encyclopedia of Analytical Chemistry .doi:10.1002/9780470027318.a5606 (ed. , (2006).</li><li>Sal Wang, ., 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=Cellulose+nanofiber-assisted+dispersion+of+cellulose+nanocrystals@polyaniline+in+water+and+its+conductive+films).">Cellulose nanofiber-assisted dispersion of cellulose nanocrystals@polyaniline in water and its conductive films).</a> RSC Advances. 6 (12), 10168-10174 (2016).</li><li>Grabarek, Z., Gergely, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zero-length+crosslinking+procedure+with+the+use+of+active+esters.">Zero-length crosslinking procedure with the use of active esters.</a> Analytical Biochemistry. 185 (1), 131-135 (1990).</li><li>Shabanpour, B., Kazemi, M., Ojagh, S. M., Pourashouri, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+cellulose+nanofibers+as+reinforce+in+edible+fish+myofibrillar+protein+nanocomposite+films.">Bacterial cellulose nanofibers as reinforce in edible fish myofibrillar protein nanocomposite films.</a> International Journal of Biological Macromolecules. 117, 742-751 (2018).</li><li>Brunauer, B., Emmett, P., Teller, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+gases+in+multimolecular+layers.">Adsorption of gases in multimolecular layers.</a> Journal of the American Chemical Society. 60, (1938).</li><li>Barrett, E., Joyner, L., Halenda, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+determination+of+pore+volume+and+area+distributions+in+porous+substances.">The determination of pore volume and area distributions in porous substances.</a> I. Computations. 73, (1951).</li></ol>

Asil metal selüloz nanolber biotemkaplama Aerogel sentezi yöntemi burada ayarlanabilir metal kompozisyon ile istikrarlı Aerogel kompozitler sonuçları sundu. Sıkıştırılan selüloz nanofibers sonra santrifüjleme sonuçları mekanik dayanıklı hidrojellerin kovalent çapraz Paladyum iyon equilibration sonraki sentez adımlar sırasında, elektrokimyasal azaltma, durulama, solvent değişimi ve süper kritik kurutma. Hidrojel stabilitesi, yüksek konsantrasyona (2 M NaBH4) ve sonuç olarak şiddetli hi...

Aerogels, ilk kistler tarafından bildirilen, onların dökme malzeme meslektaşları daha az yoğunluklarında gözenekli yapıları siparişleri teklif1,2,3. Noble metal Aerogels güç ve enerji, katalizör ve sensör uygulamalarında potansiyelleri için bilimsel ilgi çekti. Noble metal Aerogels son iki temel stratejileri ile sentezlenmiş olmuştur. Bir strateji önceden biçimlendirilmiş nanopartiküller4,5,6,7birleşim ikna etmektir. Sol-jel coalescence nanopartiküller bağlayıcı moleküller tarafından tahrik edilebilir, çözüm iyonik mukavemet değişiklikleri, veya basit nanopmakale yüzey ücretsiz enerji minimizasyonu7,8,9. Diğer strateji metal habercisi çözümleri tek bir azaltma adımda Aerogels oluşturmak için9,10,11,12,13. Bu yaklaşım da Bimetalik ve alaşım asil metal Aerogels oluşturmak için kullanılmıştır. İlk strateji genellikle yavaş ve nanopartikül birleşim14için birçok hafta gerekebilir. Doğrudan azaltma yaklaşımı, genellikle daha hızlı iken, makroskopik Aerogel Monolith üzerinde kötü şekil kontrolü muzdarip.
Asil metal Aerogel makroskopik şekil ve nano kontrolü ile zorluklar adrese olası bir sentez yaklaşımı biotemkaplama15istihdam etmektir. Biotemkaplama biyolojik moleküller arasında değişen kullanır kollajen, jelatin, DNA, virüsler, selüloz bir şekil sağlamak için-nanoyapıların sentezini için şablon, nerede elde edilen metal bazlı nanoyapıların geometrisi kabul biyolojik şablon molekül16,17. Selüloz nanofibers Selülozik malzemelerin yüksek doğal bolluk verilen bir biotemplate olarak çekici, onların yüksek boy oranı doğrusal geometri, ve yeteneği kimyasal olarak glikoz monomerleri işlevselleştirmek için18,19, 20,21,22,23. Selüloz nanofibers (CNF) photoanodes için üç boyutlu TiO2 nanoteller sentezlemek için kullanılan24, şeffaf kağıt elektronik25için gümüş nanoteller, ve kataliz için Palladium Aerogel kompozitler26 . Ayrıca, TEMPO-oksitlenmiş selüloz nanofibers bir biotemplate olarak hem de kullanılmış olan Paladyum hazırlanmasında aracı azaltarak CNF Aerogels27.
Burada, bir yöntem selüloz nanolifi biotemkaplama Paladyum kompozit Aerogels sentezlemek için26sunulmuştur. Zayıf şekil kontrolü ile kırılgan Aerogels bir dizi asil metal Aerogel sentez yöntemleri için oluşur. Carboxymethylated selüloz nanofibers (cnfs) bir kovalent hidrojel oluşturmak için kullanılan, süperkritik kurutma sonra hem nano ve makroskopik Aerogel Monolith şekli üzerinde kontrol sağlayan cnfs üzerinde Palladium gibi metal iyonlarının azaltılması için izin verir. Carboxymethylated selüloz nanolifi çapraz ile elde edilir 1-etil-3-(3-dimethylaminopropyl) kardiimid hidroklorür (EDC) arasında bir bağlayıcı molekül olarak ethylenediamin varlığında cnfs. CNF hidrogeller, kovalent Crosslinking, ön-denge iyonlarıyla Dengeleme, yüksek konsantrasyon azaltma maddesi ile metal azaltma, su içinde durulama, etanol solvent değişimi ve CO2 gibi sentezleme adımları boyunca şeklini korur. Süper kritik kurutma. Precursor iyon konsantrasyonu varyasyonu, sol-jel yöntemlerinde kullanılan önceden biçimlendirilmiş Nanopartiküllerin nispeten yavaş bir araya güvenmekten ziyade, doğrudan iyon azaltma yoluyla son Aerogel metal içeriğinin kontrolünü sağlar. Hidrojel içine ve dışına kimyasal türler tanıtmak ve çıkarmak için temel olarak difüzyon ile, bu yöntem daha küçük dökme geometriler ve ince filmler için uygundur. Tarama elektron mikroskobu, X-Ray diffractometri, termal gravimetrik analiz, azot gazı adsorpsiyon, elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve döngüsel voltammetri ile selüloz nanoskopinin karakterizasyonu-Paladyum kompozit Aerogels yüksek yüzey alanı, metalize Paladyum gözenekli yapı gösterir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:826px;" width="825">
	<tbody>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:63px;width:295px;">0.5 mm platinum wire electrode</td>
			<td style="width:132px;">BASi</td>
			<td style="width:123px;">MW-4130</td>
			<td style="width:277px;">Used for auxillery electrode and separately for lacquer coating and use as a working electrode</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC)</td>
			<td style="width:132px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">&#160;1892-57-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid (MES)</td>
			<td style="width:132px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>117961-21-4&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Ag/AgCl (3M NaCl) Reference Electrode</td>
			<td style="width:132px;">BASi</td>
			<td style="width:123px;">MF-2052</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="83">
			<td height="83" style="height:84px;width:295px;">Carboxymethyl cellulose, TEMPO Cellulose Nanofibrils, Dry Powder</td>
			<td style="width:132px;">University of Maine Process Development Center</td>
			<td style="width:123px;">No 8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Ethanol, 200 proof</td>
			<td style="width:132px;">PHARMCO-AAPER</td>
			<td style="width:123px;">241000200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Ethylenediamine</td>
			<td style="width:132px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">&#160;107-15-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">Fourier-Transform Infrared (FTIR) Spectrometer, Frontier</td>
			<td style="width:132px;">Perkin Elmer</td>
			<td style="width:123px;">L1280044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Hydrochloric Acid</td>
			<td style="width:132px;">CORCO</td>
			<td style="width:123px;">7647-01-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:25px;width:295px;">Na2PdCl4</td>
			<td style="width:132px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">13820-40-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:25px;width:295px;">NaBH4</td>
			<td style="width:132px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">16940-66-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:25px;width:295px;">Pd(NH3)4Cl2</td>
			<td style="width:132px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">13933-31-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Potentiostat</td>
			<td style="width:132px;">Biologic-USA</td>
			<td style="width:123px;">VMP-3</td>
			<td>Electrochemical analysis-EIS, CV</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">Scanning Electron Mciroscope (SEM) Helios 600 Nanolab</td>
			<td style="width:132px;">ThermoFisher Scientific</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:25px;width:295px;">Supercritical Dryer</td>
			<td style="width:132px;">Leica</td>
			<td style="width:123px;">EM CPD300</td>
			<td>Aerogel supercritical drying with CO2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Surface and Pore Analyzer</td>
			<td style="width:132px;">Quantachrome</td>
			<td style="width:123px;">NOVA 4000e</td>
			<td>Nitrogen gas adsorption</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Thermal Gravimetric Analysis</td>
			<td style="width:132px;">TA instruments</td>
			<td style="width:123px;">TGA Q500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">Ultrasonic Cleaner</td>
			<td style="width:132px;">MTI</td>
			<td style="width:123px;">EQ-VGT-1860QTD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">XRD</td>
			<td style="width:132px;">PanAlytical</td>
			<td style="width:123px;">Empyrean</td>
			<td>X-ray diffractometry</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis method for cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels

Burada, bir yöntem selüloz nanolifi biotemkaplama Paladyum kompozit Aerogels sentezlemek için sunulmaktadır. Noble metal Aerogel sentezi yöntemleri genellikle zayıf şekil kontrolü ile kırılgan Aerogels neden. Carboxymethylated selüloz nanofibers kullanımı (cnfs) bir kovalent gümrüklü hidrojel oluşturmak için, süperkritik sonra hem nano ve makroskopik Aerogel Monolit şekli üzerinde kontrol ile cnfs üzerinde Paladyum gibi metal iyonlarının azaltılması için izin verir Kurutma. Karbokymethylated selüloz nanofibers Crosslinking 1-etil-3-(3-dimethylaminopropyl) kullanılarak elde edilir etylenediamin varlığında% kardiimid hidroklorür (EDC). CNF hidrogeller, kovalent Crosslinking, ön-denge iyonlarıyla Dengeleme, yüksek konsantrasyon azaltma maddesi ile metal azaltma, su içinde durulama, etanol solvent değişimi ve CO2 gibi sentez adımları boyunca şeklini korur. Süper kritik kurutma. Öncü Paladyum iyon konsantrasyonu değişen diğer kullanılan önceden oluşturulmuş Nanopartiküllerin nispeten yavaş coalescence güvenmek yerine bir doğrudan iyon kimyasal azaltma aracılığıyla final Aerogel kompozit metal içeriği üzerinde kontrol sağlar Sol-jel teknikleri. Hidrojel içine ve dışına kimyasal türler tanıtmak ve çıkarmak için temel olarak difüzyon ile, bu yöntem daha küçük dökme geometriler ve ince filmler için uygundur. Tarama elektron mikroskobu, X-Ray diffractometri, termal gravimetrik analiz, azot gazı adsorpsiyon, elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve döngüsel voltammetri ile selüloz nanoskopinin karakterizasyonu-Paladyum kompozit Aerogels yüksek yüzey alanı, metalize Paladyum gözenekli yapı gösterir.

Etylenediamin varlığında EDC ile kovalent çapraz selüloz nanofibers düzeni Şekil 1' de tasvir edilir. EDC çapraz bir karboksil ve primer Amin fonksiyonel grup arasında bir Amid bağ sonuçlanır. Carboxymetil selüloz nanofibers Crosslinking için sadece karboksil gruplara sahip olduğu göz önüne alındığında, etilendiamin gibi bir diamin bağlayıcı molekül varlığı, iki bitişik cnfs Iki Amid tahvil üzerinden birbirine bağlamak için ö...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis Method for Cellulose Nanofiber Biotemplated Palladium Composite Aerogels at JoVE.com

Synthesis Method for Cellulose Nanofiber Biotemplated Palladium Composite Aerogels

Selüloz nanolber biotemkaplama Palladium kompozit Aerogels için bir sentez yöntemi sunulmaktadır. Elde edilen kompozit Aerogel malzemeleri kataliz, algılama ve hidrojen gazı depolama uygulamaları için potansiyel sunar.

Selüloz nanofiber Biotemkaplama Palladium kompozit Aerogels için sentez yöntemi

Here, a method to synthesize cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented. Noble metal aerogel synthesis methods often ...

Bir paladyum metal aerogel kompozit elde etmek için selüloz nanofiber biyopolimer kovalent hidrojeller kullanarak bu yöntem biyopolimer şablonları ve metaller geniş bir yelpazede genelleştirilebilir olabilir. Bu kompozit aerogel sentez yöntemi hem pallium metal nanoyapı ve makroskopik aerogel monolit şekli üzerinde kontrol elde etmek için bir biyotemplate olarak selüloz nanofibers kullanır. Biyoşablonlu metal aerogellerin şekil kontrolü ve mekanik bütünlüğü kataliz, enerji depolama ve algılama uygulamalarını kolaylaştırmalıdır.Bu yöntem, biyopolimer karbon metal şablonlarını daha da geliştirmek ve kompozit aerogel malzemelerde üç boyutlu nanoyapıların daha iyi kontrol altına alınması için uygulanabilir. Bir selüloz nanofiber çözeltisi hazırlamak için, ilk mix 1.5 karboksimetil selüloz nanofibers 50 deiyonize su mililitre. Sallayarak sonra, bir dakika için çözelti girdap, tam karıştırma sağlamak için ortam sıcaklığında bir banyo sonicator bir 24 saatlik kuluçka izledi.Ertesi sabah, edc 0.959 gram ve MES tampon 0.195 gram ekleyin 2.833 deiyonize su mililitre. Daha sonra, son hacmi 10 mililitre ve bir azılı hidroklorik asit ve deiyonize su ile 4,5 pH'a ayarlayın. Daha sonra, her altı mikrofuge tüpleri içine% 3 selüloz nanofiber çözeltisi 0.25 mililitre aktarın ve santrifüj ile nanofibers tortu.Üst yüzeyle temastan kaçınırken sıkıştırılmış nanofiberlerin üzerindeki fazla suyu aspire etmek için bir pipet kullanın. Her mikrofuge tüp sıkıştırılmış selüloz nanofibers üzerinde EDC ve diamin crosslinking çözeltisi bir mililitre ekleyin. Selüloz nanofibers çapraz bağlantı jeller aracılığıyla dağıtmak için crosslinking çözeltisi için en az 24 saat bekleyin.Daha sonra, mikrofuge tüpleri crosslinking çözeltisupernatant aspire, ve nanofiber hidrojeller içinde herhangi bir aşırı crosslinking çözüm kaldırmak için kapaklar açık en az 24 saat boyunca deiyonize su bir litre mikrofuge tüplerbatırın. Ertesi gün, bir Fourier-transform kızılötesi spektrometre örnek aşamasına deiyonize su% 3 selüloz nanofiber çözeltisi yaklaşık 0,5 mililitre ekleyin ve 650 için 4, 000 karşılıklı santimetre için yüzde iletim tarayın. Paladyum çözeltisi hazırlamak için, girdap 10 mililitre tek molar paladyum amonyum klorür 15 saniye boyunca bir mililitre hacimleri için çözelti seyreltmeden önce bir mililitre, 10, 50, 100, 500, ve 1, 000-milimolar konsantrasyonları deiyonize suda.Sonra, bireysel selüloz nanofiber hidrojel örneklerinin üstüne her seyreltme bir mililitre ekleyin ve paladyum çözümleri 24 saat boyunca hidrojeller içinde denge sağlar. Ertesi gün, bir duman başlık altı 15 mililitre konik tüpler her içine iki molar sodyum borohidrit ve pipet 10 mililitre 60 mililitre hazırlamak ve duman başlık için paladyum dengelenmiş selüloz nanofiber hidrojeltüpler tüpleri aktarın. Uygun kişisel koruma ekipmanı giyen, bir mikrosantrifüj tüp ters ve yavaşça hidrojel kaldırmak için tüp dokunun, sodyum borohidrit tüplerinden birine hidrojel aktarmak için düz cımbız kullanarak.24 saat sonra, her biri azaltılmış hidrojeli ikinci bir 24 saat, 0,5 molar sodyum borohidrit azaltma çözeltisine aktarın ve selüloz nanofiber-paladyum kompozit jelleri 50 mililitre deiyonize suyla yeni konik tüplerde durulayın. 12 saat sonra deiyonize su değişimi ve jeller en az 12 saat daha durulayın sağlar. Daha sonra, durulamalı selüloz nanofiber-paladyum jelleri çözelti başına en az altı saat boyunca %25%50%75 ve %100 etanol çözeltilerinin ardışık 50 mililitrelik hacimlerine aktarmak için düz cımbız kullanın.Son çözücü değişiminden sonra, hidrojelleri karbondioksitiçeren süper kritik bir kurutucuda, 35 santigrat derece lik bir set noktası ve inç kare başına 1200 pound ile kurulayın. Kurutma tamamlandığında, aerogels kaldırılması için kurutucu açmadan önce en az 12 saat boyunca oda dengelemek için izin verin. Elektron mikroskobu tarayarak kompozit aerogelleri karakterize etmek için, her jeli bir ila iki milimetre kalınlığında bölümlere kesmek için bir jilet kullanın ve ince film örneğini taramalı elektron mikroskobu örnek sapına sabitlemek için karbon bandı kullanın.Saplamayı mikroskoba yükleyin ve numuneyi görmek için 15 kilovoltluk başlangıç hızlandırma gerilimi ve 2,7 ila 5,4 pikoamp'lık bir ışın akımı kullanın. X-ışını diffraktometri ile aerogels analiz etmek için, bir örnek tutucu selüloz nanofiber-paladyum aerogel yerleştirin, ve tutucuüst ile aerogel üst hizalamak. Daha sonra, 45 kilovolt beş ila 90 derece ve bakır K-alfa radyasyonu ile 40 miliamper, 0130 derece iki teta adım boyutu ve adım başına 20 saniye kırınım açıları iki teta için x-ışını kırınım taramaları gerçekleştirin.Termal gravimetrik analiz için, alet potasına bir aerogel numunesi yerleştirin ve dakikada 60 mililitre azot gazı akıtarak, ortam sıcaklığından 700 santigrat dereceye kadar dakikada 10 derece ısıtArak analiz yapın. Azot gazı adsorpsiyon-desorpsiyon için, eksi 196 santigrat derecede azot kullanmadan önce oda sıcaklığında 24 saat boyunca numuneleri gazdan arındırma, sırasıyla 60 ve 120 saniyelik adsorpsiyon ve desorpsiyon için denge süreleri olan test gazı olarak. Elektrokimyasal karakterizasyonu için aerogel örneklerini, elektrokimyasal şişenin alt kısmındaki aerogel'in üst yüzeyi ile temas halinde bir milimetre açık uçlu lake kaplı tel yerleştirmeden önce 24 saat boyunca 0,5 molar sülfürik asit elektrolitine batırın.Daha sonra, elektrokimyasal impe gerçekleştirmek için gümüş/gümüş klorür 0,5 milimetre çapında platin tel yardımcı sayaç elektrodu ve lake kaplı 0,5 milimetre çapında platin çalışma elektrodu ile üç elektrotlu bir hücre kullanın 10 milivolt sinüs dalgası ve eksi 0,2 ila 1,2 volt luk bir gerilim aralığı ile 10 voltluk döngüsel voltammetri ile bir megahertz'den bir milihertz'e dans spektroskopisi, 25, Saniyede 50 ve 75 milivolt. Fourier-transform kızılötesi spektroskopi selüloz nanofiber hidrojel crosslinking onaylamak için gösterildiği gibi yapılabilir. Burada, paladyum amonyum klorür veya sodyum paladyum klorür konsantrasyonları bir dizi arasında denge öncesi ve sonrası kovalent çapraz selüloz nanofiber hidrojeller gösterilmiştir.Burada, azaltılmış selüloz nanofiber-paladyum jeller önce ve sonra süperkritik aerogel kompozit kurutma gösterilir. Genel olarak, aerogels artan bir nanopartikül boyutu ile birbirine fibrillary ligamentler mevcut, elektron mikroskobu tarayarak paladyum çözeltisi konsantrasyonu bir artış ile ilişkili. Paladyum ve paladyum hidrit için X-ışını diffraktometri spektrumları, elektron mikroskobu tarama ile gözlenen nanopartikül çaplarında artış ile ilişkili olarak, spektrumlar artık 1,000 milimolar ayırt edilene kadar artan paladyum sentez konsantrasyonu ile daha kıvrık hale gelir.Termogravimetrik spektrum analizi, sentez paladyum çözeltisi konsantrasyonu arttıkça selüloz nanofiber-paladyum kompozit aerogellerde artan metal içeriğini ortaya koymaktadır. Fizyorpsiyon verileri, mezogözenyum ve makrogözenekli bir yapıyı gösteren Tip IV adsorpsiyon-desorpsiyon izotherm'i gösterir ken, Barrett-Joyner-Halenda gözenek boyutu analizi aerogel paladyum içeriği arttıkça mezopoelerin azalan frekansını gösterir. Elektrokimyasal empedans spektroskopisi spektrumları, selüloz nanofiber-paladyum kompozit aerogel için düşük yük transfer direnci ni ve çift katmanlı kapasitansını göstermektedir.Ayrıca, döngüsel voltammetri taramaları hidrojen adsorpsiyon ve sıfır volt daha az potansiyellerde desorpsiyon yanı sıra 0.5 volt daha büyük paladyum için karakteristik oksidasyon ve azaltma zirveleri gösterir. Büyük konsantrasyon farklılıkları ndan osmotik şişme hidrojel yırtmak olabilir gibi su ve etanol artımlı konsantrasyonları ile jelleri durulamak unutmayın. Kompozit biyo-templateler için grafen ve karbon nanotüpler gibi diğer malzemelerin biraraya getirmek aerojellerin daha fazla mekanik dayanıklılık ve iletkenlik elde etmek mümkün olabilir.Gözenekli metal kompozit aerogels elde etmek için selüloz nanofiber kovalent hidrojellerin kullanımı form faktörleri çeşitli diğer asil ve geçiş metal malzemeler için bir sentez yolu sunuyor. Yüksek oranda sulu sodyum borohidrit yanıcı hidrojen gazı üretimine neden olur. Numuneleri açık alevlerden uzakta, iyi havalandırılan bir alanda elektrokimyasal olarak azaltmak önemlidir.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Towards Biomimicking Wood: Fabricated Free-standing Films of Nanocellulose, Lignin, and a Synthetic Polycation

Nanocellulose, Lignin Fabrikasyon Serbest duran Filmler ve Sentetik polikatiyon: Biomimicking Wood Doğru

Woody materials are comprised of plant cell walls that contain a layered secondary cell wall composed of structural polymers of polysaccharides and ...

Synthesis of Indoxyl-glycosides for Detection of Glycosidase Activities

Glikosidaz Faaliyetlerinin Belirlenmesi için indoksil-glikozitler sentezi

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are ...

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

Ortam Koşullarında Altın Nanopartiküller Kararlı Oligomerik Kümeleri Boyut Kontrollü Sentezi için Basit Bir Yöntem

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

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Yeşil Solventler kullanma Biyopolimer Aerogels Hazırlanması

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Altın nanorods hidrokinon Esaslı Sentezi

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

palladyum<em&gt; K</em&gt; -Heterosiklik Karben Kompleksleri: Benzimidazolyum Tuzlarından Sentez ve Karbon-karbon Bağ Oluşturma Reaksiyonlarında Katalitik Aktivite

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from ...

Chemical Precipitation Method for the Synthesis of Nb2O5 Modified Bulk Nickel Catalysts with High Specific Surface Area

Chemical Precipitation Method for the Synthesis of Nb2O5 Modified Bulk Nickel Catalysts with High Specific Surface Area

Nb2O5 sentezi için kimyasal yağış yöntemi toplu nikel katalizör yüksek belirli yüzey alanı ile modifiye

We demonstrate a method for the synthesis of NixNb1-xO catalysts with sponge-like and fold-like nanostructures. By varying the Nb:Ni ratio, a series of ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

İmalat ve katalitik Aerogels hızlı süperkritik ayıklama hazırlanan test

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Ligand-Mediated Nucleation and Growth of Palladium Metal Nanoparticles

Çekirdekleşme ligand-aracılı ve Paladyum Metal nano tanecikleri gelişmesi

The size, size distribution and stability of colloidal nanoparticles are greatly affected by the presence of capping ligands. Despite the key contribution ...