Tổng hợp màu xanh lá cây đơn giản là một hơi thở của không khí trong lành

Anonim

Một phương pháp để tạo ra các hạt nano mà không sử dụng dung môi có thể dẫn đến các thiết bị điện tử thân thiện với môi trường.

Hạt nano của thành phần và kích thước có thể điều khiển có tiềm năng lớn trong các thiết bị điện, quang học và hóa học, nhưng chúng phải được tạo ra một cách an toàn và tiết kiệm chi phí. Kazuhiro Takanabe và các đồng nghiệp từ KAUST hiện đang báo cáo một phương pháp đơn giản để tổng hợp hạt nano kim loại-sulfide ở nhiệt độ thấp mà không sử dụng các dung môi có hại cho môi trường.

Sunfua kim loại, là vật liệu kết tinh kết hợp một hoặc nhiều nguyên tử kim loại với nguyên tử lưu huỳnh, có các tính chất điện tử, quang học và nhiệt điện tuyệt vời. Hạt nano của các vật liệu này là một triển vọng thú vị cho việc phát triển các thiết bị thu nhỏ. Tuy nhiên, việc phát triển các thiết bị nhỏ bé này phụ thuộc vào một phương pháp đơn giản, hiệu quả và an toàn để tạo ra các cấu trúc nano kim loại-sunphít, tốt nhất là ở quy mô thương mại. Phương pháp lý tưởng không nên yêu cầu sử dụng nhiệt độ cao hoặc dung môi có tác động tiêu cực đến môi trường hoặc sức khỏe con người.

Takanabe và nhóm của ông bây giờ đã chứng minh một phương pháp không dung môi để tạo ra một loạt các hạt nano kim loại-sulfua sử dụng hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh gọi là thiourea.

Đáng kể, các vật liệu sunfua mục tiêu thậm chí có thể được tổng hợp trong không khí mở. "Mục tiêu của chúng tôi là làm cho quá trình tổng hợp trở nên đơn giản và mạnh mẽ", Takanabe nói.

Nhóm nghiên cứu thêm thiourea và oxit hoặc nitrat của kim loại (hoặc kim loại) vào nồi nấu kim loại. Khi đun nóng đến nhiệt độ tương đối thấp khoảng 200 ° C, thiourea tan chảy. Điều này cung cấp các nguyên tử lưu huỳnh cần thiết và cũng đóng vai trò giống như một dung môi theo cách tiếp cận thông thường, hoạt động như các trung tâm cơ sở phản ứng với nguồn kim loại.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp của họ để tạo ra các hạt nano kim loại-sulfide bậc bốn phức tạp, cụ thể là CuGa2In3S8. Một polymer hữu cơ được quan sát đồng thời hình thành xung quanh các hạt nano sulfide, tạo ra một lớp phủ. Họ mô tả các vật liệu sử dụng các kỹ thuật cộng hưởng từ hạt nhân rắn (NMR) và kính hiển vi điện tử truyền dẫn có độ phân giải cao (TEM) để điều tra hình thái học của nó và hiểu được polyme đóng nắp.

Takanabe giải thích cách phòng thí nghiệm lõi hình ảnh và đặc trưng của KAUST là rất quan trọng ở bước này. Trong bài báo này, Phòng thí nghiệm chính đã tiến hành phân tích vật liệu với NMR và TEM, điều này rất quan trọng trong việc liên kết kích thước của các hạt nano silica với các tính chất điện môi của chúng. Hơn nữa, lăng kính electron được lắp trong dụng cụ TEM cho phép xác định sự phân bố không gian của các thành phần cấu thành trong các hạt nano, mà cũng trở nên quan trọng không kém trong công việc này ”.

Kết quả cho thấy một polymer nitrit hữu cơ có thể kiểm soát được ở bên ngoài, nhưng thành phần chính xác của polyme này phụ thuộc vào nhiệt độ tổng hợp và tỷ lệ tiền chất.

Nhóm nghiên cứu của Takanabe đã chỉ ra công dụng của các hạt nano của chúng bằng cách sử dụng chúng như một chất xúc tác quang học cho sự tiến hóa hydro, nơi các ion lưu huỳnh độc được tạo ra an toàn trong dung dịch nước. "Nghiên cứu này mở ra giao thức tổng hợp mới cho các hạt nano kim loại sulfide, rất hữu ích cho các ứng dụng khác nhau, " Takanabe nói.

"Chúng tôi may mắn rằng Phòng thí nghiệm cốt lõi này cung cấp cho các nhà nghiên cứu phân tích vật liệu chất lượng cao bằng cách mua sắm thiết bị hiện đại và tài năng tốt nhất", ông nói thêm.

menu
menu