الاختزال الكيميائي لجسيمات البلاديوم النانوية

يشتهر البلاديوم (Pd) بوظائفه التحفيزية ولكنه يستخدم أيضا في كثير من الأحيان في أبحاث المواد وإنتاج الإلكترونيات والأدوية وتنقية الهيدروجين والتطبيقات الكيميائية الأخرى. عبر طريق سونوكيمياء ، يمكن إنتاج جزيئات نانو البلاديوم أحادية التشتت وكذلك المجمعة.

إنتاج بالموجات فوق الصوتية من جسيمات البلاديوم النانوية

قام Nemamcha و Rehspringer بالتحقيق في الإنتاج الكيميائي للسونوكيميائي لجسيمات البلاديوم النانوية المتناثرة والمجمعة. لذلك ، فإن Pd (NO₃)₂ وقد صوتنة الحل مع الخالط مختبر بالموجات فوق الصوتية UP100H في وجود جلايكول الإيثيلين (EG) والبولي فينيل بيروليدون (PVP).

إجراء

تم تحضير العينات على النحو التالي:
بالنسبة للعينات ، مخاليط 30 مل من EG و 5 · 10^-6تم تحضير مول PVP عن طريق التحريك المغناطيسي لمدة 15 دقيقة. بالنسبة للعينات المختلفة ، كمية مختلفة من Pd (NO₃)₂ تمت إضافة محلول ، 1.5 مل و 2 مل. تم تحضير مخاليط العينة بنسبة 2·10^-3مول Pd(NO₃)₂ في العينة (أ) و2.66·10^-3مول Pd(NO₃)₂ في العينة (ب). تم صوتنة كلا الخليطين في قارورة 20 مل باستخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار. تم أخذ العينات بعد أوقات صوتنة 30 و 60 و 90 و 120 و 150 و 180 دقيقة.

يظهر تحليل النتائج التجريبية ما يلي:

1. الاختزال الصوتي ل Pd (II) إلى Pd (0) يعتمد على وقت الصوتنة.

2. تؤدي النسبة المولية العالية PVP / Pd (II) إلى تكوين جزيئات البلاديوم أحادية التشتت ذات الشكل المستدير ويبلغ متوسط قطرها حوالي 5 نانومتر.

3. ومع ذلك ، فإن النسبة المولية المنخفضة PVP / Pd (II) تتضمن الحصول على جسيمات البلاديوم النانوية المجاميع مع توزيع كبير الحجم يتمركز عند 20 نانومتر.

الطريق الكيميائي لتقليل أيونات البلاديوم (II) PD(II) إلى ذرات البلاديوم بي دي(0) يمكن افتراض أن يكون ما يلي:

• (1) الانحلال الحراري للماء: H₂O → •OH+•H
• (2) التكوين الجذري: RH (عامل اختزال) + • OH (• H) → • R + H₂O(H₂)
• (3) اختزال الأيونات: Pd (II) + الجذور المختزلة (• H ، • R) → Pd (0) + R • CHO + H +
• (4) تكوين الجسيمات: Nبي دي (0) → بي دي إن

–> النتيجة: اعتمادا على نسبة PVP / Pd (II) ، Pd المشتت أو المجمع_N تم الحصول عليها.

الاختزال الكيميائي الصافي للبلاديوم: تحتوي العينة أ (يسار) على كمية عالية من PVP ، والعينة ب (يمين) كمية منخفضة من PVP. وقت السونيكيون مع UP100H: 180 دقيقة تظهر العينة a جسيمات نانو Pd أحادية التشتت ، وعينة ب مجمعة جسيمات نانو Pd. [نمامشا؛ ريسبرينغر 2008]

التحليل والنتائج

تؤكد تحليلات الامتصاص المرئي للأشعة فوق البنفسجية العلاقة بين الاختزال الكيميائي لأيونات البلاديوم الثنائي إلى ذرات البلاديوم (0) ووقت الاحتفاظ في مجال الموجات فوق الصوتية. يتقدم اختزال أيونات البلاديوم الثنائي إلى ذرات البلاديوم (0) ويمكن تحقيقه بالكامل مع زيادة وقت الصوتنة. تظهر الصور المجهرية للمجهر الإلكتروني النافذ (TEM) ما يلي:

1. 1. عند إضافة كمية كبيرة من PVP ، يؤدي الاختزال الكيميائي لأيونات البلاديوم إلى تكوين جزيئات البلاديوم أحادية التشتت ذات الشكل الكروي ويبلغ متوسط قطرها حوالي 5 نانومتر.
2. 2. استخدام كمية صغيرة من PVP ينطوي على الحصول على جزيئات البلاديوم النانوية المجاميع. تكشف قياسات تشتت الضوء الديناميكي (DLS) أن مجاميع جسيمات البلاديوم النانوية لها توزيع كبير الحجم يتمركز عند 20 نانومتر.