Palladium Nanohissəciklərinin Sonokimyəvi Azaldılması

Palladium (Pd) katalitik funksiyaları ilə məşhurdur, lakin tez-tez materialların tədqiqi və elektronika istehsalı, tibb, hidrogenin təmizlənməsi və digər kimyəvi tətbiqlərdə istifadə olunur. Sonokimyəvi yol vasitəsilə mono-dispers, eləcə də yığılmış palladium nanohissəcikləri istehsal edilə bilər.

Palladium nanohissəciklərinin ultrasəs istehsalı

Nemamcha və Rehspringer dağılmış və yığılmış palladium nanohissəciklərinin sonokimyəvi istehsalını araşdırdılar. Buna görə də, Pd(NO₃)₂ məhlul ultrasəs laboratoriya homojenizatoru ilə sonikləşdirilib UP100H etilen qlikol (EG) və polivinilpirolidon (PVP) varlığında.

Prosedur

Nümunələr aşağıdakı kimi hazırlanmışdır:
Nümunələr üçün 30mL EG və 5·10 qarışıqları^-6mol PVP 15 dəqiqə ərzində maqnit qarışdırmaqla hazırlanmışdır. Fərqli nümunələr üçün fərqli miqdarda Pd(NO₃)₂ məhlul, 1,5 ml və 2 ml əlavə edildi. Nümunə qarışıqları 2·10 nisbətində hazırlanmışdır^-3mol Pd(NO₃)₂ (a) nümunəsində və 2.66·10^-3mol Pd(NO₃)₂ (b) nümunəsində. Hər iki qarışıq zond tipli ultrasəs cihazından istifadə edərək 20 ml flakonda sonikasiya edilmişdir. Nümunələr 30, 60, 90, 120, 150 və 180 dəqiqəlik sonikasiya müddətindən sonra götürüldü.

Eksperimental nəticələrin təhlili göstərir ki:

1. Pd(II)-nin Pd(0)-a sonokimyəvi azalması sonication vaxtından asılıdır.

2. Yüksək PVP/Pd(II) molar nisbəti yuvarlaq formaya və təxminən 5nm orta diametrinə malik monodispers palladium hissəciklərinin əmələ gəlməsinə gətirib çıxarır.

3. Bununla belə, aşağı PVP/Pd(II) molar nisbəti 20nm-də mərkəzləşdirilmiş böyük ölçülü paylanma ilə palladium nanohissəciklərinin aqreqatlarının alınmasını nəzərdə tutur.

Palladium (II) ionlarının azaldılmasının sonokimyəvi yolu Pd(II) palladium atomlarına Pd(0) aşağıdakı kimi qəbul etmək olar:

• (1) Su pirolizi: H₂O → •OH+•H
• (2) Radikal əmələgəlmə: RH (azaldıcı agent) + •OH(•H) → •R + H₂O(H₂)
• (3) İonların azaldılması: Pd(II) + azaldan radikallar (•H, •R) → Pd(0) + R•CHO + H+
• (4) Hissəciklərin əmələ gəlməsi: NPd(0) → Pdn

–> Nəticə: PVP/Pd(II) nisbətindən asılı olaraq, dağılmış və ya yığılmış Pd_N əldə edilmişdi.

Palladiumun sonokimyəvi azalması: a nümunəsi (solda) yüksək miqdarda PVP, b nümunəsi (sağda) az miqdarda PVP ehtiva edir. Sonikasiya vaxtı ilə UP100H: 180 dəq. Nümunə a mono səpələnmiş Pd nano hissəcikləri, b nümunəsi yığılmış Pd nano hissəcikləri göstərir. [Nemamça; Rehspringer 2008]

Təhlil və Nəticələr

UV-görünən udma analizləri palladium (II) ionlarının palladium (0) atomlarına sonokimyəvi azalması və ultrasəs sahəsində saxlama müddəti arasındakı əlaqəni təsdiqləyir. Palladium (II) ionlarının palladium (0) atomlarına azaldılması irəliləyir və sonikasiya müddətinin artması ilə tamamilə əldə edilə bilər. Transmissiya elektron mikroskopiyasının (TEM) mikroqrafikləri göstərir ki:

1. 1. Yüksək miqdarda PVP əlavə edildikdə, palladium ionlarının sonokimyəvi azalması sferik forma və təqribən orta diametri olan monodispers palladium hissəciklərinin meydana gəlməsinə səbəb olur. 5nm.
2. 2. Kiçik miqdarda PVP-nin istifadəsi palladium nanohissəciklərinin aqreqatlarının alınmasını nəzərdə tutur. Dinamik işığın səpilməsi (DLS) ölçmələri palladium nanohissəciklərinin aqreqatlarının 20nm-də mərkəzləşmiş böyük ölçülü paylanmaya malik olduğunu göstərir.