تولید طبیعی نانو کریستال‌های پالادیم اسید

تولید طبیعی نانو کریستال‌های پالادیم اسید – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه شیمی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

تولید طبیعی نانو کریستال‌های پالادیم اکسید

چکیده

سنتز چارچوب آلی ـ فلزی (MOF) مبتنی بر تترا- پیریدیل پورفیرین و نمک پالادیم (II) منجر به تشکیل نانوکریستالهای پالادیم اکسید می شود. نانوکریستالهای پالادیم اکسید به وسیله TEM PXRD HRTEM، اسپکتروسکوپی فرابنفش ـ مریی(UV – Vis)، DLS، SEM و AFM شناسایی می شوند. در اینجا، مکانیسم قابل پذیرشی برای تولید طبیعی نانو کریستالها ارائه می شود.

کلمات کلیدی: پورفیرین، نانوکریستالهای پالادیم اکسید، نانو ساختار، چارچوب آلی – فلزی

تولید طبیعی نانو کریستال‌های پالادیم اسید

۱- مقدمه

در سالهای اخیر، چارچوبهای آلی ـ فلزی متخلخل (MOFها( به طور گسترده ابداع شده اند که علت آن کاربردهای بالقوه آنها به عنوان غربالهای مولکولی، در ذخیره سازی گاز، تبادل یون و در کریستالها می باشد ]۴-۱[. انتخاب دقیق فلزها و لیگاندهای مناسب به تولید MOF های دارای ساختار و عملکرد مطلوب براساس تمایلات کوئوردیناسیونی و اشکال هندسی آنها منجر می شود. در این مقاله، پورفیرین‌ها به واسطه توانایی کی‌لیت شدن با یونهای فلزی مختلف نظیر Cu، Zn،Fe ، Pd و Pt برای تشکیل MOF های متخلخل به کار گرفته شده اند. پورفیرین ها به طور ذاتی کاربردهای قابل توجهی به عنوان پیوند دهنده مولکولهای کوچک، انتقال دهنده‌ها، کاتالیزورها، جذب کننده های نور و انتقال دهنده های انرژی دارند ]۹[. پورفیرین های سنتزی در الکترونیک مولکولی و به عنوان قطعات ساختمانی فوق مولکولی از اهمیت قابل توجهی برخوردارند ]۱۲-۱۰[. از میان این پورفیرین‌ها، پورفیرین های استخلاف شده با پیریدیل نمایندگان عالی برای کی‌لیت شدن با چندین یون فلزی می باشند زیرا همانگونه که در نمودار ۱ نشان داده شده، آرایه های فوق مولکولی جذابی تشکیل می دهند ]۱۴-۱۳[. تلاشهای مورد علاقه ما برای سنتز چنین ابرساختارهایی با واسطه فلزی منجر به تشکیل نانوکریستالهای پالادیم اکسید (با قطر ۵-۷nm) همراه با MOF تصادفی گردید.

این نانوکریستالها با استفاده از پراش پرتو X پودر، میکروسکوپی عبوری الکترون، میکروسکوپی عبوری الکترون با تفکیک بالا، آنالیزگر اندازه ذره، میکروسکوپی نیروی اتمی و پراش الکترونی شناسایی می شوند.

۲- نتایج و بحث

برای تهیه نانوکریستال پالادیم اکسید، مزو- تتراکیس (پیریدیل) پورفیرین (TPyP) و Na₂PdCl₄ با نسبت مولی ۱:۴ به داخل دی‌متیل فرمامید (DMF) ریخته شدند. مخلوط در دمای ۸۰-۱۰۰^oC  در حمام روغن با هم زدن مداوم به مدت ۱۲ ساعت حرارت داده شد. در طی پیشرفت واکنش، رنگ مخلوط واکنش از نارنجی کم رنگ به قرمز شرابی سیر تغییر کرد. واکنش به وسیله اسپکتروسکوپی فرابنفش- مریی ردیابی شد. طیفهای فرابنفش- مریی، جابجایی قرمز سورت ( Soret) را در حدود ۳-۴nm همراه با پهن‌شدگی نوار نشان داد و نوار Q به جای آنکه مانند پورفیرین های فلزی به طور عادی ۲ خطی مشاهده شود، ۴ خطی باقی ماند. این امر نشان می دهد که پالادیم داخل حلقه بزرگ پورفیرین نمی شود بلکه با گروههای پیریدیل موجود در پیرامون حلقه پورفیرین کوئوردینه  می شود (پیوند می یابد) (مواد مکمل ، شکل S-1) ]15[. شیوه ی کوئوردیناسیون احتمالا با آنچه در نمودار ۱ نشان داده شده، مشابه است.

برای انجام آنالیز بیشتر، مخلوط واکنش با DMF، ۲۰ برابر (حجمی/حجمی) رقیق گردید. بخشی از مخلوط رقیق شده به طور جداگانه به مدت ۱، ۲ و ۳ روز نگهداری شد (در نمودار ۲، به ترتیب به صورت  A،B  وC نشان داده شده است). TEM مخلوط های قرمز شرابی A وB (نمودار) تشکیل نانوکریستالهای پالادیم اکسید با قطر ۵-۷nm را نشان داد (مواد مکمل، شکل S-2) اما اندازه‌گیری‌های DLS مخلوط های مربوطه افزایشی را در اندازه از ۱۴/۵nm
( s_n = 1/47nm) تا ۵۵/۵۴nm (s_n = 12/67nm) نشان داد. این امر حاکی از آنست که احتمالا انباشتگی گروههای پورفیرین در اطراف نانوکریستالهای پالادیم اکسید روی می دهد که به بزرگتر شدن اندازه می انجامد.

مخلوط کلوییدی با سرعت rpm 15000 فرا سانتریفوژ شد و باقیمانده با اتانول شسته و خشک گردید و با استفاده از پراش پرتو x پودر (PXRD) آنالیز شد. الگوی PXRD باقیمانده با PdO (پالادیم اکسید) کاملا مطابقت داشت (JCPDS No. 655261) (مواد مکمل، شکل۳–S ) ماهیت کریستالی نانو کریستالهای پالادیم اکسید همانگونه که در شکل ۱ نشان داده شده، با استفاده از الگوی پراش الکترون (ED) و HRTEM بیشتر تایید شد.

تولید طبیعی نانو کریستال‌های پالادیم اسید

۳- بخش تجربی

Na₂PdCl₄ (0.4mmol,126mg) و مزوتتراکیس (۴-پیریدیل) پورفیرین (۰٫۱mmol,62mg) به داخل ۱۰ml دی متیل فرمامید (DMF) ریخته می شوند و مخلوط در هوا در یک حمام روغن از پیش گرم شده (۸۰-۱۰۰^oC) به مدت ۱۲ ساعت به هم زده می شود. در طی پیشرفت واکنش، رنگ مخلوط واکنش از نارنجی کم رنگ به قرمز شرابی تغییر می کند (شکل ۲) بخشی از محلول قرمز شرابی جهت آنالیز تجربی بیشتر، با DMF رقیق شده و به مدت ۳۰ دقیقه تحت صوت افکنی قرار می گیرد. استفاده از هر حلال دیگر نظیر دی کلرومتان، کلروفرم، استونیتریل، اتیل استات، استون، اتانول، متانول یا آب برای رقیق کردن محلول به تشکیل رسوب منجر می شود. اگر محلول قرمز شرابی به مدت سه روز بدون حرکت باقی بماند، تشکیل ژل صورت می گیرد که این ژل در DMF و نیز سایر حلالها (که در بالا ذکر شد) غیرقابل حل است.

بررسیهای پراش پرتو X پودر در دمای اتاق در یک پراش سنج پیشرفته بروکر D8 با استفاده از تابش CuKα فیلتر شده با Ni انجام شد. اطلاعات در مراحل ۰٫۰۳^o و زمان شمارش ۱ ثانیه ای در هر مرحله در محدوده ی ۲^o < 20 < 60^o جمع‌آوری شد.

میکروسکوپی عبوری الکترون (TEM) و TEM با تفکیک بالا (HRTEM) در یک میکروسکوپ الکترونی FEI Techni G2 20 که با ولتاژ ۲۰۰KV عمل می کرد، انجام گرفت. AFM و SEM به ترتیب با استفاده از VEECO METEROLOGY GROUP، NANOSCORE-IIIA و ZEISS EVO 50 انجام شد. اندازه‌گیری‌های فرابنفش ـ مریی (UV – Vis) با یک اسپکتروفوتومتر آگیلانت ۸۴۵۳ (آشکار ساز آرایه دیودی) صورت پذیرفت. DLS با استفاده از آنالیزگر اندازه ذره
 MALVERN ZETASTZER NANO SERIES (ZS 90) انجام گرفت.