نقدم هنا طريقة لتصنيع الجسيمات النانوية الخالية من الكبريتيد الكادميوم (CdS) بناء على بوليمر كبريت فريد من نوعه. يعمل البوليمر المشترك للكبريت كمذيب بدرجة حرارة عالية ومصدر للكبريت أثناء تخليق الجسيمات النانوية ويثبت الجسيمات النانوية بعد التفاعل.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نقدم هنا طريقة لتصنيع الجسيمات النانوية الخالية من الكبريتيد الكادميوم (CdS) بناء على بوليمر كبريت فريد من نوعه. يعمل البوليمر المشترك للكبريت كمذيب بدرجة حرارة عالية ومصدر للكبريت أثناء تخليق الجسيمات النانوية ويثبت الجسيمات النانوية بعد التفاعل.
على الرغم من أن ثبت مفيدة لتخليق، بروابط الأليفاتية التقليدية تمثل عددا من التحديات لتنفيذ النانوية في الأجهزة الضوئية والكهروكيميائية. بروابط الأليفاتية والعازلة للغاية، مسعور، وتشكل عائقا كبيرا أمام ردود الفعل السطحية الكهروكيميائية. 1 وتبعا لذلك، العديد من الدراسات قد وضعت الصرف يجند ويجند تجريد البروتوكولات التي تحل محل هذه بروابط الأليفاتية مع الأنصاف وظيفية أو أن تجرف بروابط لتكشف عن وجود جسيمات متناهية الصغر العارية سطح 1 - 3 ردود الفعل هذه، ومع ذلك، يشكل العديد من المشاكل الجوهرية. ويضيفون إلى حد كبير في تعقيد عملية الاصطناعية، لا تذهب دائما إلى الانتهاء، ويمكن أن تتدهور سطح الجسيمات النانوية، والتي يمكن بدورها تفرض مشاكل كبيرة أثناء تصنيع الجهاز عند استخدام هذه التقنيات. 4
لقد قمنا بتطوير مجموعة من البوليمرات الكبريت التييمكن استخدامها على حد سواء مصدر المذيبات والكبريت وارتفاع درجة الحرارة خلال تركيب أقراص مدمجة النانوية. 5 وتستند هذه البوليمرات على مجموعة من البوليمرات الشبكة التي وضعتها تشونغ آخرون أن يستخدم الكبريت و1،3-diisopropenylbenzene (DIB). 6 في حالتنا، يتم تنفيذ مونومر methylstyrene بدلا من بنك دبي الإسلامي. حدود methylstyrene مونومر عبر ربط ردود الفعل، التي من شأنها أن تنتج إلا عالية الجزيئية من البوليمرات شبكة الوزن. 5،6 وجود مجموعة وظيفية الفينيل واحد فقط على مونومر methylstyrene يشجع على تكوين الجذور بلازميدة قليلة القسيمات مرة واحدة ساخنة، والذي يسمح لمجموعة من البوليمرات الكبريت ل تعمل كمذيب والكبريت السائل مصدر في موازاة ذلك خلال تخليق جسيمات متناهية الصغر. 5 على وجه التحديد، يتم إنتاج البوليمر الكبريت عن طريق تسخين الكبريت إلى 150 درجة مئوية، وهو ما يجعل S 8 حلقات للانتقال الى شكل diradical الكبريت السائل منظم خطيا. بعد ذلك، يتم حقن methylstyrene ط n لالكبريت السائل في نسبة 01:50 الرحى من جزيئات methylstyrene إلى ذرات الكبريت. 5 الرابطة المزدوجة methylstyrene يتفاعل مع سلاسل الكبريت لإنتاج البوليمرات، كما هو مبين في الشكل 1. 5 من البوليمرات الكبريت ثم يتم تبريده والسلائف الكادميوم يضاف. ثم يتم تسخينها هذا الخليط إلى 200 درجة مئوية، وخلالها، يذوب من البوليمرات الكبريت وبدأت عمليات التنوي جسيمات متناهية الصغر والنمو في الحل 5 أ 20: يتم استخدام نسبة 1 المولي من الكبريت لالسلائف الكادميوم، بحيث لا بعض من يتم استهلاك الكبريت أثناء عملية التفاعل. 5 هذا من البوليمرات تستقر الجسيمات النانوية من قبل تعليقها داخل مصفوفة البوليمر الصلبة مرة واحدة تم إنهاء رد الفعل. 5 يمكن إزالة البوليمرات بعد التوليف، مما يؤدي إلى إنتاج الجسيمات النانوية الأقراص المضغوطة التي لم يكن لديك بروابط تنسيق العضوية، كما هو مبين في الشكل 2. 5
ontent "> طريقة الاصطناعية الواردة في هذا العمل هو بسيط نسبيا بالمقارنة مع الطرق الأخرى التي قدمت في الأدب 1 - 3،7 هو مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات التي النانوية ligated التقليدية أثبتت إشكالية أو غير مرغوب فيه يمكن هذه التقنية الأبواب مفتوحة لأعلى الاختبار الإنتاجية، حيث دفعة واحدة من الجسيمات النانوية يمكن أن تستخدم لدراسة مجموعة كاملة من functionalizations لاحقا دون الحاجة للمجمع وقتا طويلا يجند تجريد أو تبادل الإجراءات. 2،4،8،9 هذه الجسيمات النانوية unligated توفر أيضا فرصا للحد من عدد من العيوب الكربون يلاحظ عموما في أجهزة جسيمات متناهية الصغر المطبوعة، من خلال القضاء على مصدر الكربون 10 - 16 ويهدف هذا البروتوكول مفصل لمساعدة الآخرين تنفيذ هذا الأسلوب الجديد وللمساعدة على تحفيز استخدامه نشطة في مجموعة متنوعة من المجالات التي من شأنها أن تجد انها ذات أهمية خاصة.الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تحذير: السلائف الكادميوم شديدة السمية ويجب التعامل معها بعناية فائقة. ارتداء معدات الوقاية المناسبة، واستخدام الضوابط الهندسية المناسبة والتشاور ورقة بيانات السلامة المواد ذات الصلة (MSDS). وبالإضافة إلى ذلك، وتشكيل النانوية قد تنطوي على مخاطر إضافية. وتجرى التفاعلات الموصوفة هنا مع معيار مشعب الغاز فراغ، من أجل إجراء التجارب في جو خامل. تم شراء جميع المواد الكيميائية تجاريا واستخدامها كما وردت. ويستند هذا البروتوكول على طريقة الاصطناعية التي سبق وضعها، والتي وصفنا في الآونة الأخيرة في أماكن أخرى. 5
1. الكبريت كوبوليمر التجميعي
2. أقراص مدمجة الجسيمات النانوية التجميعي
3. إزالة الكبريت كوبوليمر وعزل النانوية
4. تميز النانوية أقراص مدمجة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الصورة تيم في الشكل 3A معارض أقراص مدمجة النانوية الصغيرة (3-4 نانومتر) التي الأنوية داخل البوليمرات الكبريت قبل مجموعة من البوليمرات الكبريت تم إزالتها بالكامل. وقد حصلت الصورة في الشكل 3A من خلال اتخاذ قسامة من الحل جسيمات متناهية الصغر على الفور بعد أن وصل حل 200 درجة مئوية. ويبين الشكل 3B النانوية أكبر (7-10 نانومتر) التي نمت في حل لمدة 30 دقيقة قبل كان من البوليمرات الكبريت تماما إزالة ويبين الشكل 3C صورة الت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لقد طورنا طريقة لتصنيع الجسيمات النانوية CdS داخل مصفوفة البوليمر المشترك للكبريت. يتكون هذا البوليمر المشترك للكبريت من عنصر الكبريت وميثيل ستيرين. 5 من السمات المهمة لهذه الطريقة أنه يمكن استخدام البوليمر المشترك كمذيب عالي الحرارة ومصدر للكبريت يتفاعل مع سلائف الكادميوم لإنتاج جزيئات CdS النانوية في المحلول. 5 تتمثل الخطوة الحاسمة في الإجراء في تخليق البوليمر المشترك للكبريت مع نسبة مناسبة من ميثيل الستايرين والكبريت. يعد استخدام ميثيل الستايرين وبالتركيز المناسب أمرا مهما لتشكيل البوليمر المشترك...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا يكشف المؤلفون عن أي مصالح مالية متنافسة.
يود المؤلفون أن يعرب عن تقديرهم لولاية واشنطن لدعمها هذا البحث من خلال برنامج الزمالة الاستكشافية لمعهد الطاقة النظيفة بجامعة واشنطن ، وجائزة مسار الطاقة المستدامة (SEP) لمؤسسة العلوم الوطنية (NSF) CHE-1230615.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الكبريت (S8< / sub>) ، 99.5٪ | Sigma Aldrich | 84683 | |
| & alpha ؛ -methylstystyrene ، 99٪ | Sigma Aldrich | M80903 | |
| Cadmium acetylacetonate (Cd (acac)) ، 99.9٪ | Sigma Aldrich | 517585 | |
| كلوروفورم شديد السمية (CHCl3< / sub>) ، 99.5٪ | Sigma Aldrich | C2432 | |
| Hotplate / النمام المغناطيسي | IKA RCT | 3810001 | |
| جهاز تحكم في درجة الحرارة مع مسبار وعباءة تسخين | Oakton Temp 9000 | WD-89800 | |
| جهاز طرد مركزي | Beckman Coulter Allegra X-22 | 392186 | |
| الطرد المركزي | Thermo Scientific | 3114 | تفلون لمقاومة المذيبات المكلورة |
| TEM مع كاشف EDS المرفق | FEI Tecnai G2 F-20 مع كاشف | ||
| TEM Sample Grid | Ted Pella | 1824 | ركيزة فيلم الكربون فائقة النحافة مع أفلام دعم الكربون الثقيلة على شبكة نحاسية 400 |
| XRD | Bruker F-8 Focus Diffractometer | ||
| ركائز زجاجية من الجير الصودا المطلي بالموليبدينوم بسمك | 750 نانومتر طبقة الموليبدينوم المضنية | ||
| الكوارتز مضان | Sigma Aldrich | Z803073 | 10 مم × 10 مم ، 4 جوانب مصقولة مع مقياس |
| اللولبي UV-Vis-NIR | Perkin Elmer Lambda 1050 | مع وحدة كاشف 3D WB | |
| PL | Horiba FL3-21tau مقياس الطيف الضوئي |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.