Name: Preparación de membranas foto-sensible Polioxometalato-basado para la foto activación de catalizadores de óxido de manganeso (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-07T14:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 47 s
Description: Aprende a preparar membranas fotosensibles de polioxometalato-polímero para conversión de energía solar. Este método fabrica materiales flexibles y foto-funcionales con sintonía redox para aplicaciones en fotosíntesis artificial.

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A. Y. recibió apoyo financiero del Centro Global de excelencia para el programa de innovación de sistemas mecánicos de la Universidad de Tokio y de la Universidad de Tokio subvención para investigación de doctorado. Este trabajo es apoyado en parte por JSP KAKENHI subvenciones para jóvenes científicos (B) (17K 17718).

Es recomendable para referirse a todas las hojas de datos de seguridad del material (MSDS) antes de utilizar productos químicos, como algunos utilizados en estas síntesis son altamente ácidos y corrosivos. Además, un polímero usado en este trabajo (poliacrilamida) puede contener el monómero cancerígeno, acrilamida. El uso de equipo de protección personal (gafas, guantes, bata, pantalones largos, zapatos cerrados) es necesaria para evitar lesiones por productos químicos o calor. Después de realizar el proceso de cross-linking, muestras de la membrana deben ser almacenadas en agua en condiciones de oscuridad para evitar la sequedad y la aparición de reacciones fotoquímicas innecesarias.
1. preparación de POM/polímero compuesto de membrana
Nota: El procedimiento de síntesis sigue reportado en el artículo de Helen et al. 14, excepto que la cantidad de POM fue alterada.
<ol><li>Preparación de solución de alcohol polivinílico (PVA) del precursor<ol>
<li>Añadir 3 g de alcohol de polivinilo 1000 (completamente hidrolizado) y una barra de agitación en un frasco de 50 mL.</li>
		<li>Agregar 27 mL de agua al frasco.</li>
		<li>Calentar el vial a 70 ° C en un baño de agua, bajo agitación condiciones completamente disolver todas las partículas de alcohol polivinílico.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparación de la solución de poliacrilamida (PAM) precursor<ol>
<li>Añadir 0,75 g de poliacrilamida (véase Tabla de materiales) y una barra de agitación en un frasco de 50 mL.</li>
		<li>Añadir 29,25 mL de agua al frasco.</li>
		<li>Calentar el vial a 70 ° C en un baño de agua, bajo agitación condiciones completamente disolver todas las partículas de la poliacrilamida.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparación de solución de mezcla de polímeros y POM<ol>
<li>Añadir 2 mL de solución PVA y 2 mL de solución de PAM a un vial de 50 mL. Nota: Como estas soluciones de polímero tienen alta viscocities, es esencial para medir con precisión sus volúmenes.</li>
		<li>Agregar una barra de agitación de forma triangular y 1 g de H3PW12O40 al frasco. PRECAUCIÓN: H3PW12O40 es un material altamente ácido y debe almacenarse en refrigerador. Al trabajar con él, utilizar materiales de plástico y no del metal unos.</li>
		<li>Calentar el vial a 70 ° C en un baño de agua bajo condiciones de agitación vigorosas y continuar revolviendo durante 6 h después de la lixiviación a 70 ° C.</li>
		<li>Coloque un substrato de cristal (5 x 5 cm2) en un plato caliente (aproximadamente 100 ° C) y 750 μL de la solución sobre el substrato de la gota. Nota: La solución debe mantenerse caliente durante el proceso de caída para impedir la congelación de los polímeros.</li>
		<li>Para secar la muestra, mantenerla durante la noche en un Estado oscuro a temperatura ambiente.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Proceso de cross-linking para la muestra de membrana<ol>
<li>Añadir 72 mL de agua destilada, 24 mL de acetona, 2 mL de solución de glutaraldehído al 25% y 2 mL de HCl a un frasco de 100 mL. Esta mezcla se llama el cross-linking reactivo.</li>
		<li>Ponga el sustrato de vidrio con la muestra en una placa Petri (aproximadamente 9,5 cm de diámetro) y añadir el cross-linking reactivo hasta que la membrana está totalmente inmerso.</li>
		<li>Después de 30 min, reemplazar la solución Cross-linking con agua destilada y lavar una vez.</li>
		<li>Pelar la membrana del substrato de vidrio con una espátula y almacenar en agua destilada en condiciones de oscuridad. Esta membrana de polímero/POM se llama PVA/POM/PAM. Nota: Si la membrana se usa para el proceso siguiente (reacción con los metales de donantes o MnOx deposición), se debe omitir el proceso de peeling.</li>
		<li>Usar micro-Raman y espectroscopia FT-IR con PVA/POM/PAM para determinar la estructura química de la membrana13. Tomar un espectro FT-IR de la muestra PVA/PAM (falta de POM) preparado por el mismo método como referencia.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. reacción de membrana de polímero/POM con donantes metales (Ce3 + Co2 +)
<ol><li>Preparación de Ce3 + solución.<ol>
<li>Añadir 2,08 g de Ce (NO3)3 • 6 H2O y una barra de agitación en un frasco de 50 mL.</li>
		<li>Añadir 30 mL de agua al frasco y agitar para disolver los Ce (NO3)3.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Reacción de la muestra de membrana con Ce3 +<ol>
<li>Coloca la muestra de membrana en una placa Petri (aproximadamente 9,5 cm de diámetro) y añadir Ce3 + solución hasta que la membrana está totalmente inmerso.</li>
		<li>Poner el plato Petri en un horno precalentado a 80 ° C durante 5 h.</li>
		<li>Reemplazar la solución de Ce3 + con agua destilada y lavar una vez.</li>
		<li>Almacenar en agua destilada en condiciones de oscuridad.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparación de Co2 + solución<ol>
<li>Uso la misma preparación y procedimientos de reacción con Ce3 +, excepto con 1,14 g de CoCl2• 6 H2O en lugar de Ce (NO3)3 • 6 H2O. muestras reaccionaron y Ce3 + Co2 + se llama POM/PVA/PAM/Ce y POM/PVA/PAM/Co, respectivamente.</li>
		<li>En este estudio, micro-Raman spectra de POM/PVA/PAM/Ce y POM/PVA/PAM/Co fueron examinado para determinar la estructura molecular de PW12O403 - después de la reacción con los iones del metal de donantes13. Las propiedades ópticas de estas muestras también fueron examinadas usando espectroscopía UV-Vis.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. deposición de MnOx agua catalizadores de oxidación
Nota: Los procedimientos de preparación y deposición coloidal MnOx siguen en Benito Pérez et al. 198915 y Takashima et al 201216, respectivamente.
<ol><li>Preparación de solución coloidal dex de MnO<ol>
<li>Añadir 39,4 mg de KMnO4 y una barra de agitación en un vaso de precipitados de 30 mL. Nota: PRECAUCIÓN: KMnO4 es un material altamente oxidativo; al trabajar con él, utilizar cucharas de plástico y no de metal unos.</li>
		<li>Añadir 10 mL de agua en el vaso y agitar para disolver completamente los KMnO4.</li>
		<li>Agregar 50 mg de Na2S2O3• 5 H2O y una barra de agitación en forma de óvalo a un matraz de fondo redondo de 500 mL.</li>
		<li>Añadir 20 mL de agua en el matraz y agitar para disolver completamente los Na2S2O3.</li>
		<li>Añadir 10 mL de solución de KMnO4 al matraz drop-wise con agitación vigorosa. Nota: Solución de KMnO4 debe agregarse lentamente para evitar la formación de agregados de MnO2.</li>
		<li>Después de agregar la solución de KMnO4 , añadir inmediatamente 470 mL de agua destilada en el matraz.</li>
		<li>Seguir revolviendo durante más de 2 h y luego inmediatamente la solución para el siguiente proceso (rociadura).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Rociar MnOx solución coloidal sobre muestra de membrana<ol>
<li>Colocar las muestras de la membrana sobre una placa caliente (aproximadamente 60 ° C) con máscaras hechas de caucho de silicona para determinar el área a ser utilizado para la deposición. Nota: Para la deposición de MnOx catalizadores, las muestras de la membrana deben colocarse sobre sustratos de vidrio. Si las membranas no han sido despegadas del substrato, ponerlos en un plato caliente como son. Mantenga la superficie de la membrana mojada durante el proceso de deposición. La máscara también funciona como un peso para evitar que las membranas volando debido a la presión alta del aire de la pistola pulverizadora.</li>
		<li>Añadir 300 mL de la MnO coloidalx solución a una botella de 500 mL, conectada a un rociador automático (véase Tabla de materiales) la pistola encima de la placa caliente y rociar la solución en las membranas.</li>
		<li>Cuando disminuye el volumen de la botella, añadir la solución coloidal restante a la botella.</li>
		<li>Almacenar las muestras en agua destilada en condiciones de oscuridad. Después de MnOx-deposición, las muestras se llaman POM/PVA/PAM/Ce/MnOx o POM/PVA/PAM/Co/MnOx.</li>
		<li>Propiedades de transferencia de electrones bajo irradiación de la luz visible de POM/PVA/PAM/Co/MnOx fueron monitoreados utilizando mediciones fotoelectroquímicas en un potencial de electrodo particular. Para realizar el experimento fotoelectroquímicos, la muestra de membrana se fabricó en transparente Sn-dopado en2O3 (ITO) electrodos.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Fujishima, A., Honda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+Photolysis+of+Water+at+a+Semiconductor+Electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode.</a> Nature. 238, 37-38 (1972).</li>
<li>Nozik, A. J. <a target="_blank" href="https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.pc.29.100178.001201">Photoelectrochemistry: Applications to Solar Energy Conversion.</a> Annual Review of Physical Chemistry. 29, 189-222 (1978).</li>
<li>Bard, A. J., Fox, M. A. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar00051a007">Artificial Photosynthesis: Solar Splitting of Water to Hydrogen and Oxygen.</a> Accounts of Chemical Research. 28, 141-145 (1995).</li>
<li>Lewis, N. S., Nocera, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Powering+the+Planet%3A+Chemical+Challenges+in+Solar+Energy+Utilization%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Powering the Planet: Chemical Challenges in Solar Energy Utilization.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103, 15729-15735 (2006).</li>
<li>Lin, W., Frei, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anchored+Metal-to-Metal+Charge-Transfer+Chromophores+in+a+Mesoporous+Silicate+Sieve+for+Visible-Light+Activation+of+Titanium+Centers%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Anchored Metal-to-Metal Charge-Transfer Chromophores in a Mesoporous Silicate Sieve for Visible-Light Activation of Titanium Centers.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 109, 4929-4935 (2005).</li>
<li>Lin, W., Frei, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemical+CO2+Splitting+by+Metal-to-Metal+Charge-Transfer+Excitation+in+Mesoporous+ZrCu%28I%29-MCM-41+Silicate+Sieve%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Photochemical CO2 Splitting by Metal-to-Metal Charge-Transfer Excitation in Mesoporous ZrCu(I)-MCM-41 Silicate Sieve.</a> Journal of the American Chemical Society. 127, 1610-1611 (2005).</li>
<li>Lin, W., Frei, H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1631074805003000">Bimetallic redox sites for photochemical CO2 splitting in mesoporous silicate sieve.</a> Comptes Rendus Chimie. 9, 207-213 (2006).</li>
<li>Kim, W., Yuan, G., McClure, B. A., Frei, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+Induced+Carbon+Dioxide+Reduction+by+Water+at+Binuclear+ZrOCoII+Unit+Coupled+to+Ir+Oxide+Nanocluster+Catalyst%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Light Induced Carbon Dioxide Reduction by Water at Binuclear ZrOCoII Unit Coupled to Ir Oxide Nanocluster Catalyst.</a> Journal of the American Chemical Society. 136, 11034-11042 (2014).</li>
<li>Kim, W., Frei, H. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.5b01306">Directed Assembly of Cuprous Oxide Nanocatalyst for CO2 Reduction Coupled to Heterobinuclear ZrOCoII Light Absorber in Mesoporous Silica.</a> ACS Catalysis. 5, 5627-5635 (2015).</li>
<li>Takashima, T., Nakamura, R., Hashimoto, K. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp9047049">Visible Light Sensitive Metal Oxide Nanocluster Photocatalysts: Photo-Induced Charge Transfer from Ce(III) to Keggin-Type Polyoxotungstates.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 113, 17247-17253 (2009).</li>
<li>Takashima, T., Yamaguchi, A., Hashimoto, K., Nakamura, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multielectron-transfer+Reactions+at+Single+Cu%28II%29+Centers+Embedded+in+Polyoxotungstates+Driven+by+Photo-induced+Metal-to-metal+charge+Transfer+from+Anchored+Ce%28III%29+to+Framework+W%28VI%29%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Multielectron-transfer Reactions at Single Cu(II) Centers Embedded in Polyoxotungstates Driven by Photo-induced Metal-to-metal charge Transfer from Anchored Ce(III) to Framework W(VI).</a> Chemical Communications. 48, 2964-2966 (2012).</li>
<li>Takashima, T., Nakamura, R., Hashimoto, K. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/257367219_Visible-Light-Absorbing_Lindqvist-Type_Polyoxometalates_as_a_Building_Block_for_All-Inorganic_Photosynthetic_Assemblies">Visible-Light-Absorbing Lindqvist-Type Polyoxometalates as Building Blocks for All-Inorganic Photosynthetic Assemblies.</a> Electrochemistry. 79, 783-786 (2011).</li>
<li>Yamaguchi, A., Takashima, T., Hashimoto, K., Nakamura, R. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.7b01669">Design of Metal-to-metal Charge-transfer Chromophores for Visible-light Activation of Oxygen-Evolving Mn Oxide Catalysts in a Polymer Film.</a> Chemistry of Materials. 29, 7234-7242 (2017).</li>
<li>Helen, M., Viswanathan, B., Murthy, S. S. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/app.31940">Poly(vinyl alcohol)-polyacrylamide Blends With Cesium Salts of Heteropolyacid as a Polymer Electrolyte for Direct Methanol Fuel Cell Applications.</a> Journal of Applied Polymer Science. 116, 3437-3447 (2010).</li>
<li>Perez-Benito, J. F., Brillas, E., Pouplana, R. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ic00302a002">Identification of a Soluble Form of Colloidal Manganese(IV).</a> Inorganic Chemistry. 28, 390-392 (1989).</li>
<li>Takashima, T., Nakamura, R., Hashimoto, K. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja206511w">Mechanism of pH-Dependent Activity for Water Oxidation to Molecular Oxygen by MnO2 Electrocatalysts.</a> Journal of the American Chemical Society. 134, 1519-1527 (2012).</li>
<li>Bridgeman, A. J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301010402009783">Density Functional Study of the Vibrational Frequencies of α-Keggin Heteropolyanions.</a> Chemical Physics. 287, 55-69 (2003).</li>
<li>Meng, Y., Song, W., Huang, H., Ren, Z., Chen, S. -Y., Suib, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+of+Bifunctional+MnO2+Nanostructures%3A+Highly+Efficient%2C+Ultra-stable+Electrochemical+Water+Oxidation+and+Oxygen+Reduction+Reaction+Catalysts+Identified+in+Alkaline+Media%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Relationship of Bifunctional MnO2 Nanostructures: Highly Efficient, Ultra-stable Electrochemical Water Oxidation and Oxygen Reduction Reaction Catalysts Identified in Alkaline Media.</a> Journal of the American Chemical Society. 136, 11452-11464 (2014).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Es fundamental para aplicar el método de cross-linking presentado por Helen et al. 14 desarrollar una membrana autónomo. Cuando acetato de polivinilo se aplicó como el polímero base en este estudio, se produjo agregación de H3PW12O40 , que impedía la formación de la membrana autónomo. Sin embargo, cuando fabricación de la membrana se ha intentado utilizar Nafion como el polímero base, no había ninguna progresión de la reacción y Ce3 + Co2 +...

El desarrollo de sistemas de conversión de energía solar mediante fotosíntesis artificial o las células solares es necesario para permitir la provisión de fuentes alternativas de energía que puede mitigar el cambio climático y energía1,2, 3,4. Materiales foto-funcionales se pueden categorizar ampliamente en dos grupos, los sistemas basados en semiconductores y sistemas basados en la molécula orgánicos. Aunque muchos diferentes tipos de sistemas han sido desarrollados, mejoras todavía deben hacerse porque sistemas semiconductores adolecen de falta de control de transferencia de carga preciso, y sistemas de moléculas orgánicas no son adecuadamente durables con respecto a Foto-irradiación. Sin embargo, la utilización de moléculas inorgánicas como componentes de unidad de transferencia de carga puede mejorar estos problemas respectivos. Por ejemplo, Frei et al. desarrollado puente oxo metal sistemas injertados sobre la superficie de sílice mesoporosa que pueden inducir a la transferencia de carga de metal a metal (MMCT) por irradiación de la foto y desencadenar reacciones de redox fotoquímicas5, 6 , 7 , 8 , 9.
Sería nuestro grupo extendida el sistema atómico único a un sistema polinuclear Polioxometalato (POM) electrón aceptor10,11,12, con la esperanza de que utilice el sistema polinuclear de ventajosa en la inducción y control de la reacción de transferencia de electrones múltiples, que es un concepto importante en la conversión de energía. En el protocolo descrito aquí, presentamos el método detallado utilizado para preparar el sistema MMCT basada en POM, que trabaja en una matriz de polímero como ya informamos recientemente13. La configuración del tipo de membrana es favorable para la separación de producto entre productos de la reacción anódica y catódica. Se aplicó el método de cross-linking, que permitió la formación de una membrana autónomo, incluso con altos contenidos POM. Fotoelectroquímicas medidas demostraron que la selección adecuada del metal de donantes es clave para desencadenar el objetivo. El sistema metal de POM/donante funciona como un sensibilizador de la foto para activar catalizadores de transferencia de electrones múltiples bajo irradiación de la luz visible. Aunque este trabajo utiliza MnOx como un catalizador de transferencia de electrones múltiples para la reacción de oxidación del agua, este sistema de foto-funcional es también aplicable para el uso con otros tipos de reacciones utilizando varios POMs, donante metales y catalizadores.

<table><tbody><tr><td>Poli(Alcohol vinílico) 1000, Wako</td><td></td><td>162-16325</td><td></td></tr><tr><td>Poliacrilamida completamente hidrolizada, mv 6,000,000</td><td>Poliaciencias, Inc.</td><td>2806</td><td>Puede contener monómero cancerígeno, acrilamida.</td></tr><tr><td>12 Tungsto(VI)ácido fosfórico n-hidrato</td><td>Wako</td><td>164-02431</td><td>Acetona altamente ácida</td></tr><tr><td>99.5 + %(GC)</td><td>Wako</td><td>012-00343</td><td></td></tr><tr><td>Solución de glutaraldehído al 25%</td><td>Wako</td><td>079-00533</td><td></td></tr><tr><td>Ácido clorhídrico 35-37%</td><td>Wako</td><td>080-01066</td><td></td></tr><tr><td>Cérium (III) Nitrato Hexahidratado 98 + %(Ti)</td><td>Wako</td><td>031-09732</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de cobalto (II) hexahidratado 99 + %(Ti)</td><td>Wako</td><td>036-03682</td><td></td></tr><tr><td>Permanganato de potasio 99.3 + %(Ti)</td><td>Wako</td><td>167-04182</td><td></td></tr><tr><td>Tiosulfato de sodio pentahidratado altamente oxidativo 99 + %(Ti)</td><td>Wako</td><td>197-03585</td><td></td></tr><tr><td>Pistola automática</td><td>Lumina</td><td>ST-6</td><td></td></tr></tbody></table>

preparación de membranas foto-sensible polioxometalato-basado para la foto activación de catalizadores de óxido de manganeso

Preparation of Polyoxometalate-based Photo-responsive Membranes for the Photo-activation of Manganese Oxide Catalysts

Este documento presenta un método para preparar los cromóforos de la transferencia de la carga usando polyoxotungstate (PW12O403 -), iones de metales de transición (Ce3 + o Co2 +) y polímeros orgánicos, con el objetivo de foto activación evolución de oxígeno manganeso óxido catalizadores, que son componentes importantes en la fotosíntesis artificial. Se aplicó la técnica de cross-linking para obtener una membrana autónomo con un alto PW12O403 - contenido. Incorporación y retención de la estructura de PW12O403 - dentro de la matriz del polímero fueron confirmados por FT-IR y espectroscopía micro-Raman, y características ópticas fueron investigadas por espectroscopía UV-Vis, que reveló exitosa construcción de la unidad de transferencia (MMCT) de carga de metal a metal. Después de la deposición de MnOx oxígeno desarrollando catalizadores, mediciones de fotocorriente bajo irradiación de la luz visible verificado la transferencia de carga secuencial, Mn → MMCT unidad → electrodo y la intensidad de la fotocorriente era constante con el redox potencial del metal de donantes (Ce o Co). Este método proporciona una nueva estrategia para la preparación de sistemas integrados de catalizadores y partes de la absorción del fotón para uso con materiales foto-funcionales.

Retención de la estructura POM en la matriz polimérica fue confirmada por FT-IR y espectroscopía micro-Raman (figura 1); se observaron picos de vibración correspondientes a la estructura de heteropoliácidos de POM, y picos de los polímeros fueron encontrados para ser cambiado de puesto debido a la vinculación con POM del hidrógeno. Análisis espectroscópico era muy útil para determinar la construcción exitosa de la unidad de transferencia de carga, y esto tamb...

Aquí, presentamos un protocolo para preparar cromóforos de transferencia de carga basados en una membrana compuesta de Polioxometalato y polímeros.

Preparación de membranas foto-sensible Polioxometalato-basado para la foto activación de catalizadores de óxido de manganeso

This paper presents a method to prepare charge-transfer chromophores using polyoxotungstate (PW12O403-), transition metal ions (Ce3+ or Co2+), and organic ...

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la conversión de energía solar a química, como la fotosíntesis artificial. La principal ventaja de esta técnica es que podemos fabricar materiales fotofuncionales flexibles, duraderos y sintonizables redox. Primero agregue dos mililitros de solución de alcohol polivinílico y dos mililitros de solución de poliacrilamida a un vial de 50 mililitros.A continuación, añada una barra agitadora de forma triangular y un gramo de ácido fosfotúngstico al vial. Este método de reticulación fue reportado por otro grupo y modificamos el polioxotungstato y su cantidad. Utilizando este método, podemos fabricar una membrana con un polioxometalato de tipo ácido en lugar de un tipo de sal.Esta es una especie clave para construir una membrana fotosensible. Caliente el vial a 70 grados centígrados en un baño de agua bajo agitación vigorosa y continúe revolviendo durante seis horas después de la lixiviación a 70 grados centígrados. Coloque un sustrato de vidrio en una placa caliente precalentada a 100 grados centígrados y deje caer 750 microlitros de la solución sobre el sustrato.Para secar la muestra, guárdela en la oscuridad durante la noche a temperatura ambiente. Para preparar el reactivo de reticulación, agregue 72 mililitros de agua destilada, 24 mililitros de acetona, 2 mililitros de solución de gliceraldehído al 25% y 2 mililitros de ácido clorhídrico a un vial de 100 mililitros. Coloque el sustrato de vidrio con la muestra en una placa de Petri de 9,5 centímetros y agregue el reactivo de reticulación hasta que la membrana esté completamente sumergida.Después de 30 minutos, reemplace el reactivo de reticulación con agua destilada y lávese una vez. Si es necesario, retire la membrana del sustrato de vidrio con una espátula y guárdela en agua destilada en la oscuridad. Agregue 2,08 gramos de nitrato de cerio hexahidratado y una barra agitadora a un vial de 50 mililitros.Luego agregue 30 mililitros de agua al vial y revuelva para disolver el sólido. A continuación, coloque la membrana en una placa de Petri de 9,5 centímetros y agregue la solución de nitrato de cerio hasta que la membrana esté completamente sumergida. Coloque la placa de Petri en un horno precalentado a 80 grados centígrados durante cinco horas.Después de enfriar a temperatura ambiente, reemplace la solución de nitrato de cerio con agua destilada y lave una vez. Guarde la membrana y el agua destilada en la oscuridad. Para preparar una membrana con cobalto como metal donante, utilice los mismos procedimientos de preparación y reacción que se describieron anteriormente, excepto que utilizando 1,14 gramos de cloruro de cobalto hexahidratado.Coloque las membranas en una placa caliente a 60 grados centígrados con máscaras hechas de caucho de silicona para determinar el área que se utilizará para la deposición. Agregue 300 mililitros de una solución de óxido de manganeso coloidal previamente preparada a una botella de 500 mililitros conectada a una pistola rociadora automática sobre la placa caliente y rocíe la solución sobre las membranas. Después de la deposición de óxido de manganeso, almacene las muestras y el agua destilada en la oscuridad.La retención de la estructura de POM en la matriz polimérica se confirmó mediante espectroscopía micro-Raman y FT-IR. Se observaron picos de vibración correspondientes a la estructura Keggin del POM y se encontró que los picos de los polímeros estaban desplazados debido al enlace de hidrógeno con el POM. El análisis espectroscópico fue muy útil para determinar la construcción exitosa de la unidad de transferencia de carga y esto también fue confirmado por el cambio de color aparente de las muestras.Además, se confirmó mediante espectroscopía UV-Vis y mediciones fotoelectroquímicas porque la transferencia de carga se logra cuando todos los componentes están adecuadamente alineados. En particular, los resultados espectroscópicos y fotoelectroquímicos confirmaron la transferencia de carga unidireccional bajo irradiación de luz, lo que respalda la validez de nuestro método sintético. La producción de oxígeno en óxido de manganeso se monitoreó utilizando un método electroquímico indirecto que empleó un sistema de electrodos de anillo de disco giratorio donde se pudo observar la corriente de reducción correspondiente a la reducción de oxígeno bajo irradiación ligera.Después de su desarrollo, esta técnica allana el camino para que los investigadores en el campo de la fotoquímica fabriquen un fotosistema estable y sintonizable redox para desencadenar muchas reacciones fotoquímicas.

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Investigación

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Química

Aquí se presenta un protocolo para la síntesis de Zn 1-x mg x S / Cu 2 O heterouniones en al aire libre a temperatura baja a través de la presión atmosférica espacial atómica deposición de capas (AP-SALD) de Zn 1-x mg x S en óxido de cobre. Tales óxidos de metales de conformación de alta calidad pueden ser cultivadas en una variedad de sustratos, incluyendo plásticos de este método barato y escalable.

Mejora de la Calidad Heterounión en Cu<sub&gt; 2</sub&gt; Células solares O-base través de la optimización de la presión atmosférica espacial Atómica capa depositada<br /&gt; Zn<sub&gt; 1-x</sub&gt; Mg<sub&gt; x</sub&gt; O

Un método para células completamente imprimibles, libre de fullereno, altamente aire-estable, a granel heterounión solares basadas en alcóxidos de Ti como el aceptor de electrones y la fabricación de polímero donador de electrones se describe aquí. Por otra parte, se informa de un procedimiento para controlar la morfología de la capa fotoactiva a través del volumen molecular de las unidades de Ti-alcóxido.

Control de la morfología de las células solares a granel-heterounión orgánica-inorgánica completamente para imprimir Sobre la base de un Ti-alcóxido y semiconductores de polímero

Se presenta un protocolo para la polimerización de apertura controlada photoredox de O- carboxyanhydrides mediada por complejos de Ni/Zn.

Controla la polimerización de apertura de Photoredox de O- Carboxyanhydrides mediada por complejos de Ni/Zn

Recubrimientos de catecol funcional robusta fueron producidos en un solo paso por reacción directa del material conocido como HKUST con catecoles sintético bajo condiciones anaeróbicas. La formación de capas homogéneas que rodea el cristal todo se atribuye a la actividad catalítica de biomimética de dímeros de Cu(II) en la superficie externa de los cristales.

Funcionalización de superficies de Metal-Organic Frameworks para resistencia a la humedad mejorada

Se presenta un enfoque simple, reproducible y versátil para la síntesis de membranas de marco metal-orgánico de policristalino pegados, en una amplia gama de poroso y soportes no porosos.

Electroforético cristalización de membranas ultrafinas marco Metal-orgánico de alto rendimiento

Hemos incorporado directamente un tinte orgánico a base de estilbeno en un núcleo de cobaloxime para generar un diadido de catalizador fotosensibilizador para la producción fotocatalítica h2. También hemos desarrollado una configuración experimental sencilla para evaluar la producción de H2 impulsada por la luz mediante conjuntos fotocatalíticos.

Desarrollo de híbridos Fotosensibilizadores-Cobaloxime para la producción de H2 impulsada por energía solar en condiciones aeróbicas acuosas

Este protocolo detalla una síntesis fácil de un solo papel de nanopartículas de óxido de manganeso (MnO) por descomposición térmica de acetilacetona de manganeso(II) en presencia de oleilamina y éter de dibenzilo. Las nanopartículas MnO se han utilizado en diversas aplicaciones, incluyendo imágenes por resonancia magnética, biodesefacción, catálisis, baterías y tratamiento de aguas residuales.

Síntesis de nanopartículas de óxido de manganeso por descomposición térmica de manganeso(II) acetilacetonato

Se presenta un protocolo para la síntesis de nanomateriales luminiscentes persistentes (PLNP) y sus posibles aplicaciones en pantallas regrabables y procesamiento artístico utilizando el efecto de resplandor posterior bajo irradiación de luz ultravioleta (365 nm).

Síntesis de nanopartículas luminiscentes persistentes para pantallas regrabables y aplicaciones de iluminación

Se presenta una técnica de síntesis para preparar el ZnCoS/ZnCdS sensible a la luz visible con fotocatalizador de estructura cristalina gemela y la técnica de prueba de reacción fotorredox, de su actividad fotocatalítica y selectividad en la evolución de H2 y la producción de benzaldehído.

Síntesis y evaluaciones de rendimiento de ZnCoS / ZnCdS con estructura cristalina gemela para fotocatálisis redox multifuncional en aplicaciones energéticas

Varios procedimientos se describen para preparar plantillas atómicamente definidos para el crecimiento epitaxial de óxido complejo de películas delgadas. Los tratamientos químicos de un solo SrTiO cristalina 3 (001) y DyScO 3 (110) sustratos se realizaron para obtener superficies atómicamente lisas, individuales terminadas. Ca 2 N ° 3 O 10 - se utilizaron nanoláminas para crear plantillas atómicamente definidos sobre sustratos arbitrarias.

Plantillas Atómicamente definidos para crecimiento epitaxial de óxido complejo Películas Delgadas

Aprende a preparar membranas fotosensibles de polioxometalato-polímero para conversión de energía solar. Este método fabrica materiales flexibles y foto-funcionales con sintonía redox para aplicaciones en fotosíntesis artificial.

Preparación de membranas foto-sensible Polioxometalato-basado para la foto activación de catalizadores de óxido de manganeso

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