Article de méthode

Un réacteur à flux continu photocatalytique pour le dépôt précisément contrôlé de nanoparticules métalliques

DOI :

10.3791/58883

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10 avril 2019

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1Institut des matériaux, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), 2Laboratory for Functional Polymers, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa), 3Faculty of Engineering and Natural Sciences, Sabanci University, 4SUNUM Nanotechnology Research Centre, Sabanci University

Dans cet article

Résumé

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Pour une synthèse continue et évolutive des nanocomposites à base de métal noble, un réacteur photocatalytique roman est développé et sa structure, les principes de fonctionnement et stratégies d’optimisation qualité produit sont décrites.

Résumé

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Dans ce travail, est mis au point un réacteur photocatalytique roman pour l’excitation pulsée et contrôlée de la photocatalyse et les dépôts précis de nanoparticules métalliques. Lignes directrices pour la réplication du réacteur et son fonctionnement sont fournis en détail. Trois différents systèmes composites (Pt/graphène, Pt/TiO2et UA/TiO2) avec monodispersés et particules uniformément distribuées sont produites par ce réacteur et le mécanisme de photodeposition, ainsi que la stratégie d’optimisation de la synthèse, On discute. Les méthodes de synthèse et leurs aspects techniques sont décrites en détail. Le rôle de dose ultraviolet (UV) (à chaque impulsion d’excitation) sur le processus de photodeposition est l’objet d’une enquête et les valeurs optimales pour chaque système composite sont fournis.

Introduction

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Nanoparticules métalliques, en particulier des métaux nobles (p. ex., Pt, Au, DP) ont vastes applications en catalyse1. En général, réduire la taille des nanoparticules (NPs) augmente leur activité catalytique tout en conservant la constante de coût (poids), mais il rend également plus difficile leur application. NPs (généralement inférieure à 10 nm) ont de grandes tendances à l’agrégation, qui dégrade leur activité catalytique ; Cependant, immobilisation sur substrats adéquats peut généralement résoudre ce problème. En outre, selon le type d’application (p. ex., électrocatalyse), il est parfois nécessaire d’immobiliser les NPs sur substrats co....

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Protocole

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1. fabrication et le fonctionnement du réacteur photocatalytique dépôts

Attention : Lorsque les lampes UV sont activées, utilisez des lunettes de protection UV-C.

  1. Fabrication du réacteur photocatalytique dépôts
    1. Couvrir la surface intérieure d’un tuyau en polychlorure de vinyle (PVC) (diamètre x longueur = 15 x 55 cm ; autres matériaux peut également être utilisé) avec un papier d’aluminium épais, poli et dos adhésif. Installer cinq 55 W lampes UV-C (voir Table des matières) sur la surface intérieure du tube à égale distance.
    2. Fixer un tube de quartz (diamètre x longueur = 0,5 ....

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Résultats

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XPS est une des plus puissantes techniques pour confirmer la formation de NPs métalliques et étudier leurs États chimiques. À cet effet, fois les spectres de sondage et des spectres de haute résolution (de Pt4f et Au4f) ont été enregistrés, ce qui confirme la réduction complète des cations métalliques et des dépôts réussie des NNPs (Figure 3). Pour la déconvolution des Pt4f tant Au4f, au départ, une soustraction de .......

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Discussion

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Les nanoparticules sont la forme la plus largement utilisée de catalyseurs à base de métal noble. Dans presque tous les cas, NNPs sont déposés sur un conducteur ou un matériau semi-conducteur de soutien. Cette hybridation se faite principalement par la réduction des cations du métal noble en présence du substrat prévu (matériel). Par conséquent, une méthode de synthèse réussie pour la production de nanocomposites axée sur le NNP devrait se réunir au moins deux conditions principales : 1) la réduction des cations doit êtr.......

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

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Les auteurs tiens à remercier l’Université Sabanci et Swiss Federal Laboratories pour la Science des matériaux et de la technologie (APEM) pour le soutien fourni.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Solution d’acide chloroplatiniqueSigma Aldrich262587-50ML
Hydrate de tétrachloroaurate(III) d’hydrogèneAlfa Aesar12325.03
Nanopoudre de TiO2 (TiO2, anatase, 99,9 %, 100nm)Nanomatériaux de recherche américaineUS3411
Poudre de graphiteAlfa Aesar10129
Acide sulfurique  ;Sigma Aldrich1120802500
Peroxyde d’hydrogèneSigma AldrichH1009-100ML
Acide L-ascorbiqueSigma AldrichA92902-500G
Acide chlorhydriqueSigma Aldrich320331-2.5L
Hydroxyde de sodiumSigma AldrichS5881-1KG
Permanganate de potassiumMerck1050821000
Corning® ;   ; Septa en silicone pour GL45 Bouchon à visSigma Aldrich (Corning)CLS139545SS
Tuyau en polychlorurede vinyle Koctas Boîtier deréacteur UV
Tube en silice fudée (Quartz)Produits
UV&minus ; Lampes C  ;PhilipsTÜV PL-L 55W/4P HF 1CT/25
en verre technique

Références

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  1. Okitsu, K., Mizukoshi, Y. Catalytic Applications of Noble Metal Nanoparticles Produced by Sonochemical Reduction of Noble Metal Ions. Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry. Ashokkumar, M. , Springer. Singapore. 325-363 (2016).
  2. Shakoori Oskooie, M., Menceloglu, Y. Z., Unal, S., Hayat Soytas, S.

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Mots-clés

Optimisation de la dose UVoxyde de graph ned p t de platined p t d ordioxyde de titaneprocessus de photod p tconception de r acteur

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