הדגמת הפשטות וניטור הטמפרטורה באתרו של הסינתזה המכנוכימית של כלקוגנידים מתכתיים המתאימים לתרמו-אלקטריים

היקף המחקר שלנו הוא פיתוח מכשיר הניתן להעברה המסוגל לנטר את הטמפרטורה בתוך צנצנת הטחינה באופן בתדר גבוה ובמקביל להדגים את פשטות הסינתזה המכנוכימית בשתי דוגמאות של כלקוגנידים מתכתיים המתאימים ליישומים תרמו-אלקטריים. נכון לעכשיו, כלקוגנידים ממתכת מסונתזים בדרך כלל במתודולוגיות רב-שלביות ומזיקות לסביבה, לעתים קרובות באמצעות ממיסים רעילים וחימום חיצוני. המכנוכימיה מציעה אלטרנטיבה ידידותית לסביבה ונטולת ממסים על ידי כרסום קודמני היסודות לזמן קצר, מה שמשפר משמעותית את מדדי הכימיה הירוקה.

זיהוי מדויק של זמן ההצתה של MSR הוא מאתגר, מכיוון שפתרונות זמינים מסחרית אינם אוספים נתונים לעתים קרובות מספיק והם יקרים. המכשיר שלנו מתגבר על זה על ידי איסוף נתונים כל 80 אלפיות השנייה. הוא גם עוקב אחר טמפרטורת הצנצנת במהלך הטחינה, ומעריך באופן אוטונומי את הזמן והטמפרטורה של התהליך.

ניתן להכין את הכלקוגנידים המתכתיים הללו בטווח שני על ידי כרסום קודמני היסוד. מכשיר ניטור הטמפרטורה שפותח על ידי מונוברט ניתן להעברה לצנצנות טחנת כדור פלנטריות זולות ותכופות בהרבה מאשר חלופות זמינות מסחרית. הממצאים שלנו מדגישים את האופי הסביבתי והבר-קיימא של המחקר המכני ומראים את יתרונותיו הייחודיים בתחום הכימיה האנאורגנית.

מכשיר ניטור הטמפרטורה שפותח עשוי להיות מעניין עבור קהילה רחבה של חוקרים העובדים עם טחנות פלנטריות הזקוקים למידע תכוף על הטמפרטורה במהלך הטחינה. כדי להתחיל, שקלו 6.0055 גרם פח ו-3.9945 גרם סלניום כדי ליצור יחס סטויכיומטרי של אחד לאחד עם מסה כוללת של 10 גרם. לפני הטחינה מערבבים היטב את אבקות הפח והסלניום בעזרת מרית כדי להבטיח הומוגניות.

כעת הנח את לוח החיישן על גבי מכסה הצנצנת. הכנס את טרנזיסטור החיישן לחור הקטן שעובר דרך המכסה. לאחר מכן הפעל את התקן החיישן וחבר אותו לתוכנת המחשב הנייד באמצעות Bluetooth.

בעזרת פינצטה, הכנס כדורי טונגסטן קרביד לצנצנת הטחינה כמפורט בטבלה הנתונה. העבירו את הדגימה המוכנה לצנצנת הטחינה טונגסטן קרביד כדי לסנתז סלניד בדיל. לאחר מכן סגור את צנצנת הטחינה כשהמכסה מוגדר עם החיישן.

כדי להעמיס את הצנצנת לטחנה, הנח את הצנצנת ואת משקל הנגד לתוך טחנת הכדור הפלנטרית של קו הפרימיום Pulverisette 7, והגדר את פרמטרי הטחינה בתצוגה. בתוכנה הפעילה, הקלד את שם הדגימה ולאחר מכן לחץ על כפתור ההתחלה בתצוגת הכרסום. לאחר שמיעת תחילת הטחינה, לחץ על התחל בתוכנה הפעילה כדי שהחיישן יתחיל לרשום את הטמפרטורה במהלך הטחינה.

כאשר מתרחשת תגובת ההתפשטות העצמית הנגרמת מכנית, המצוינת על ידי עלייה פתאומית בטמפרטורה, הפסק מיד את הטחינה ואת מדידת הטמפרטורה. דגימות סלניד הבדיל הראו עליות טמפרטורה של כ-3.8, 1.5 ו-8.0 מעלות צלזיוס לאחר 87, 89 ו-97 שניות של כרסום בהתאמה.