多孔質白金ベースマクロビームおよびマクロチューブの塩鋳合成法

このプロトコルは、高い表面積、高アスペクト比白金のマクロビームと正方形の断面を持つマクロチューブの高アスペクト比プラチナを合成するための簡単で、比較的高速な方法を提供しています。塩およびめっき法により、鋳型金属イオン比と得られた質量組成、およびマクロビームおよびマクロチューブナノ構造の制御が可能になる。マクロビームおよびマクロチューブプレスフィルムは、触媒およびセンシング用途のための積分3次元電極の必要性に対処することができる。

マクロビームやマクロチューブを形成するために化学的に還元されるマグナ塩誘導体の能力は、塩テンプレート合成法が、より広い範囲の金属塩に適用され得ることを示唆している。マグヌス塩を1~0~1白金2プラスから白金2プラス、2つの負の比で調製するには、100ミリモルのテトラクロロ白金の0.5ミリリットルをミクロフュージチューブに加え、100ミリモルテトラミン白金(II)塩化水和物を100ミリモルテトラミン白金(II)塩化水素水和物を強制的にピペットレット100ミリリットルのテトラミン白金(II)水和物に加えます。得られた1ミリリットルの体積塩針テンプレート溶液は、緑色のような不透明を示すであろう。

プラチナ-パラジウム塩の針テンプレートを1~1~0個用意するには、水中の0.5ミリリットルのテトラアンミン白金(II)塩化水和物をマイクロ遠心分離チューブに加え、100ミリモルモルナトリウムテトラクロロパラダートの0.5ミリリットルを強引にピペットします。2~1~1個の白金-パラジウム塩針テンプレートを調製するには、0.25ミリモルナトリウムテトラクロロパラデートの0.25ミリリットルと100ミリモルカリウムテトラクロロ白金100ミリリットルをミクロフュージチューブに加えます。100ミリモル四元アミン白金(II)塩化水をチューブに水和した水を100ミリモルの0.5ミリリットルを強制的にピペットする前に、チューブを3〜5秒間ボルテックスします。

3~1~2個の白金パラジウム塩針テンプレートを調製し、ピペット0.167ミリリットルのテトラクロロパラデートナトリウム100ミリモル及び0.333ミリリットルの100ミリモルカリウムテトラクロロ白化物をミクロフュージチューブに調製する。ボルテックス後、100ミリモル四張アミン白金(II)塩化水をチューブに水和した100ミリモルのピペット0.5ミリリットルを強引にする。プラチナ比が高い塩テンプレートは、より緑豊かな色を生成する必要がありますが、パラジウムの内容が増加するテンプレートは、溶液内でより多くのオレンジ色、ピンク色、茶色の色になります。

1~0~1塩比の銅-白金塩針テンプレートを調製するには、0.5ミリモルカリウムテトラクロロ白金をミクロフュージチューブに加え、マイクロフュージチューブに水中の100ミリモルテトラアンミン銅(II)硫酸塩0.5ミリリットルを強引に加えます。3対2塩比の銅-白金塩針テンプレートを作成するには、100ミリモル四トラアミン白金(II)塩化水和水と100ミリモルテトラアンミン銅(II)硫酸100ミリリットルの0.333ミリリットルをチューブに加えます。ボルテックス後、100ミリモルカリウムテトラクロロ白金を0.5ミリリットルの強引きチューブに加えます。

2対1塩比の銅-白金塩針テンプレートを準備するには、100ミリモルテトラアンミン白金(II)塩化水和水、100ミリモルテトラアンミン銅(II)硫酸100ミリリットルをマイクロフュージチューブに0.25ミリリットル、マイクロフュージチューブに3秒間用いたマイクロフュージチューブを3秒間に加えます。次いで、管に100ミリモルカリウムテトラクロロ白金の0.5ミリリットルを強引にピペット化する。1~1~0塩比の銅-白金塩針テンプレートを調製し、ピペット0.5ミリリットルの100ミリモルテトラアンミンプラティナムプラタン(II)塩化水和水をミクロフュージチューブに、100ミリモルカリウムテトラクロ白金をチューブに強制的にピペット0.5ミリリットルを加えて、1ミリリットルの塩質塩のテンプレートを得た。

銅と白金イオンの組み合わせにより、白金およびパラジウム溶液ほど不透明ではない紫色の曇り溶液が形成されます。白金-パラジウム塩テンプレートの化学的還元を行うために、4つの50ミリリットル円錐形チューブのそれぞれに0.1モルモルのホウ水素化ナトリウム溶液を50ミリリットル加え、各チューブに1つの白金-パラジウム塩テンプレート溶液の1ミリリットルの体積全体を加えます。銅-白金塩テンプレートの化学的還元を行うために、4つの50ミリリットル円錐形チューブのそれぞれに0.1モルDMAB溶液を50ミリリットル加え、1つの銅-白金塩テンプレート溶液の1ミリリットルの体積全体をヒュームフードの下の各チューブに加えます。

24時間後、各減水溶液から上清を廃棄物容器にゆっくりと脱カフェインし、注意を払い、サンプルを注ぎ出して新しい50ミリリットルチューブに沈殿物を移す。各チューブに50ミリリットルの脱イオン水を充填し、しっかりとキャップされたチューブを24時間穏やかな揺れでインキュベートします。翌日、チューブラックにチューブを15分間直立させて、サンプルが堆積してからゆっくりと上澄みを注ぎます。

各チューブに50ミリリットルのイオン化水を補充し、サンプルをさらに24時間揺らします。インキュベーションの最後に、チューブをラックに15分間置き、できるだけ透明または灰色の上澄み物をデカントします。マクロチューブやマクロビームフィルムを準備するには、ピペットまたはヘラを使用して、各々の沈殿物を個々のガラススライドに優しくチューブに移し、サンプルを均一な杭(約0.5ミリメートル)に統合します。

その後、24時間気流に邪魔されない場所にスライドを置きます。サンプルが乾燥したら、乾燥した各サンプルに2番目のガラススライドを置き、手動で約200キロパスカルの力を上のスライドに適用して、マクロチューブ、またはマクロビームの薄膜を下のスライドに作成します。サンプルの走査電子顕微鏡では、カーボンテープを用いて薄膜を走査型電子顕微鏡サンプルスタブに固定し、初期加速電圧を15キロボルトに、ビーム電流を2.7~5.4ピコインに設定します。

次に、大きなサンプル領域にズームアウトし、エネルギー分散X線スペクトルを収集してサンプルの元素組成を定量化します。X線回折二重数値解析では、薄膜サンプルスライドをスキャン段階に置き、X線回折角を45キロボルトで5~90度、銅K-α放射で40ミリアンペア、0.0130度の2つのθステップサイズ、1ステップあたり20秒の回折角度をスキャンします。活性物質のミリグラムによる電気化学的測定を正規化するには、サンプルを個々の電気化学バイアルに移し、各サンプルに0.5モル硫酸を穏やかに加えて室温で24時間インキュベーションします。

翌日、各電気化学バイアルの底部にフィルムの上面に接触した個々の3つの電極セルから1ミリメートル露出した先端を持つラッカー被覆ワイヤーを配置する。そして、ゼロボルトで10ミリボルトの正石波で1メガヘルツから1ミリヘルツまでの電気化学的インピーダンス分光を行います。次に、1秒あたり10、25、50、75、100ミリボルトのスキャンレートで、マイナス0.2〜1.2ボルトの電圧範囲を使用してサイクリックボルタンメトリーを実行します。

逆に帯電した正方形の平坦な貴金属イオンの添加は、高アスペクト比塩結晶のほぼ瞬時形成をもたらす。白金マイナスイオンに対する白金正極比の1対1の割合で形成されたマグヌス塩の化学的還元と、一般的に中空の内腔および多孔質側壁を有するマクロチューブを用いたホウドリドナトリウムの還元が生じる。マクロチューブは、一般的に塩針テンプレートの幾何学に準拠し、平らな側壁と正方形の断面を有するDMAB還元白金マクロチューブは、約3マイクロメートルの側面を有する最も明確で最大の正方形の断面を提示する。

DMABは銅-白金マクロチューブ側壁が低下するマクロチューブ側壁もまた、有意な空隙率を伴わない高テクスチャ表面を示す。白金および白金-パラジウムマクロチューブおよびマクロビーム化学組成は、X線回折で最初に特徴づけることができる。DMAB還元マクロチューブのX線回折分析は、相対的な塩鋳型トキチオメトリーに応じて、白金または銅のいずれかに向かってシフトする超課されたピークを明らかにし、合金組成を示唆している。

ホウ水素化ナトリウム還元銅白金マクロビームは、双金属組成を示唆する明確な銅および白金X線回折ピークを示す。白金マクロチューブ用のX線写真電子スペクトルは、酸化物種の証拠をほとんど示さないことを示し、触媒活性表面を示唆している。白金-パラジウムマクロビーム用X線写真電子スペクトルも金属酸化物含有量の指標を示さない。

まあ、押されたフィルムはピンセットで操作することができます。破砕を防ぐために、フィルムを電気化学バイアルに移す際には注意が必要です。マクロビームやマクロチューブを一体型のフィルムに押し込む能力を考えると、弾性と柔軟性のあるモジュラーを決定するための機械的特性化も行うことができます。

塩テンプレートは、細孔の合成のために、高表面積材料は、研究者が金属塩の広い範囲を探求し、得られた金属、合金および多金属材料を可能にする必要があります。