Name: Nanostrukturalne kompozyty agen-zeolitowe jako czujniki wilgotności oparte na luminescencji (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 13 s
Description: Poznaj protokół syntezy nanostrukturalnych kompozytów Ag-zeolitowych jako czujników wilgotności opartych na luminescencji. Metoda ta jest prosta, opłacalna i umożliwia wielokrotne użycie czujnika.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy dziękują za wsparcie finansowe ze strony belgijskiego rządu federalnego (Biełspo poprzez programy IAP VI/27 i IAP-7/05), Siódmego Programu Ramowego Unii Europejskiej (FP7/2007-2013 na podstawie umowy o grant nr 310651 SACS), rządu flamandzkiego w formie długoterminowego finansowania strukturalnego "Methusalem" grantu METH/08/04 CASAS, programu SoPPoM "Strategisch Initiatief Materialen", oraz grant Funduszu Badań Naukowych Flandrii (FWO) G.0349.12. W.B. z wdzięcznością dziękuje wydziałowi chemii KU Leuven za stypendium FLOF. Autorzy dziękują UOP Antwerpia za przekazanie próbek zeolitu oraz warsztatowi mechanicznemu KU Leuven za pomoc w projektowaniu i budowie ogniwa grzewczego/próżniowego wykorzystanego w tym badaniu.

Uwaga: Chemikalia i odczynniki użyte w tym raporcie były traktowane z ostrożnością, przy użyciu odpowiednich zabezpieczeń (fartuchy laboratoryjne, rękawice, okulary ochronne, dygestoria). Praca ta dotyczy manipulacji mikroporowatymi materiałami nieorganicznymi (zeolity o rozmiarach od 1 do 5 mikronów), dlatego szczególną uwagę zwrócono na zastosowanie odpowiedniej ochrony przeciwpyłowej (masek przeciwpyłowych). Zalecamy zapoznanie się z odpowiednimi danymi dotyczącymi bezpieczeństwa materiałów (MSDS) chemikaliów i odczynników stosowanych w tej pracy przed użyciem w celu prawidłowej manipulacji i/lub utylizacji odpadów.
1. Wstępna obróbka zeolitu
<ol>
	<li>Wstępna obróbka cieplna 
	UWAGA: Przed użyciem należy wstępnie potraktować materiały zeolitowe w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak zanieczyszczenia organiczne, które mogłyby utrudniać tworzenie się klastrów srebra i luminescencję.
	<ol>
		<li>Odważyć 10 g komercyjnych zeolitów LTA(Na) (komercyjne zeolity LTA zawierają sód jako jony równoważące w swoich strukturach) i umieścić je jednorodnie na porcelanowej tacy.</li>
		<li>Podgrzewać zeolit w proszku przez noc w piecu muflowym w temperaturze 450 °C, stosując rampę temperatury 5 °C/min w odstępach 1 godziny w temperaturze 80 °C i 110 °C, aby uniknąć uszkodzenia struktury zeolitu.</li>
		<li>Wyjmij materiał zeolitowy z piekarnika i pozwól mu ostygnąć do temperatury pokojowej w warunkach otoczenia.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dobór wielkości cząstek zeolitu 
	UWAGA: Spowoduje to bardziej równomierny rozkład wielkości ziaren wyjściowych materiałów zeolitowych, niezbędny do stworzenia jednorodnego filmu. Na tym etapie usuwane są również duże cząstki amorficzne, które często są obecne w zeolitach produkowanych przemysłowo.
	<ol>
		<li>Odważyć 10 g dostępnego w handlu LTA(Na) i zawiesić go w 1 litrze wody dejonizowanej.</li>
		<li>Sonikować zawiesinę przez 1 godzinę, energicznie potrząsając zawiesiną ręcznie co 10 minut.</li>
		<li>Wlać zawiesinę do cylindra Atterberga (1 l) na 30 minut. Cząstki o wielkości mniejszej niż 10 μm pozostają w zawiesinie, ale wytrąca się większe cząstki.</li>
		<li>Zdekantować zawiesinę i odzyskać proszek przez filtrację za pomocą lejka Büchnera. Odzyskany proszek przemyć trzykrotnie wodą dejonizowaną.</li>
		<li>Poddać proszek obróbce cieplnej zgodnie z opisem w kroku 1.1.2.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Przygotowanie luminescencyjnych kompozytów zeolitowych LTA(Na)-Ag
<ol>
	<li>Synteza srebra luminescencyjnego z wymiennym zeolitem LTA [LTA(Na)-Ag] jako materiał odniesienia
	<ol>
		<li>Rozpuść 74,8 mg azotanu srebra w 200 ml wody dejonizowanej w butelce z polipropylenu o wysokiej gęstości (HDPE) o pojemności 250 ml.</li>
		<li>Odważyć 1 g próbki LTA(Na) poddanej obróbce wstępnej i zawiesić ją w roztworze azotanu srebra.</li>
		<li>Pozostawić kolbę HDPE mieszającą przez noc w wytrząsarce typu end-over-end w temperaturze pokojowej.</li>
		<li>Przefiltrować zawiesinę za pomocą lejka Büchnera i przemyć proszek zeolitu 3 razy wodą dejonizowaną.</li>
		<li>Ogrzać odzyskany proszek w piecu muflowym w temperaturze 450 °C, stosując tę samą procedurę, która została opisana w kroku 1.1.2.</li>
		<li>Schłodzić próbkę i umieścić ją w eksykatorze o kontrolowanej wilgotności (98% wilgotności względnej). Kontroluj wilgotność względną, umieszczając nasycony roztwór siarczanu potasu wewnątrz eksykatora. 15</li>
		<li>Zmierz widma wzbudzenia i emisji próbek (na różnych długościach fal) za pomocą spektrofluorometru, a także ich zewnętrzną sprawność kwantową.
		<ol>
			<li>Zmierzyć dwuwymiarowe wykresy wzbudzenia-emisji, umieszczając próbkę w kuwecie kwarcowej o ścieżce 1 mm. Zbieraj widma emisyjne rozpoczynające się 30 nm powyżej długości fali wzbudzenia do 800 nm w krokach co 5 nm i czasie przebywania 0,1 sekundy.</li>
			<li>Za pomocą oprogramowania przyrządu należy zastosować poprawki dotyczące natężenia lampy i wykrywania ścieżki emisji w zależności od długości fali do danych surowych. Dodatkowo należy użyć filtru długoprzepustowego, aby uniknąć szczytów drugiego rzędu na wykresach dwuwymiarowych.</li>
			<li>Wykonaj pomiary wydajności kwantowej za pomocą kuli całkującej dołączonej do spektrofluorometru. 16 Zapisz skan emisji od 240 nm do 600 nm zarówno dla próbki zeolitu, jak i odniesienia BaSO4 przy użyciu 260 nm jako długości fali wzbudzenia, a następnie oblicz wydajność kwantową za pomocą oprogramowania przyrządu.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Przygotowanie luminescencyjnych kompozytów zeolitowych [LTA(Li)-Ag]
<ol>
	<li>Synteza częściowo wymienionego zeolitu litowego LTA [LTA(Li)] 
	Uwaga: Procedura stosowana do wytwarzania częściowo wymienionych zeolitów LTA(Li) została zaadaptowana z raportu Yahiro i współpracowników. 17
	<ol>
		<li>Rozpuść 17,2 g azotanu litu w 2,5 l wody dejonizowanej.</li>
		<li>Wlać 0,5 l roztworu azotanu litu do kolby HDPE o pojemności 1 l.</li>
		<li>Odważyć 3 g zeolitu LTA(Na) poddanego obróbce i zawiesić go w kolbie HDPE zawierającej roztwór azotanu litu.</li>
		<li>Wymieszać kolbę za pomocą wytrząsarki typu end-over-end w temperaturze pokojowej przez noc.</li>
		<li>Przefiltrować zawiesinę za pomocą lejka Büchnera i odzyskać proszek przepłukać 3 razy wodą dejonizowaną.</li>
		<li>Wykonaj wymianę litu
		<ol>
			<li>Dodać 0,5 l świeżego roztworu azotanu litu (3.1.1) do 1 l kolby HDPE zawierającej proszek odzyskany z etapu filtracji (3.1.5).</li>
			<li>Powtórz kroki 3.1.4 i 3.1.5.</li>
			<li>Powtórz kroki 3.1.6.1 i 3.1.6.2 jeszcze 4 razy.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Odzyskać zeolit w proszku i podgrzać go w piecu muflowym w temperaturze 450 °C przez noc, stosując rampę temperatury 5 °C/min w odstępach 1 godziny w temperaturze 80 °C i 110 °C.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Synteza zeolitów luminescencyjnych [LTA(Li)-Ag]
	<ol>
		<li>Rozpuść 74,8 mg azotanu srebra w 200 ml wody dejonizowanej w butelce HDPE o pojemności 250 ml.</li>
		<li>Odważyć 1 g częściowo wymienionego zeolitu litowo-LTA [LTA(Li)] i zawiesić go w roztworze azotanu srebra (3.2.1).</li>
		<li>Wymieszać kolbę HDPE za pomocą wytrząsarki typu end-over-end w temperaturze pokojowej przez noc.</li>
		<li>Przefiltrować zawiesinę za pomocą lejka Büchnera i odzyskać proszek zeolitowy przemyć 3 razy wodą dejonizowaną.</li>
		<li>Proszek poddać obróbce cieplnej w piecu muflowym w temperaturze 450 °C przez noc, stosując przyrost temperatury 5 °C/min w odstępach 1 godziny w temperaturze 80 °C i 110 °C.</li>
		<li>Schłodzić próbkę w warunkach kontrolowanej wilgotności za pomocą eksykatora zawierającego nasycony roztwór siarczanu potasu (98% wilgotności względnej). 15</li>
		<li>Zmierzyć widma wzbudzenia i emisji próbek, jak również ich zewnętrzną sprawność kwantową, postępując zgodnie z procedurą opisaną w kroku 2.1.7.</li>
		<li>Przeprowadzić analizę termograwimetryczną (TGA) w celu określenia zawartości wody w próbce w różnych temperaturach. 1 Krótko mówiąc, umieść od 30 do 50 mg przygotowanej próbki na platynowym uchwycie na próbkę i załaduj ją do urządzenia TGA. Zmierzyć ubytek masy od 50 °C do 600 °C, stosując szybkość ogrzewania 5 °C/min przy przepływie azotu (90 ml/min).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Wytwarzanie kompozytowej folii LTA(Li)-Ag / polietyleniminu (PEI) do zastosowań związanych z wykrywaniem wilgotności
Uwaga: Procedura składania użyta w tym raporcie została zmodyfikowana i zaadaptowana z odnośnika 18.
<ol>
	<li>Preparat zawiesiny koloidalnej LTA(Li)-Ag.
	<ol>
		<li>Rozcieńczyć 1 ml handlowego 50% wag. roztworu PEI do 100 ml wodą dejonizowaną.</li>
		<li>Odważyć 250 mg luminescencyjnego materiału LTA(Li)-Ag.</li>
		<li>Wymieszać zeolit i roztwór PEI w butelce HDPE o pojemności 125 ml i energicznie wstrząsnąć zawiesiną.</li>
		<li>Umieścić butelkę w kąpieli sonicznej o częstotliwości 40 kHz w temperaturze pokojowej na noc, aby uzyskać jednorodną zawiesinę.</li>
		<li>Wlej zawiesinę LTA(Li)-Ag / PEI do butelki z rozpylaczem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Nanoszenie folii LTA(Li)-Ag / PEI na płytkę kwarcową w celu produkcji prototypu czujnika.
	<ol>
		<li>Wyczyść płytkę kwarcową, spłukując ją kolejno wodą dejonizowaną i acetonem przed nałożeniem folii. Czyste talerze suszyć w suszarce w temperaturze 80 °C przez 1 godzinę.</li>
		<li>Płytkę kwarcową należy pokryć natryskowo z jednej strony, umieszczając płytkę kwarcową poziomo na czystym arkuszu folii aluminiowej i spryskując trzykrotnie (za każdym razem 3 sekundy) z odległości około 20 cm. Umieść pokrytą płytkę w suszarce w temperaturze 50 °C na 30 minut.</li>
		<li>Powtórz krok 4.2.2 kolejne 4 razy, aż folia będzie jednolita.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Nawodnienie/odwodnienie prototypu czujnika.
	<ol>
		<li>Umieść powlekaną płytkę kwarcową w komorze na próbki w domowej komorze grzewczej/próżniowej. 5 </li>
		<li>Zamknąć komorę na próbkę celi, umieszczając czystą płytkę kwarcową w połączeniu z gumowym pierścieniem na wierzchu powlekanej płytki i uszczelnić celę za pomocą teflonowego korka i, jak pokazano na rysunku 2.</li>
		<li>Zastosować wysokie podciśnienie, stosując ciśnienie poniżej 10-3 mbar, do celi przez noc w celu odwodnienia próbki.</li>
		<li>Wizualnie monitoruj zmiany koloru emisji (w widocznym obszarze) osadzonej folii za pomocą lampy UV.</li>
		<li>Otwórz komorę na próbkę, aby monitorować zmiany koloru emisji w obszarze widzialnym po ponownym uwodnieniu filmu za pomocą lampy UV.</li>
		<li>Powtórz cykl wiele razy, zaczynając od kroku 4.3.2 do 4.3.5, aby przetestować odwracalność folii LTA(Li)-Ag/PEI.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>De Cremer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Fluorescence+in+Heat-Treated+Silver-Exchanged+Zeolites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Characterization of Fluorescence in Heat-Treated Silver-Exchanged Zeolites.</a> J. Am. Chem. Soc. 131, 3049-3056 (2009).</li>
<li>De Cremer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Encoding+of+Silver+Zeolite+Microcarriers%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Optical Encoding of Silver Zeolite Microcarriers.</a> Adv. Mater. 22, 957-960 (2010).</li>
<li>Coutino-Gonzalez, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X-ray+Irradiation-Induced+Formation+of+Luminescent+Silver+Clusters+in+Nanoporous+Matrices%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">X-ray Irradiation-Induced Formation of Luminescent Silver Clusters in Nanoporous Matrices.</a> Chem. Commun. 50, 1350-1352 (2014).</li>
<li>De Cremer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Observation+of+the+Emission+Characteristics+of+Zeolite-Hosted+Silver+Species+During+Heat+Treatment%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">In Situ Observation of the Emission Characteristics of Zeolite-Hosted Silver Species During Heat Treatment.</a> ChemPhysChem. 11, 1627-1631 (2010).</li>
<li>Coutino-Gonzalez, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermally+Activated+LTA%28Li%29-Ag+Zeolites+with+Water-Responsive+Photoluminescence+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Thermally Activated LTA(Li)-Ag Zeolites with Water-Responsive Photoluminescence Properties.</a> J. Mater. Chem. C. 3, 11857-11867 (2015).</li>
<li>Seifert, R., Kunzmann, A., Calzaferri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Yellow+Color+of+Silver-Containing+Zeolite%5BTitle%5D)+AND+%22A.+Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">The Yellow Color of Silver-Containing Zeolite.</a> A. Angew. Chem. Int. Ed. 37, 1522-1524 (1998).</li>
<li>Seifert, R., Calzaferri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colors+of+Ag%2B-Exchanged+Zeolite+A%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+A%22%5BJournal%5D)">Colors of Ag+-Exchanged Zeolite A.</a> J. Phys. Chem. A. 104, 7473-7483 (2000).</li>
<li>Sazama, P., Jirglova, H., Dedecek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ag-ZSM-5+Zeolite+as+High-Temperature+Water-Vapor+Sensor+Material%5BTitle%5D)+AND+%22Mat.+Lett%22%5BJournal%5D)">Ag-ZSM-5 Zeolite as High-Temperature Water-Vapor Sensor Material.</a> Mat. Lett. 62, 4239-4241 (2008).</li>
<li>Zheng, Y., Li, X., Dutta, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploitation+of+Unique+Properties+of+Zeolites+in+the+Development+of+Gas+Sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Exploitation of Unique Properties of Zeolites in the Development of Gas Sensors.</a> Sensors. 12, 5170-5194 (2012).</li>
<li>Sun, T., Seff, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+Clusters+and+Chemistry+in+Zeolites%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Silver Clusters and Chemistry in Zeolites.</a> Chem. Rev. 94, 857-870 (1994).</li>
<li>Yu, Y., Ma, J. P., Dong, Y. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Luminescent+Humidity+Sensors+Based+on+Porous+Ln3%2B-MOFs%5BTitle%5D)+AND+%22Cryst.+Eng.+Comm%22%5BJournal%5D)">Luminescent Humidity Sensors Based on Porous Ln3+-MOFs.</a> Cryst. Eng. Comm. 14, 7157-7160 (2012).</li>
<li>Qi, H., Mader, E., Liu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unique+Water+Sensors+Based+on+%5BTitle%5D)+AND+%22Sensor.+Actuat.+B-Chem%22%5BJournal%5D)">Unique Water Sensors Based on .</a> Sensor. Actuat. B-Chem. 185, 225-230 (2013).</li>
<li>Basabe-Desmonts, L., Reinhoudt, D. N., Crego-Calama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+Fluorescent+Materials+for+Chemical+Sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Design of Fluorescent Materials for Chemical Sensing.</a> Chem. Soc. Rev. 36, 993-1017 (2007).</li>
<li>Yamazoe, N., Shimzu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Humidity+Sensors+-+Principles+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Sensor.+Actuator%22%5BJournal%5D)">Humidity Sensors - Principles and Applications.</a> Sensor. Actuator. 10, 379-398 (1986).</li>
<li>International Organization of Legal Metrology. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+Scale+of+Relative+Humidity+of+Air+Certified+Against+Saturated+Salt+Solutions%22">The Scale of Relative Humidity of Air Certified Against Saturated Salt Solutions</a>. , 1st, Paris. (1996).</li>
<li>Coutino-Gonzalez, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+and+Optimization+of+the+Luminescent+External+Quantum+Efficiency+of+Silver-Clusters+Zeolite+Composites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Determination and Optimization of the Luminescent External Quantum Efficiency of Silver-Clusters Zeolite Composites.</a> J. Phys. Chem. C. 117, 6998-7004 (2013).</li>
<li>Yahiro, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EPR+Study+on+NO+Introduced+into+Lithium+Ion-Exchanged+LTA+Zeolites%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">EPR Study on NO Introduced into Lithium Ion-Exchanged LTA Zeolites.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 4, 4255-4259 (2002).</li>
<li>Shelyakina, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+Zeolite+Influence+on+Analytical+Characteristics+of+Urea+Biosensor+Based+on+Ion-Selective+Field-Effect+Transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Res.+Lett%22%5BJournal%5D)">Study of Zeolite Influence on Analytical Characteristics of Urea Biosensor Based on Ion-Selective Field-Effect Transistors.</a> Nanoscale Res. Lett. 9, 124(2014).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Proste urządzenie demonstrujące słuszność koncepcji wykorzystania LTA(Li)-Ag jako czujnika wilgotności opartego na luminescencji zostało wyprodukowane poprzez natryskowe nałożenie proszku LTA(Li)-Ag zawieszonego w roztworze PEI na płytkę kwarcową. Roztwór PEI wytwarza warstwę polimeru o jednorodnej grubości po odparowaniu wody. Warstwa kompozytowa polimerowo-zeolitowa wykazuje podobne właściwości luminescencyjne jak zeolit w postaci proszku. Kompozyt zeolitowy PEI/LTA(Li)-Ag wykazuje oczekiwane właściwości luminescencyjne reagujące na wodę, których barwa emisyjna zmienia się wraz ze zmianami zawartości wody w kompozycie w stosunkowo niskiej skali wilgotności. 
Zastąpienie jonów Na jonami Li w zeolitach LTA (obliczony kurs wymiany 33%) ma znaczący wpływ na samoorganizację i stabilizację luminescencyjnych klastrów srebra w rusztowaniach LTA(Li), prowadząc do unikalnych właściwości optycznych. EQE próbek LTA(Li)-Ag w porównaniu z próbkami LTA(Na)-Ag jest zwiększone o więcej niż jeden rząd wielkości. Co więcej, kolory emisji wyświetlane przez próbki LTA(Li)-Ag są zależne od wody, co zapewnia potencjalne zastosowanie próbek jako czujników wilgotności opartych na luminescencji. 
W ten sposób zademonstrowaliśmy łatwą metodę wytwarzania czujnika wilgotności przypominającego folię luminescencyjną, za pomocą którego zmiany poziomu nawodnienia mogą być wizualnie monitorowane za pomocą lampy UV. Dostępność surowców, bezpośrednia wizualizacja zmian koloru skorelowanych z zawartością wilgoci, fotostabilność folii i względna łatwość wytwarzania opłacalnych urządzeń sprawiają, że te materiały luminescencyjne są potencjalnymi kandydatami do konkurowania z najnowocześniejszymi czujnikami wilgotności opartymi na reakcjach elektrycznych. Procedura opisana w tym raporcie może być również zastosowana i rozszerzona na różne podłoża, w różnych skalach mikro i makro, aby zwiększyć elastyczność czujnika. Ponadto w protokole tym omówiono kilka krytycznych etapów podczas wytwarzania a-zeolitów, które odgrywają ważną rolę w określaniu ostatecznych właściwości optycznych takich materiałów. Na przykład wstępne oczyszczanie surowca zeolitowego prowadzi do usunięcia zanieczyszczeń optycznych i chemicznych, a także do jednorodnego rozkładu wielkości kryształów zeolitu. Ma to kluczowe znaczenie dla włączenia zeolitów do funkcjonalnych urządzeń. Jednym z ograniczeń obecnej metodyki jest ograniczenie stosowania czujników cienkowarstwowych w temperaturze powyżej 75 °C. Wynika to głównie z rozkładu polimeru PEI, a nie z degradacji zeolitów LTA(Li)-Ag, które mogą wytrzymać do 500 °C. Zastosowanie polimerów żaroodpornych, takich jak alkohol poliwinylowy, może rozszerzyć zakres temperatur nawet o 200 °C. Oczekujemy, że dalsze badania będą ukierunkowane na opracowanie metodyk syntezy nanostrukturalnych kompozytów agen-zeolitowych o właściwościach (wielo)funkcyjnych, a docelowo na projektowanie zaawansowanych prototypów sensorów.

Małe sub-nanometrowe oligoatomowe klastry srebra, powstałe w wyniku samoorganizacji w ograniczonych matrycach zeolitowych, wykazują unikalne właściwości optyczne. 1-5 Takie kompozyty srebrowo-zeolitowe mają wysoką stabilność chemiczną i fotostabilność. Jednak ich właściwości fotoluminescencyjne są w dużym stopniu zależne od lokalnego środowiska gromad srebra. Warunki środowiskowe, które wpływają na właściwości optyczne kompozytów srebrowo-zeolitowych, można podzielić na właściwości wewnętrzne i zewnętrzne. Wewnętrzne właściwości są związane z topologią zeolitu, rodzajem jonów równoważących i obciążeniem srebrem. 1 Z drugiej strony, właściwości zewnętrzne są związane ze zmianami postsyntetycznymi, takimi jak obecność adsorbatów lub cząsteczek wody w jamach zeolitu. 3,4 Te ostatnie właściwości nadają kompozytom srebrowo-zeolitowym zdolność do optycznego reagowania na bodźce zewnętrzne, takie jak zmiany wilgotności w rusztowaniu zeolitowym6-8 lub obecność określonych gazów; Dlatego zasugerowano ich zastosowanie jako czujników pary wodnej i gazów. 9,10 pkt.
W niedawnym badaniu wykazaliśmy, że optyczna reakcja Ag-zeolitów na wilgoć jest nie tylko skorelowana ze zmianami w absorpcji lub tłumieniu ich emisji, ale także z pojawieniem się różnych kolorów emisji w odniesieniu do ich zawartości wody. 5 Stabilizacja klastrów srebra w zeolitach LTA z częściowo wymienioną litową wymianą Li doprowadziła do powstania materiału reagującego na wilgoć, w którym zmiany w skali względnie niskiej wilgotności znalazły odzwierciedlenie w dynamicznej zmianie koloru z emisji niebieskiej na zielono-żółtą odpowiednio w próbkach odwodnionych i uwodnionych. W związku z tym zaproponowano zastosowanie tych materiałów jako luminescencyjnych czujników wilgotności. Do tej pory zaproponowano różne rodzaje materiałów, takie jak elektrolity, ceramika, polimery i kompozyty nanostrukturalne, do monitorowania zmian wilgotności w oparciu o reakcje elektryczne i optyczne. 11,12 W tym szczegółowym protokole zamierzamy zademonstrować dowód słuszności koncepcji zastosowania zeolitów LTA(Li)-Ag jako czujników wilgotności oraz dalszy rozwój prototypów. Ze względu na wszechstronność zeolitów LTA(Li)-Ag do stosowania w różnych podłożach, ich potencjalną skalowalność i opłacalność produkcji, projekt prototypu może być ułatwiony. 13 Takie czujniki mogą mieć potencjalne zastosowanie w różnych sektorach przemysłu, takich jak rolnictwo, a także przemysł samochodowy i papierniczy. 14

<table><tbody><tr><td>Zeolit LTA(Na)</td><td>UOP</td><td>Adsorbent Molsiv 4A</td><td></td></tr><tr><td>Azotan srebra</td><td>Sigma Aldrich</td><td>209139</td><td>&ge; 99,0%</td></tr> <tr><td>azotan litu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>62574</td><td>&ge; 99,0%, kalk. na suchych masach</td></tr><tr><td>Roztwór polietylenoiminy</td><td>Sigma Aldrich</td><td>3880</td><td>~50% H2O</td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM)</td><td>JEOL</td><td>JSM-6010LV</td><td></td></tr><tr><td>Analizator termograwimetryczny</td><td>Instrumenty TA</td><td>Q500</td><td></td></tr><tr><td>Spektrofluorymetr</td><td>Edinburgh</td><td>instruments FLS980-s</td><td></td></tr><tr><td>Sfera całkująca</td><td>Sfera laboratoryjna</td><td>4P-GPS-033-SL</td><td></td></tr></tbody></table>

nanostrukturalne kompozyty agen-zeolitowe jako czujniki wilgotności oparte na luminescencji

Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

Małe skupiska srebra zamknięte w matrycach zeolitowych pojawiły się ostatnio jako nowy rodzaj wysoce luminescencyjnych materiałów. Ich emisja charakteryzuje się wysoką zewnętrzną sprawnością kwantową (EQE) i obejmuje całe spektrum widzialne. Niedawno doniesiono, że luminescencja wzbudzona promieniowaniem UV częściowo wymienianych litowo-jonowych zeolitów Linde typu A [LTA(Na)] zawierających luminescencyjne klastry srebra może być kontrolowana poprzez regulację zawartości wody w zeolicie. Próbki te wykazały dynamiczną zmianę barwy emisji z niebieskiej na zieloną i żółtą po wzroście poziomu uwodnienia zeolitu, co pokazuje ogromny potencjał, jaki te materiały mogą mieć jako czujniki wilgotności oparte na luminescencji w skali makro i mikro. W tym miejscu opisujemy szczegółową procedurę wytwarzania prototypu czujnika wilgotności przy użyciu kompozytów zeolitowych wymienianych srebrem. Czujnik jest wytwarzany przez zawieszenie luminescencyjnych agetolitów w wodnym roztworze polietylenininy (PEI), aby następnie osadzić warstwę materiału na płytce kwarcowej. Powlekana płytka jest poddawana kilku cyklom hydratacji/odwadniania, aby pokazać funkcjonalność folii czujnikowej.

Mikrografy SEM zeolitu LTA-Ag zarejestrowano po etapie wymiany kationów i obróbki cieplnej. Następnie zmierzono dwuwymiarowe (2D) wykresy wzbudzenia/emisji luminescencji dla hydratowanych zeolitów LTA(Na)-Ag oraz LTA(Li)-Ag (Rycina 1). Analizę elementarną przeprowadzono metodą XPS na zeolitach po wymianie srebra w celu określenia ich składu chemicznego. Wyniki analizy wykazują, że stopień wymiany srebrem w zeolitach LTA(Na) i LTA(Li) jest bardzo zbliżony i wynosi odpowiednio 19,6% wag. i 21,5% wag. Różnica w procentach wagowych może wynikać z niższej masy atomowej atomów litu. Ponadto analiza elementarna wykazała, że po wymianie litem 33% sodu zostało zastąpionych. Etapy wymiany kationów oraz kolejnej obróbki cieplnej przeprowadzone na próbkach nie wydają się wpływać na strukturę kryształów LTA, co potwierdzają obrazy SEM. Ponadto nie zaobserwowano powstawania większych nanocząstek srebra na powierzchni kryształów zeolitu. Właściwości luminescencyjne obu próbek LTA(Li)-Ag i LTA(Na)-Ag w stanie uwodnionym różnią się znacząco. Poprzez wprowadzenie litu do szkieletu zeolitu jako kationu kompensującego ładunek, maksimum wzbudzenia ulega przesunięciu w stronę krótszych fal (przesunięcie ku niebieskiemu) z 370 nm do 260 nm odpowiednio dla LTA(Na)-Ag i LTA(Li)-Ag. Natomiast maksimum emisji ulega niewielkiemu przesunięciu w stronę dłuższych fal (przesunięcie ku czerwieni) z 550 do 565 nm po dodaniu litu do układu. Największa różnica między tymi próbkami dotyczy ich zewnętrznych sprawności kwantowych (EQE). Zeolity LTA(Na)-Ag wykazują EQE około 4% przy maksimum wzbudzenia (370 nm), podczas gdy EQE dla zeolitów LTA(Li)-Ag osiąga 62% (przy wzbudzeniu na 260 nm). Skutkuje to jasno żółto świecącym proszkiem pod oświetleniem UV o długości fali 254 nm.
Właściwości luminescencyjne próbki LTA(Li)-Ag zależą również od zawartości wody w układzie. Zależność tę wykazano poprzez połączenie eksperymentów TGA i zależnych od temperatury badań luminescencji, przy czym TGA koreluje temperaturę ze stopniem uwodnienia zeolitu. Dodatkowo, temperaturę powiązano pośrednio z barwą emisji emitowaną przez próbkę LTA(Li)-Ag, wykorzystując własnoręcznie zaprojektowaną komorę grzejną (Rycina 2). Kolor emisji zmienia się od żółtego przez zielony do niebieskiego w miarę usuwania wody z układu LTA(Li)-Ag. Współczynnik wydajności kwantowej (EQE) systematycznie spada z 62% (stan uwodniony) do 21% (stan odwodniony).
Ze względu na wrażliwość na wilgoć materiału LTA(Li)-Ag, wykorzystano go do wykonania prototypu czujnika wilgotności opartego na luminescencji, poprzez zawieszenie proszku w roztworze PEI, a następnie naniesienie kompozytu metodą natrysku na płytkę kwarcową. Zdjęcia (w świetle dziennym i oświetleniu UV) oraz obrazy mikroskopu elektronowego (SEM) warstwy LTA(Li)-Ag/PEI naniesionej metodą natrysku przedstawiono na ryc. 3. Zaobserwowano, że dzięki tej procedurze powlekania uzyskano stosunkowo jednorodną warstwę kompozytu polimer-zeolit pod względem luminescencji. Obraz z mikroskopu elektronowego pokazuje, że kryształy zeolitu nie ulegają zmianie w wyniku procedury powlekania. Wykazano również, przy użyciu własnoręcznie wykonanej komory grzewczo-próżniowej, że warstwa polimer-zeolit zachowuje właściwości wrażliwe na wilgoć, które obserwowano wcześniej u zeolitu w formie proszku.
<img alt="Obrazy SEM mikrokryształów; wykres przedstawia widma wzbudzenia/emisji z wartościami EQE w procentach." src="/files/ftp_upload/54674/54674fig1.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Obrazy SEM i właściwości luminescencyjne srebrnych form LTA zeolitu. Mikrografy SEM oraz dwuwymiarowe wykresy wzbudzenia-emisji dla LTA(Na)-Ag (a,b) oraz LTA(Li)-Ag (c,d). Wstawki na dwuwymiarowych wykresach wzbudzenia-emisji pokazują przewidywane kolory emisji próbek przy różnych długościach fali wzbudzenia (254, 300, 366 i 450 nm). <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54674/54674fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Układ analizy termicznej, krzywa TGA, widma emisyjne w różnych temperaturach, fluorescencja MOF." src="/files/ftp_upload/54674/54674fig2.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Figure 2"> 
Rycina 2: Wpływ stopnia uwodnienia na właściwości luminescencyjne LTA(Li)-Ag. a) Schematyczne przedstawienie własnoręcznie skonstruowanej komory grzewczej/pod próżnią używanej w tym badaniu. b) Wykres TGA dla próbki LTA(Li)-Ag. c) Znormalizowane widma emisyjne (wzbudzane promieniowaniem o długości fali 260 nm) próbki LTA(Li)-Ag zmierzone w różnych temperaturach. d) Schemat ilustrujący zmianę koloru emisji rzeczywistych próbek w zależności od zawartości wody. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54674/54674fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Analiza cienkiej warstwy; fluorescencja, obrazy SEM; wykresy długości emisji w funkcji cykli/temperatury." src="/files/ftp_upload/54674/54674fig3.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Figure 3"> 
Rycina 3: Świecący czujnik wilgotności oparty na kompozycie LTA(Li)-Ag/PEI. a) Zdjęcia powleczonej płytki w oświetleniu dziennym. (b,c) Obrazy płytki powleczonej w stanie odwodnionym i uwodnionym pod wpływem napromieniowania światłem UV o długości fali 254 nm, odpowiednio. d) Mikrofotografia SEM osadzonej warstwy, pokazująca rozmieszczenie kryształów LTA(Li)-Ag na powierzchni kwarcu. Wkładka przedstawia powiększenie wybranego obszaru oryginalnej mikrofotografii SEM. e) Maksima emisji uwodnionego i odwodnionego kompozytu zeolitowego PEI/LTA(Li)-Ag podczas 10 cykli uwodnienia/odwadniania przy długości fali wzbudzenia 260 nm. f) Wykres przedstawiający zachowanie profili maksimów emisji kompozytu zeolitowego PEI/LTA(Li)-Ag po 10 cyklach uwodnienia/odwadniania. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54674/54674fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>

Protokół syntezy reagujących na wilgoć luminescencyjnych kompozytów agen-zeolitowych jest opisany w tym raporcie.

Nanostrukturalne kompozyty agen-zeolitowe jako czujniki wilgotności oparte na luminescencji

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high ...

Ogólnym celem niniejszego protokołu jest przedstawienie dowodu koncepcji czujnika wilgotności opartego na kompozycie polimerowo-zeolitycznym z srebrem, przygotowanego za pomocą powlekania natryskowego. Film ten może pomóc w rozwiązaniu niektórych problemów w dziedzinie inżynierii materiałowej, takich jak brak bezpośrednio reagujących czujników wilgotności; w związku z tym proponujemy czujnik wilgotności oparty na kompozytach polimerowo-zeolitycznych. Główną zaletą tej techniki jest to, że stanowi ona prosty i kosztowo efektywny sposób produkcji czujnika wilgotności, który może być wielokrotnie wykorzystywany.Procedurę zademonstruje Bjorn Dieu, technik z naszej grupy. Aby rozpocząć tę procedurę, należy poddać materiały zeolitowe wstępnej obróbce zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Następnie rozpuścić 13,76 gramów azotanu litu w dwóch litrach wody dejonizowanej.Wlej 0,5 litra tego roztworu azotanu litu do jednolitrowej kolby z polietylenu o wysokiej gęstości. Dodaj trzy gramy wstępnie przygotowanego zeolitu sodowego typu A Linde. Następnie inkubuj kolbę przez noc w temperaturze pokojowej, wykorzystując inkubator z mieszadłem obrotowym (end-over-end).Po zakończeniu mieszania przefiltruj zawiesinę za pomocą lejka Büchnera. Odzyskany proszek przemyj trzykrotnie wodą dejonizowaną. Następnie wymieszaj proszek z 0,5 litra świeżego roztworu azotanu litu w czystej kolbie HDPE o pojemności jednego litra.Mieszać, filtrować i płukać jak poprzednio. Powtórzyć ten proces jeszcze cztery razy. Następnie podgrzać odzyskany proszek zeolitu w piecu muflowym przez noc w temperaturze 450 °C.Zastosuj wzrost temperatury w tempie 5 °C na minutę z przerwami trwającymi jedną godzinę w temperaturze 80 °C oraz 110 °C. Po zakończeniu ogrzewania użyj 200 mL wody dejonizowanej do rozpuszczenia 74,8 mg azotanu srebra w butelce HDPE o pojemności 250 mL. Dodaj 1 g częściowo wymienionego zeolitu LTA litowego.Następnie mieszać roztwór przez noc w temperaturze pokojowej w inkubatorze z wytrząsarką obrotową. Po zakończeniu mieszania przefiltrować zawiesinę za pomocą lejka Büchnera. Odzyskany proszek zeolitu przemyć trzykrotnie wodą dejonizowaną.Następnie poddaj proszek obróbce termicznej w piecu muflowym przez noc w temperaturze 450 °C. Zastosuj tempo wzrostu temperatury wynoszące 5 °C na minutę z przerwami trwającymi jedną godzinę w temperaturach 80 °C i 110 °C. Po zakończeniu grzania użyj eksykatora zawierającego nasycony roztwór siarczanu potasu, aby schłodzić próbkę w kontrolowanych warunkach wilgotności.Przeprowadź analizę widmową i termograwimetryczną zgodnie ze szczegółami opisanymi w protokole tekstowym. W kolbie miarowej rozcieńcz jeden mililitr komercyjnego 50% wagowo roztworu polietyleniminy do 100 mililitrów, używając wody dejonizowanej. Wymieszaj roztwór PEI z 250 miligramami przetworzonego materiału zeolitu w butelce HDPE o pojemności 125 mililitrów.Energicznie wstrząśnij zawiesinę. Następnie przelej zawiesinę do butelki z atomizerem. Oczyść płytkę kwarcową, płucząc ją kolejno wodą dejonizowaną i acetonem.Następnie suszyć płytkę w piekarniku przez jedną godzinę w temperaturze 80 °C. Po zakończeniu suszenia umieścić płytkę kwarcową poziomo na czystym arkuszu folii aluminiowej. Następnie pokryć jedną stronę, rozpylając substancję trzy razy po trzy sekundy każdorazowo z odległości 10 cm.Suszyć pokrytą płytkę w piekarniku przez 30 minut w temperaturze 50 °C. Powtórzyć proces natryskiwania i suszenia jeszcze cztery razy, aż film stanie się jednolity. Upewnić się, że warstwa jest odpowiednio homogeniczna.Następnie umieść pokrytą płytkę kwarcową w komorze próbkowej własnej komórki próżniowej z funkcją grzania. Zamknij komorę próbek, kładąc pierścień gumowy oraz czystą płytkę kwarcową na wierzchu pokrytej płytki. Następnie uszczelnij komórkę, używając korka teflonowego i śrub.Odwodnij próbkę, stosując wysoką próżnię przez całą noc przy ciśnieniu 10⁻³ mbar. Używając lampy UV, monitoruj wizualnie zmiany koloru emisji filmu. Następnie otwórz komorę z próbką.Użyj lampy UV, aby monitorować zmiany koloru widzialnej emisji podczas rehydratacji filmu. Przetestuj odwracalność filmu poprzez powtórzenie procesu dehydratacji i rehydratacji, monitorując zmiany za pomocą lampy UV przy każdej próbie. W niniejszym badaniu opracowano luminescencyjny czujnik wilgotności z wykorzystaniem częściowo wymienionych litowo zeolitów sodowych typu Linde A.Właściwości luminescencyjne zależą od zawartości wody w układzie. Kolor emisji przesuwa się z żółtego na zielony i niebieski podczas usuwania wody z układu. Przedstawiono tutaj reprezentatywne wyniki analizy termograwimetrycznej oraz eksperymentów luminescencyjnych zależnych od temperatury.Analiza TGA koreluje temperaturę z poziomem hydratacji zeolitu. Jednocześnie temperatura wydaje się być bezpośrednio powiązana z kolorem emisji. Wspólnie wyniki te potwierdzają, że właściwości luminescencyjne czujników zależą od zawartości wody w układzie.Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, jak wykonać czujnik wilgotności oparty na kompozytach polimerowych z zeolitem srebrowym. Należy pamiętać, że praca z zeolitami może być niebezpieczna, dlatego podczas wykonywania tej procedury należy zawsze przestrzegać środków ostrożności, takich jak noszenie maski przeciwpyłowej.

nanostructured-ag-zeolite-composites-as-luminescence-based-humidity

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Biosensory współpracują ze złożonymi środowiskami biologicznymi i przeprowadzają ukierunkowaną detekcję, łącząc wysokoczułe czujniki z wysoce specyficznymi sondami przytwierdzonymi do czujnika poprzez modyfikację powierzchni. W niniejszym materiale demonstrujemy funkcjonalizację powierzchni krzemionkowych czujników optycznych biotyną przy użyciu czynników sprzęgających na bazie silanów w celu stworzenia pomostu między czujnikiem a środowiskiem biologicznym.

Przyłączanie sond biologicznych do krzemionkowych biosensorów optycznych z użyciem silanowych środków sprzęgających

Czujniki mikrownękowe z rdzeniem fluorescencyjnym wykorzystują powłokę z kropek kwantowych o wysokim indeksie w kanale mikrokapilar krzemionkowych. Zmiany współczynnika załamania światła płynów pompowanych do kanału kapilarnego powodują przesunięcia w widmie fluorescencji mikrownęki, które można wykorzystać do analizy ośrodka kanałowego.

Synteza i działanie mikrownęk z rdzeniem fluorescencyjnym w detekcji refraktometrycznej

Wprowadzono bezetykietowy optyczny biosensor do szybkiego wykrywania bakterii. Bioczujnik oparty jest na nanostrukturalnym porowatym krzemie, który został zaprojektowany tak, aby bezpośrednio wychwytywać docelowe komórki bakteryjne na swojej powierzchni. Używamy przeciwciał monoklonalnych, unieruchomionych na porowatym przetworniku, jako sond wychwytujących. Nasze badania pokazują możliwość zastosowania tych bioczujników do wykrywania niskich stężeń bakterii w ciągu kilku minut bez...

Optyczne wykrywanie bakterii E. coli za pomocą mezoporowatych biosensorów krzemowych

Przedstawiono procedury przygotowania segmentowanych i współosiowych nanoprzewodów za pomocą elektroosadzania szablonowego w nanoporach. Jako przykłady wykonano segmentowane nanodruty składające się z segmentów Ag i ZnO oraz współosiowe nanodruty składające się z powłoki TiO2 i rdzenia Ag. Nanodruty wykorzystano w eksperymentach z fotokatalitycznym tworzeniem wodoru.

Przygotowanie i stosowanie fotokatalitycznie aktywnego segmentowego Ag|ZnO i koncentryczne nanodruty TiO2-Ag wykonane metodą elektroosadzania szablonowego

Ze względu na znaczenie i szerokie zastosowanie palladu, złota i kobaltu w sprzęcie high-tech, ich odzysk i recykling stanowią ważne wyzwanie przemysłowe. Opisany w niniejszym dokumencie system odzysku metali jest prostym, tanim sposobem na skuteczne wykrywanie, usuwanie i odzysk tych metali z kopalni miejskiej.

Wykrywanie i odzyskiwanie palladu, złota i metali kobaltowych z kopalni miejskiej przy użyciu nowatorskich czujników/adsorbentów oznaczonych nanoskalowymi porami w kształcie koła wagonowego

Ta procedura opisuje, jak kapsułkować cytochrom c (cyt. c) w zol-żelach krzemionkowych (SiO2) przetworzyć te żele na bioaerożele i użyć tych bioaerożeli do szybkiego rozpoznania tlenku azotu (NO) w reakcji w fazie gazowej. Ten rodzaj protokołu może pomóc w przyszłym rozwoju biosensorów lub innych urządzeń bioanalitycznych.

Kapsułkowanie cytochromu c w nanoarchitekturach aerożelu krzemionkowego bez nanocząstek metalu przy jednoczesnym zachowaniu bioaktywności w fazie gazowej

Przedstawiono protokół do pomiarów adsorpcji gazów w wysokich temperaturach i pod wysokim ciśnieniem na zeolicie H-ZSM-5 przy użyciu urządzenia do pomiaru adsorpcji opartego na mikrowadze kryształowej langatanej. Przed pomiarami adsorpcji przedstawiono syntezę zeolitu H-ZSM-5 na czujniku mikrowagi kryształowej langatatu metodą krystalizacji wspomaganej parą wodną (SAC).

Urządzenie adsorpcyjne oparte na mikrowadze kryształowej Langatate do wysokotemperaturowej adsorpcji gazów pod wysokim ciśnieniem w zeolicie H-ZSM-5

Kolumnowe struktury tlenku w postaci prętów są syntetyzowane przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej wspomagane aerozolem bez użycia wstępnie osadzonych cząstek katalizatora. Metoda ta jest skalowalna i kompatybilna z różnymi podłożami na bazie krzemu, kwarcu lub polimerów.

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej struktur tlenków metali wspomagane aerozolem: pręty z tlenku

Opisujemy użycie nowatorskiej kamery o żywotności luminescencji w dziedzinie częstotliwości do mapowania rozkładów 2D O2 za pomocą folii czujników optycznych. Opisano system kamer i procedury analizy obrazu wraz z przygotowaniem, kalibracją i aplikacją folii sensorycznych do wizualizacji mikrośrodowiskaO2 w ryzosferze roślin wodnych.

Obrazowanie żywotności luminescencjiO2 za pomocą systemu kamer opartego na domenie częstotliwości

Przedstawiono protokół syntezy trwałych nanomateriałów luminescencyjnych (PLNP) i ich potencjalnych zastosowań w wyświetlaczach wielokrotnego zapisu i przetwarzaniu artystycznym wykorzystującym efekt poświaty pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (365 nm).

Synteza trwałych nanocząstek luminescencyjnych do wyświetlaczy wielokrotnego zapisu i zastosowań oświetleniowych

Poznaj protokół syntezy nanostrukturalnych kompozytów Ag-zeolitowych jako czujników wilgotności opartych na luminescencji. Metoda ta jest prosta, opłacalna i umożliwia wielokrotne użycie czujnika.

Nanostrukturalne kompozyty agen-zeolitowe jako czujniki wilgotności oparte na luminescencji

Przeglądaj więcej filmów