溶剂的回收使可复制纳米颗粒合成的多个循环
Cody J Wrasman1, Chengshuang Zhou1, Aisulu Aitbekova1
1Department of Chemical Engineering and SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis, Stanford University, Stanford, California 94305, United States.
Journal of the American Chemical Society
|June 23, 2022
概括
本研究提出了一种溶剂蒸方法,用于回收金属纳米粒子合成的表面活性剂和溶剂. 这种具有成本效益的技术可实现超过10个重复使用周期,这对于大规模生产至关重要.
科学领域:
- 材料科学
- 纳米技术
- 化学工程
背景情况:
- 金属纳米颗粒表现出独特的属性,取决于大小和组成,推动了对高效合成方法的需求.
- 体合成是金属纳米颗粒的常见实验室技术,但由于溶剂和表面活性剂的高成本,它面临着扩大规模的挑战.
- 在合合成中使用的大量碳化合物溶剂和表面活性剂对生产成本有很大影响.
研究的目的:
- 开发和验证一种溶剂蒸协议,以实现金属纳米颗粒的经济高效大规模合成.
- 证明表面活性剂和溶剂在合纳米粒子合成中的可循环利用性.
- 评估拟议协议的商业应用的经济可行性和可扩展性.
主要方法:
- 使用溶剂蒸技术从合纳米粒子合成中回收和重复使用表面活性剂和溶剂.
- 该方案应用于连续的合成回合 (超过10个循环),以评估可回收性和对纳米粒子特性的影响.
- 使用该协议合成了单金属和双金属纳米粒子,并分析了它们的尺寸,组成和催化性能.
主要成果:
- 溶剂蒸方案使表面活性剂和溶剂能够连续使用超过10轮合成.
- 在不需要纯溶剂和表面活性剂的情况下,可以生产统一的纳米晶体,保持纳米粒子质量.
- 该协议成功地产生了多种多样的单金属和双金属纳米粒子,其尺寸和成分可重复.
- 合成的纳米粒子作为异质催化剂表现出可重现的性能.
结论:
- 使用溶剂蒸和表面活性剂/溶剂回收利用金属纳米粒子合成的可扩展和具有成本效益的协议已建立.
- 这种方法显著降低了与溶剂相关的成本,使金属纳米颗粒的大规模合合成更具经济可行性.
- 该技术支持金属纳米颗粒的更广泛的商业应用,解决了其生产中的关键成本障碍.
