在高压下使用CO2驱动机制低温合成ZnO颗粒
Taishi Furuya1, Yusuke Shimoyama1, Yasuhiko Orita1
1Department of Chemical Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology 2-12-1 S1-33, Ookayama, Meguro-ku Tokyo 152-8550 Japan orita.y.aa@m.titech.ac.jp.
RSC advances
|February 9, 2024
概括
研究人员开发了一种新的低温方法,仅使用酸和超临界二氧化碳 (scCO2) 来合成氧化 (ZnO) 颗粒. 这种干燥合成避免了溶剂和后处理,为ZnO生产提供了更绿色的方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 在没有反应性材料,溶剂或后处理的情况下,低温合成氧化 (ZnO) 颗粒对研究和工业提出了重大挑战.
- 现有的方法通常需要恶劣的条件或多个加工步骤,增加成本和环境影响.
研究的目的:
- 报告一种在低温 (60°C) 下对ZnO颗粒的新型干合成方法.
- 研究使用超临界二氧化碳 (scCO2) 作为合成ZnO的反应介质.
- 在scCO2条件下探索ZnO的形成机制.
主要方法:
- 使用乙酸盐 (Zn(acac) 2) 和超临界二氧化碳 (scCO2) 的ZnO颗粒的干合成.
- 在60°C,不同CO2和N2压力 (0.130.0MPa) 下进行18小时的反应.
- 描述ZnO粒子和观察相位行为.
主要成果:
- 随着二氧化碳压力的增加,氧产量增加,在30.0MPa时达到67%.
- (N2) 介质导致低O产量 (<4.9%),无论压力如何.
- 在scCO2下观察到-CO/CO2-有机复合物的形成在固态阶段,加速了ZnO颗粒的形成.
结论:
- 超临界CO2 (scCO2) 有效地推动-CO/CO2-有机复合物的形成,使低温ZnO合成成为可能.
- 这种方法提供了一个无溶剂,无后处理的途径,在干燥条件下生产ZnO颗粒.
- 这些发现突显了scCO2在绿色材料合成中的潜力.
