Views
2 years ago

Hordozós fém nanorészecskék szabályozott előállítása Horváth ...

Hordozós fém nanorészecskék szabályozott előállítása Horváth ...

Hordozós fém nanorészecskék szabályozott előállítása Horváth

62 Magyar Kémiai Folyóirat - Összefoglaló közleményekHordozós fém nanorészecskék szabályozott előállításaHORVÁTH Anita, BECK Andrea, SÁRKÁNY Antal és GUCZI László *MTA KK Izotópkutató Intézet, Felületkémiai és Katalizátorkutató Osztály, Konkoly Thege M. u. 29-33. 1121 Budapest,Magyarország1. BevezetésNapjainkban a modern anyagtudomány felgyorsultfejlődésének lehetünk tanúi. Az űrtechnika, az elektronikaiésfélvezető-ipar új típusú anyagokat igényel, melyekkülönleges mechanikai, optikai, kémiai tulajdonságokkalés különleges elektronszerkezettel rendelkeznek. Így ananoméretű anyagok vizsgálata is egyre nagyobb szerepetkap, hiszen a néhány száz atomból álló részecskék atömbfázistól eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek.A modern anyagtudományban a 100-200 nm-nél kisebbrészecskék kiemelt jelentőséggel bírnak, hiszen e határalatt a részecskeméretből következően különleges fizikaiés kémiai tulajdonságok lépnek fel. A néhány nanométeresrészecskék rendkívül érzékenyek környezetük változásaira(hőmérséklet, atmoszféra, stb.). A nagy felület/térfogatarány következményeként nagy felületi szabadenergiávalrendelkeznek, ezért instabilisak, és a termodinamikaihajtóerő a részecskék aggregációjához vezet. A részecskékösszeolvadását, azaz a felületi energia csökkenésétkorlátozhatjuk, ha a nanoméretű egységeket egymástólviszonylag távol, szilárd felületű hordozóhoz kötjük. Aheterogén katalízis az a terület, ahol a nanoméretű anyagok(fémek) hordozón szétoszlatva már tulajdonképpen nagyonrégóta használatban vannak. A hordozó felületén diszpergáltrendszerint drága fém kis szemcseméretének köszönhetőennagy felületet biztosít a katalitikus folyamatok számára. Akis részecskeméret már magában vagy esetleg a hordozóvalkialakított erősebb kapcsolat révén megváltozott katalitikusaktivitáshoz vezethet, amely nagymértékben eltér a tömbifém viselkedésétől. A nanorészecskék megváltozottkatalitikus aktivitása egyrészt a részecskék felületénekmegnövekedett reaktivitásával, másrészt különlegeselektronszerkezeti sajátságaival hozható összefüggésbe 1 .A részecskeméret csökkenésével a felületen lévő atomokközvetlen szomszédainak száma egyre csökken, hiszen egyrenagyobb lesz a sarok- és élatomok hányada. A részecskerövid távú rendezettsége és a telítetlen koordinációs terűfématomokon lévő szabad vegyértékek speciális fizikaiés kémiai sajátságok megjelenéséhez vezetnek, melyekáltalában a fémes jelleg megszűnésének határán, az 1-2 nmestartományban fokozottabban észlelhetők 2 .A fémrészecskék különleges méretfüggő tulajdonságainakvizsgálatához olyan katalizátorkészítő módszerekre vanszükség, melyek lehetőséget adnak a kívánt szerkezetés morfológia megvalósítására, azaz lehetővé teszikszűk méreteloszlással rendelkező, tiszta felületű,hordozós nanorészecskék előállítását. Kinetikailag stabilnanorészecskék előállítására többféle lehetőséget ismerünk.A fémionok fémrészecskékké történő redukciója soránszükség van a részecskék méretének szabályozására, amelymegoldható például folyadék fázisban, ha optimálisra állítjuka gócképződés és gócnövekedés sebességét 3 , vagy úgy, hogya részecskék növekedését térbelileg korlátozzuk, például egyinverz micella magjában 4 vagy egy zeolit szuperüregében 5 .A fémrészecskék szabályozott módon történő előállításárafolyadékfázisban kedvezőbb körülmények alakíthatók ki,mint a szilárd/folyadék vagy szilárd/gáz határfelületen, ezérta szol-módszer ugyancsak alkalmas technika heterogénkatalizátorok készítésére, hiszen az előre elkészített,stabilizált fémrészecskék a szintézist követően a hordozóraköthetők 6 . Nanorészecskék előállítására reményteljesmegoldásnak tűnik, ha jól meghatározott szerkezetűmolekuláris fémkarbonil klaszterekből indulunk ki, és astabilizáló ligandumokat szabályozott módon távolítjukel. Ha a nanoméretű egységeket hordozón diszpergáljuk,a köztük lévő távolság megnövelhető, és ha a felületivándorlási hajlamot csökkenteni tudjuk, stabilis nanoméretűfémrészecskéket kaphatunk. Minél erősebb a hordozó-fémkölcsönhatás, annál biztosabban stabilizálható a részecske,akár magasabb hőmérséklet esetén is, viszont a nagyon erőskölcsönhatás kerülendő, mert az kémiai változást okozhat(például a szemcse oxidációját). Ha tisztán a nanoméretokozta hatásokat akarjuk vizsgálni, akkor a fém és a hordozóközti kis mértékű töltésátvitel is zavaró lehet és gyakran ageometriai és elektronos hatások nem szétválaszthatóak.A jelen közlemény katalitikus célra előállított hordozósnanorészecskék készítése és vizsgálata során szerzetttapasztalatainkat foglalja össze. Kiemelve az egyesmódszerek előnyeit és hátrányait, a következő háromelőállítási módszer kerül tárgyalásra: fémrészecskéklétrehozása (1) fémkarbonil-klaszerekből kiindulva, (2)zeolit-hordozót alkalmazva, (3a) folyadékfázisú redukcióútján, a részecskék hordozóhoz kötésével és (3b) arészecskéknek a hordozó szilárd/folyadék határfelületirétegében történő kialakítása révén. A szintetizált fémhordozórendszereket fizikai és kémiai módszerekkeljellemeztük.2. Fémkarbonil-klaszterektől a nanorészecskékigAz ideális módszer fémrészecskék létrehozására ahordozóra felvitt molekuláris fémkarbonil-klaszterekbőlkiindulva az lenne, ha a fémváz jelentős összeomlásanélkül a CO ligandumokat el tudnánk távolítani, és így akövetkező lépés során – amely a kontrollált aggregáció- a néhány atomból álló szerkezetek lennének a létrejövőfémrészecske építőkövei. A valóságban lezajló folyamatoknem ilyen egyszerűek, ahogyan azt a SiO 2és Al 2O 3hordozósvas-ruténium kétfémes karbonil klaszterek példáján látnifogjuk 7-14 .*Főszerző. Tel.: 1-392-2534; fax: 1-392-2703; e-mail: guczi@sunserv.kfki.hu111 évfolyam, 2. szám, 2005. június

Horváth Ádám és Csűrös Karola - Hild
Grafén nanoszalagok előállítása
Gonda Imre: Polimer/lignin keverékek előállítása és ... - MTA KK AKI
Az előadások fóliái - BME Út és Vasútépítési Tanszék
Szabó Rebeka LMP előadása [Kompatibilitási mód]
Hasznosítsa a Nap sugarait: Gazdaságos fűtés és melegvíz előállítás
Hasznosítsa a Nap sugarait: Gazdaságos fűtés és melegvíz előállítás
Az alvás neurofiziológiája, szabályozása és funkciói
Fûtéstechnikai rendszerek szállítója Komfort és kényelem
TH E R M O TE C H N I K A C R O WN C O OL - TC Panel
5 Ércásványok stabilitása, fémek transzportja és kicsapódása
Dr. Baráth Tibor: Pedagógus kompetenciák és a tanulás ... - szmpsz
A gazdasági szereplők és a régió felsőoktatása
Sarokcsiszolók és fémmegmunkálás - Bosch
A JÁTÉK ÖTLETE ÉS CÉLJA TARTOZÉKOK ELŐKÉSZÜLETEK
Grid és OO labor (7. labor) Előző óra összefoglalása Adatok ...
Ádám György: Az iskola előtti életkor (0-6 év) pszichofiziológiájáról
Az európai munkaerőpiac változása és a munkajogi szabályozás
Vámosi Oszkár előadása - Új Magyarország Vidékfejlesztési Program
x - Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék
53. évfolyam, 2010. 7. szám 700 Ft - Üdvözöljük a WEB-SET ...
ÚTTERVEZÉSI MUNKÁK VÉGREHAJTÁSA
A menedékkérők hozzáférése az ország területéhez és a ...
Kőeszközök, kerámiák és fémek archeometriája - Fémek ...
Fogyatékossággal élők társadalmi befogadása 2011 december
Magyar regényirók képes kiadása. Szerkesztette és ... - MEK
A haldoklók ellátása otthon és kórházban - Magyar Görögkatolikus ...
m l é k e z e t ..……