この研究は、パーデュ大学（Purdue University）の化学工学学校（School of Chemical Engineering）によって支持された。 Advanced Photon Sourceの使用は、米国エネルギー省の基礎エネルギー科学研究院の契約番号の下でサポートされていました。 DE-AC02-06CH11357。 MRCAT事業、ビームライン10-BMは、エネルギー省とMRCAT加盟機関によって支援されている。著者らはまた、ビームライン11-ID-Cの使用を認めている。 XASの実験援助のためのEvan Wegenerに感謝します。

1. 2nm Pt-Cuバイメタリックナノ粒子触媒の合成<ol><li> 金属前駆体溶液の調製 <ol><li> 1mLの水に0.125gの硝酸銅三水和物（Cu（NO 3 ） 2・3H 2 O）を溶解し、空色の溶液を得る。 注意：化学薬品を取り扱うときは保護手袋を使用してください。 </li><li>硝酸銅溶液にアンモニアを滴下し、水酸化銅の濃青色の沈殿物を形成する。 注意：ベースと揮発性化学物質の取り扱いにはヒュームフードを使用してください。 </li><li>暗青色の沈殿物が溶解し暗青色の溶液とpH&gt; 10を生じるまで、アンモニアを添加し続ける。 </li><li> 0.198gのテトラアンミン白金硝酸塩（（NH 3 ） 4 Pt（NO 3 ） 2 ）を溶液および追加の水に添加して、溶液の全容量が3.5mLになるようにする。溶液のpHを10以上に保つために、必要に応じてさらにアンモニアを加える。 </li><li>すべてのテトラミン白金硝酸塩が溶液に溶解するまで、溶液を70℃に加熱する。溶液を室温に冷却する。 </li></ol></li><li> 金属前駆体溶液の共含浸 <ol><li>触媒調製の前に、シリカ担体の含浸細孔容積を決定する。約5gの乾式シリカを慎重に計量皿に入れます。混合中に、シリカが完全に濡れるまで過剰の溶液がなくなるまでH 2 Oを滴下する。湿ったシリカを巻き戻す。添加した水のグラムをサンプルグラムで割って細孔容積を計算する。 </li><li>溶解した金属前駆体溶液を、セラミック蒸発皿中の5gの高多孔性シリカ（SiO 2 ）に一度に数滴添加し、穏やかに撹拌して一緒に固着する粒子を分解し、溶液の均一な分布を達成する。 注：白いシリカは、すべての3.5mLの金属前駆体溶液を吸着すると、濃い青色に変わりますn。 <ol><li>シリカ粒子の質感が乾燥した砂の質感のままであることを確認する。含浸中に過剰の溶液が蓄積するのを避けてください。 </li></ol></li><li>含浸したPt-0.7Cu / SiO 2触媒前駆体を乾燥オーブンに入れ、125℃/ Nで乾燥する。 </li></ol></li><li> か焼と還元 <ol><li>触媒を炉内で250℃、空気中で5℃/分のランプ速度で3時間焼成する。 注：高温での焼成は、一般に、より大きなPtナノ粒子をもたらす。 </li><li> 1 &quot;石英管反応器の中央に2cmの石英ウール層を置き、焼成したPt-0.7Cu / SiO 2触媒をプラスチック漏斗を通して試験管に入れる。 </li><li>チューブをN 2で5分間RTでパージした後、N 2 （100cm 3）と同じ流量でH 2 （RTで）を流し始め、Pt-0.7Cu /SiO 2触媒。 </li><li> 5℃/分の上昇率で150℃まで温度を上げ、5分間保持する。 </li><li> 250℃まで2.5℃/分の速度で温度をゆっくりと上昇させ始める。 25℃ごとに15分間温度を保持する。 注：他の金属は、より低いまたはより高い温度の低下を必要とすることがある。正確な温度は一般に、Pt-Cuについての触媒の色の変化（ 例えば、青色から黒色）を調べることによって決定することができる。 </li><li> 10℃/分で550℃（またはそれ以上の場合は反応温度）まで下降させ、30分放置して還元を完了します。 N 2でパージし、室温まで冷却する。 </li><li> Pt-0.7Cu / SiO2触媒を取り出し、将来の使用のためにバイアルに貯蔵する。 注：異なる量のCu（NO 3 ） 2・3H 2 Oおよび（NH 3 ） 4 Pt（NO 3 ） 2を用いて同様の合成手順を繰り返し、他のPt-X Cu / SiO 2 </sPt（X = 0.7,2.3および7.3およびCu：Ptの原子比を表す）およびPt / SiO 2触媒を含む。 </li></ol></li></ol>プロパン - 脱水素性能試験<ol><li> 触媒装填 <ol><li> 3/8 &quot;石英管反応器をとり、真ん中のディンプルに石英ウールの1cmの層を置きます。 注意：細い針が皮膚に埋め込まれる可能性があるので、石英ウールを取り扱う際には保護手袋を使用してください。 </li><li>希釈用に40mgのPt-0.7Cu / SiO 2触媒と960mgのシリカを秤量する。空のバイアルに粒子（総重量1g）を混合する。 </li><li>プラスチック漏斗を使用して、すべての触媒混合物を反応管に装填する。リントフリーのワイプで両方のチューブの端部の外壁を拭いて汚れを取り除いて、Oリングとの良好な密閉を得てください。 </li><li>管継手を石英反応管の両端に置き、クラムシェル炉を備えた反応装置にそれらを取り付ける。 </li></ol></li> &lt;リークテストと触媒前処理 <ol><li>管型反応器に50cm 3 /分のN 2流量を流す。 1分後、リアクター出口のボールバルブを閉じます。システムの圧力が5 psigに上昇するのを待ちます。入口N 2ライン上のボールバルブを閉じて、N 2フローを止め、反応器システムを密封する。 </li><li> 1分待ち、ゲージから読み取った圧力を記録する。圧力が下がる場合は、ボールバルブをリアクタの出口に開き、圧力を解放し、継手を再度取り付けます。そうでない場合は、最初にN 2フローを再開する前に、N 2ラインのボールバルブをオンにしてシステムを1分間パージしてから、ボールバルブをリアクタコンセントに開き、圧力を解放してください。 </li><li>反応を実施してN 2の流れを停止させる前に、50cm 3 /分の5％H 2 / N 2を触媒の還元のために流し始めた。 550℃の反応温度に管を加熱し始め、ar10℃/分で測定した。炉が設定温度に達した後30分間待機し、システム温度が目標温度に安定するようにします。 </li></ol></li><li> プロパン脱水素反応試験 <ol><li>反応器システムでガスクロマトグラフ（GC）を開始し、ガス成分分析のための適切な方法を選択する。 <ol><li>原子炉のガスの流れをバイパスラインに切り替えます。 100cm 3 /分の5％プロパン/ N 2および100cm 3 /分の5％H 2 / N 2を流す 。プロパンの流れが安定するように1分間待ってバイパス流を参照試料としてGCに注入する。 </li></ol></li><li>反応を開始し、時間を記録するために、ガス流を反応管ラインに戻す。 </li><li>反応を4分間実行した後、出口ガス成分情報を得るために、反応器出口ガス流（GC試料）をGCに注入する。 4分ごとにサンプルを注入し、変換が安定した時点に達するまで試験を実行する<html>または変換が非常に低い。 </li><li>対応するピーク解析ソフトウェアを使用して各ピークを解析します。 <ol><li>ピークの開始点と終了点をクリックして選択します。積分関数を使用してピーク領域を取得します。プロパン（C 3 H 8 ）反応物のピーク面積を書き留めます。プロピレン（C 3 H 6 ）生成物;メタン（CH 4 ）、エタン（C 2 H 4 ）、およびエチレン（C 2 H 6 ）からなる群から選択される。 注記：各注入について、複数のピークを有するGCパターンが得られ、その面積は異なるガス種のモル数に関連する。 </li></ol></li><li>応答係数を用いてピーク面積を各種のモル数に変換する。以下の式に従って、各試料のプロパン転化率およびプロピレン選択率を決定する： <img alt="式" src="/files/ftp_upload/56040/56040eq1.jpg" /> ad / 56040 / 56040eq2.jpg &quot;/&gt; どこで<img alt="式" src="/files/ftp_upload/56040/56040eq3.jpg" />プロパンの転化率であり、 <img alt="式" src="/files/ftp_upload/56040/56040eq4.jpg" />プロピレン選択率であり、 <img alt="式" src="/files/ftp_upload/56040/56040eq5.jpg" />プロパンのモル数であり、 <img alt="式" src="/files/ftp_upload/56040/56040eq6.jpg" />プロピレンのモル数である。 </li><li>指数関数的フィットを用いて測定された転化率と選択率対時間を外挿することによって、t = 0での初期転化率および選択率値を得る。 </li></ol></li><li> 後反応 <ol><li>温度プログラムをオフにして反応器の加熱を停止する。ガスの流量を10 cm 3 / min N 2に切り替えます。 </li><li>ガスクロマトグラフをスタンバイ状態に戻して、キャリアガスの流量を減らしてください。 </li><li>冷却後に石英固定床反応器から使用済みの触媒を取り出す。室温。指定された廃棄物処理場に触媒重量を集める。 </li></ol></li></ol>触媒サンプルのキャラクタリゼーション<ol><li> 走査型透過電子顕微鏡 4、20 <ol><li>触媒を乳鉢に入れ、乳棒を用いて100メッシュ未満の粉末に粉砕する。 </li><li>約30mgの触媒粉末を小さなバイアル中で約5mLのイソプロピルアルコールに分散させる。バイアルを完全に混合するために振とうし、バイアルを5分間置いて、比較的大きな粒子の沈着を可能にする。 注：得られた懸濁液は、担持触媒の非常に小さな粒子を含むべきである。 </li><li> Au TEMレディグリッドを蒸発皿に置きます。ディッシュをホットプレート上で80℃に加熱する。グリッドに3滴の触媒懸濁液を加える。 注：イソプロピルアルコールはすばやく蒸発し、触媒粒子を残すeグリッド。 </li><li>電子顕微鏡のサンプルイメージングのためにグリッドをサンプルホルダにロードします。 </li></ol></li><li> その場 X線吸収分光法 3、4、19、20 に <ol><li>触媒を乳鉢に装填し、乳棒を用いて100メッシュ未満の粉末に粉砕する。微細粉末を金型セットに装填し、それを指で押して、自己支持ウェーハを形成する。 </li><li>約100mgの試料を試料ホルダーに入れる。 </li><li>試料ホルダーを石英管反応器に入れ、50cm 3 /分の3％H 2 / Heで試料を前処理する。 </li><li> RTまで冷却した後、チューブを密閉してシンクロトロンビームラインに移し、XASデータを収集します。 </li></ol></li><li> その場 X線回折 図19、図 20 に <ol><li> Lo触媒を乳鉢に入れ、乳棒を用いて100メッシュ未満の粉末に粉砕する。 </li><li>標準の直径7mmのダイセットを使用して薄いウェーハを押します。 注：ダイセットには、メスピースと上部と下部のオスピースが含まれています。 <ol><li>下のオス部分をメス部分に取り付けます。サンプルを底部の研磨面にロードします。上の雄ピースを取り付け、金型セットをプレスのサンプルステージに移します。適切な強度で押してください。 </li></ol></li><li>ウェーハを取り出し、専用サンプルステージのセラミックカップに移します（ 材料表を参照）。ステージをシールし、ビームライン上のサンプルテーブルに固定します。 </li><li> 550°Cに温度を上昇させてサンプルを減らします。 550℃で3％H 2 / Heガス流下、およびRT 20まで冷却した後のその場での X線回折データを収集する。 </li></ol></li></ol>

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著者は何も開示することはない。

この研究で調製されたPt-Cu触媒は、産業用途に適格である不均一触媒と同様に、約2nmの大きさの均一なナノ粒子を含む。すべてのPtおよびCu前駆体は、別々のモノメタリック粒子とは対照的に、バイメタル構造を形成する。このバイメタル相互作用および小さな粒子サイズは、合成手順を注意深く制御することによって実現される。含浸プロセスは、金属イオンと特定の酸化物担体<sup class="xref...

プロパン脱水素（PDH）は、国内で最も急速に成長しているガス源であるシェールガスを利用して、プロピレン製造における重要な処理工程である1 。この反応は、プロパン分子中の2つのCH結合を破壊して1つのプロピレンおよび分子水素を形成する。 Pdナノ粒子を含む貴金属触媒はPDHの選択性が低く、CC結合を破壊して高収率でメタンを生成し、コークスの生成を伴い、触媒不活性化をもたらす。最近の報告は、選択PDH触媒は亜鉛のような又はPd 2、3、4にはプロモーターの添加により得ることができることを示しました。促進された触媒は、同じサイズのモノメタリックPdナノ粒子では50％未満であるのに対し、PDHに対しては100％に近い選択性を有する。選択率の大幅な改善は、PdZnまたはPdIn金属間化合物の形成に起因していた（IMC）構造を触媒表面上に形成する。 IMCにおける2つの異なるタイプの原子の規則正しい配列は、非触媒ZnまたはIn原子を有するPd活性部位を幾何学的に分離し、隣接するPd活性部位のアンサンブル（群）によって触媒される副反応を停止させた。 プラチナは、プロパン脱水素化のための貴金属の中で最も高い固有選択性を有するが、まだ商業的使用には満足できるものではない1 。典型的には、錫、亜鉛、において、またはGaでは、Pt 5、6、7、8、9、10、11、12、13のための促進剤として添加されます。幾何学的な活性部位の分離が高い選択性に寄与するという考えに基づいて、合金を形成する非触媒元素CuのようなPtを用いた構造はまた、触媒性能を潜在的に促進しなければならない14 。いくつかの以前の研究は、Cuの添加が実際のPtのPDH選択性は15、16、17、18触媒改善したことを示唆しました。それにもかかわらず、PtおよびCuが二金属のナノ粒子または規則構造を形成するかどうかを決定する直接的な証拠は報告されておらず、Cuの促進効果を理解する上で重要である。 Pt及びCuの各々は、特定の結晶部位を占有する金属間化合物、固溶体、ランダムに置換CUた：たPt-Cu系の二元状態図では、2つの異なる構造タイプは、広い組成範囲16、18上可能ですPt格子。 IMCは低温で形成され、バルク材料では約600〜800℃で固溶体に変化するすなわち、 550℃）の反応温度に近いナノ粒子の方が低くてもよい。したがって、反応条件下でPt-Cuの原子秩序を調べることが不可欠である。小さな粒子サイズを有する担持ナノ粒子については、実験器具19を用いて有意義な構造情報を得ることは非常に困難である。単位セルの限定された繰り返しは、非常に低い強度で非常に広い回折ピークをもたらす。大気中で酸化されるサイズが1~3nmのナノ粒子中の表面原子の割合が高いため、通常、シンクロトロン技術で利用可能な高フラックスX線を用いてその場で回折を収集しなければならない。 以前に報告されたPt-Cu系PDHの触媒は、サイズ15、16、17、1、5ナノメートルより全てが大きかったです8。しかし、貴金属ナノ粒子触媒では、高分散（典型的には2nm程度または2nm未満）の触媒を合成することにより、単位コストあたりの触媒活性を最大にすることが常に強く望まれている19 。このサイズのバイメタルナノ粒子の調製は標準的な含浸法によって可能であるが、手順に対する合理的な制御が必要である。金属前駆体、含浸溶液のpH、および支持型は、高表面積支持体上への金属種の固着を最適化するように制御する必要がある。その後の焼成および還元熱処理も、金属ナノ粒子の成長を抑制するように慎重に制御されるべきである。 この記事では、サポートされている2 nm Pt-Cuバイメタルナノ粒子触媒の合成とそのプロパン脱水素性能の試験のためのプロトコルについて説明します。触媒の構造は、Scanning TCu導入時の触媒性能を向上させるのに役立つ、透過型電子顕微鏡（STEM）、 現場シンクロトロンX線吸収分光法（XAS）、および現場シンクロトロンX線回折（XRD）

<table><tbody><tr><td>1&quot; quartz tube reactor&amp;nbsp;</td><td>Quartz Scientific</td><td>Processed by glass blower</td><td></td></tr><tr><td>drying oven&amp;nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>calcination Furnace</td><td>Thermo Sciencfic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>clam-shell temperature programmed furnace&amp;nbsp;</td><td>Applied Test System</td><td>Custom made</td><td></td></tr><tr><td>propane dehydorgenation performance evaluation system</td><td></td><td>Homemade</td><td></td></tr><tr><td>gas chromatography</td><td>Hewlett-Packard</td><td>Model 7890</td><td></td></tr><tr><td>TEM grid</td><td>TedPella</td><td>01824G</td><td></td></tr><tr><td>pellet press</td><td>International Crystal Lab</td><td>0012-8211</td><td></td></tr><tr><td>die set</td><td>International Crystal Lab</td><td>0012-189</td><td></td></tr><tr><td>Linkam Sample Stage</td><td>Linkam Scientific</td><td>Model TS1500</td><td></td></tr><tr><td>copper nitrate trihydrgate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>61197</td><td></td></tr><tr><td>tetraammineplatinum nitrate&amp;nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>278726</td><td></td></tr><tr><td>ammonia&amp;nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>294993</td><td></td></tr><tr><td>silica</td><td>Sigma Aldrich</td><td>236802</td><td></td></tr><tr><td>isopropyl alcohol</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>balance</td><td>Denver Instrument Company</td><td>A-160</td><td></td></tr><tr><td>spatulas</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ceramic and glass evaporating dishes, beakers</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>heating plate</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>kimwipe papers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>mortar and pestle</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>quartz wool&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Swagelok tube fittings&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

synthesis and testing of supported pt-cu solid solution nanoparticle catalysts for propane dehydrogenation

バイメタルPt-Cu触媒の合成のための簡便な方法およびプロパン脱水素化および特性決定のための性能試験をここに示す。触媒は、置換可能な固溶体構造を形成し、約2nmの小さく均一な粒子サイズを有する。これは、触媒調製中の含浸、焼成および還元工程を注意深く制御することによって実現され、先進の現場シンクロトロン技術によって特定される。触媒プロパン脱水素性能は、Cu：Pt原子比の増加と共に連続的に向上する。

約20％の初期プロパン転化率で測定したPtおよびPt-Cu触媒のプロピレン選択率対時間を図1Aに示す 。 Pt触媒は61％の初期選択率を有し、触媒が1時間失活するにつれてオンストリーム時間と共に約82％に増加する。 Pt-0.7Cu触媒は、72％の良好な初期プロピレン選択率を示す。 Pt-2.3CuおよびPt-7.3Cu触媒の場合、それらの初期選択率?...

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Synthesis and Testing of Supported Pt-Cu Solid Solution Nanoparticle Catalysts for Propane Dehydrogenation

プロパン脱水素のための2nm担持バイメタルナノ粒子Pt-Cu触媒の合成のための便利な方法がここに報告されている。 その場（in situ）シンクロトロンX線技術は、触媒構造の決定を可能にするが、これは、通常、実験室機器を用いては得られない。

プロパン脱水素のためのPt-Cu固溶体ナノ粒子触媒の合成と試験

A convenient method for the synthesis of bimetallic Pt-Cu catalysts and performance tests for propane dehydrogenation and characterization are ...

synthesis-testing-supported-pt-cu-solid-solution-nanoparticle

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

11.9K ビュー.  Purdue University. プロパン脱水素のための2nm担持バイメタルナノ粒子Pt-Cu触媒の合成のための便利な方法がここに報告されている。 その場（in situ）シンクロトロンX線技術は、触媒構造の決定を可能にするが、これは、通常、実験室機器を用いては得られない。 

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On the Preparation and Testing of Fuel Cell Catalysts Using the Thin Film Rotating Disk Electrode Method

We present a step-by-step tutorial to prepare proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) catalysts, consisting of Pt nanoparticles (NPs) supported on a high surface area carbon, and to test their performance in thin film rotating disk electrode (TF-RDE) measurements. The TF-RDE methodology is widely used for catalyst screening; nevertheless, the measured performance sometimes considerably differs among research groups. These uncertainties impede the advancement of new catalyst materials and, consequently, several authors discussed possible best practice methods and the importance of benchmarking.
The visual tutorial highlights possible pitfalls in the TF-RDE testing of Pt/C catalysts. A synthesis and testing protocol to assess standard Pt/C catalysts is introduced that can be used together with polycrystalline Pt disks as benchmark catalysts. In particular, this study highlights how the properties of the catalyst film on the glassy carbon (GC) electrode influence the measured performance in TF-RDE testing. To obtain thin, homogeneous catalyst films, not only the catalyst preparation, but also the ink deposition and drying procedures are essential. It is demonstrated that an adjustment of the ink&#39;s pH might be necessary, and how simple control measurements can be used to check film quality. Once reproducible TF-RDE measurements are obtained, determining the Pt loading on the catalyst support (expressed as Pt wt%) and the electrochemical surface area is necessary to normalize the determined reaction rates to either surface area or Pt mass. For the surface area determination, so-called CO stripping, or the determination of the hydrogen underpotential deposition (Hupd) charge, are standard. For the determination of the Pt loading, a straightforward and cheap procedure using digestion in aqua regia with subsequent conversion of Pt(IV) to Pt(II) and UV-vis measurements is introduced.

Preparing and testing Pt/C fuel cell catalysts is subject to continuous discussion in the scientific community with respect to reproducibility and best practice. With the presented work, we intend to present a step-by-step tutorial to make and test Pt/C catalysts, which can serve as benchmark for novel catalyst systems.

準備および薄膜回転ディスク電極法を用いた燃料電池触媒のテストに

We present a step-by-step tutorial to prepare proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) catalysts, consisting of Pt nanoparticles (NPs) supported on a ...

環境学

Combining Solid-state and Solution-based Techniques: Synthesis and Reactivity of Chalcogenidoplumbates(II or IV)

The phases of &#34;PbCh2&#34; (Ch = Se, Te) are obtained from solid-state syntheses (i.e., by the fusion of the elements under inert conditions in silica glass ampules). Reduction of such phases by elemental alkaline metals in amines affords crystalline chalcogenidoplumbate(II) salts comprised of [PbTe3]2- or [Pb2Ch3]2- anions, depending upon which sequestering agent for the cations is present: crown ethers, like 18-crown-6, or cryptands, like [2.2.2]crypt. Reactions of solutions of such anions with transition-metal compounds yield (poly-)chalcogenide anions or transition-metal chalcogenide clusters, including one with a &#181;-PbSe ligand (i.e., the heaviest-known CO homolog).
In contrast, the solid-state synthesis of a phase of the nominal composition &#34;K2PbSe2&#34; by successive reactions of the elements and by the subsequent solvothermal treatment in amines yields the first non-oxide/halide inorganic lead(IV) compound: a salt of the ortho-selenidoplumbate(IV) anion [PbSe4]4-. This was unexpected due to the redox potentials of Pb(IV) and Se(-II). Such methods can further be applied to other elemental combinations, leading to the formation of solutions with binary [HgTe2]2- or [BiSe3]3- anions, or to large-scale syntheses of K2Hg2Se3 or K3BiSe3 via the solid-state route.
All compounds are characterized by single-crystal X-ray diffraction and elemental analysis; solutions of plumbate salts can be investigated by 205Pb and 77Se or 127Te NMR techniques. Quantum chemical calculations using density functional theory methods enable energy comparisons. They further allow for insights into the electronic configuration and thus, the bonding situation. Molecular Rh-containing Chevrel-type compounds were found to exhibit delocalized mixed valence, whereas similar telluridopalladate anions are electron-precise; the cluster with the &#181;-PbSe ligand is energetically favored over a hypothetical CO analog, in line with the unsuccessful attempt at its synthesis. The stability of formal Pb(IV) within the [PbSe4]4- anion is mainly due to a suitable stabilization within the crystal lattice.

Combining Solid-state and Solution-based Techniques: Synthesis and Reactivity of ChalcogenidoplumbatesII or IV

The synthesis of chalcogenidoplumbates(II,IV) via the in situ reduction of nominal "PbCh2" (Ch = Chalcogen) and via a solid-state reaction and subsequent solvothermal reactions is presented. Additionally, reactivities of plumbate(II) solutions are portrayed, which yield the heaviest-known CO homolog known to date: the &#181;-PbSe ligand.

組み合わせソリッドステートおよびソリューションベースのテクニック：合成と反応性Chalcogenidoplumbatesの（IIまたはIV）

The phases of &#34;PbCh2&#34; (Ch = Se, Te) are obtained from solid-state syntheses (i.e., by the fusion of the elements under inert conditions in silica ...

化学

Measurement of Particle Size Distribution in Turbid Solutions by Dynamic Light Scattering Microscopy

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a technique used to measure the size distribution of polymer solutions or colloidal particles. Although this technique is widely used for the assessment of polymer solutions, it is difficult to measure the particle size in concentrated solutions due to the multiple scattering effect or strong light absorption. Therefore, the concentrated solutions should be diluted before measurement. Implementation of the confocal optical component in a dynamic light scattering microscope1 helps to overcome this barrier. Using such a microscopic system, both transparent and turbid systems can be analyzed under the same experimental setup without a dilution. As a representative example, a size distribution measurement of a temperature-responsive polymer solution was performed. The sizes of the polymer chains in an aqueous solution were several tens of nanometers at a temperature below the lower critical solution temperature (LCST). In contrast, the sizes increased to more than 1.0 &#181;m when above the LCST. This result is consistent with the observation that the solution turned turbid above the LCST.

A protocol for the direct measurement of particle size distribution in concentrated solutions using dynamic light scattering microscopy is presented.

動的光散乱顕微鏡による濁りソリューションにおける粒度分布の測定

A protocol for measuring polydispersity of concentrated polymer solutions using dynamic light scattering is described. Dynamic light scattering is a ...

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular methodology for applications in various fields and for different research purposes. The procedure described herein focuses on the synthesis, purification, and characterization of dodecamers of RNA 5&#39;-[CUA CGG AAU CAU]-3&#39; containing zero, one, or two modifications located at the C2&#39;-O-position. The probes are based on 2-thiophenylmethyl groups, incorporated into RNA nucleotides via standard organic synthesis and introduced into the corresponding oligonucleotides via their respective phosphoramidites. This report makes use of phosphoramidite chemistry via the four canonical nucleobases (Uridine (U), Cytosine (C), Guanosine (G), Adenosine (A)), as well as 2-thiophenylmethyl functionalized nucleotides modified at the 2&#39;-O-position; however, the methodology is amenable for a large variety of modifications that have been developed over the years. The oligonucleotides were synthesized on a controlled-pore glass (CPG) support followed by cleavage from the resin and deprotection under standard conditions, i.e., a mixture of ammonia and methylamine (AMA) followed by hydrogen fluoride/triethylamine/N-methylpyrrolidinone. The corresponding oligonucleotides were purified via polyacrylamide electrophoresis (20% denaturing) followed by elution, desalting, and isolation via reversed-phase chromatography (Sep-pak, C18-column). Quantification and structural parameters were assessed via ultraviolet-visible (UV-vis) and circular dichroism (CD) photometric analysis, respectively. This report aims to serve as a resource and guide for beginner and expert researchers interested in embarking in this field. It is expected to serve as a work-in-progress as new technologies and methodologies are developed. The description of the methodologies and techniques within this document correspond to a DNA/RNA synthesizer (refurbished and purchased in 2013) that uses phosphoramidite chemistry.

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

This article provides a detailed procedure on the solid-phase synthesis, purification, and characterization of dodecamers of RNA modified at the C2&#39;-O-position. UV-vis and circular dichroism photometric analyses are used to quantify and characterize structural aspects, i.e., single-strands or double-strands.

2 &#39;末端を含むRNAのオリゴマーの固相合成のためのプロトコール<em&gt; O</em&gt;チオフェンメチル修飾と環状二色性によるキャラクタリゼーション

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular ...

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully understood. We have traced the trajectories of individual nanoparticles using liquid-cell transmission electron microscopy (TEM) to investigate the mechanism of the assembly process. Herein, we present the protocols used for liquid-cell TEM studies of the self-assembly mechanism. First, we introduce the detailed synthetic protocols used to produce uniformly sized platinum and lead selenide nanoparticles. Next, we present the microfabrication processes used to produce liquid cells with silicon nitride or silicon windows and then describe the loading and imaging procedures of the liquid-cell TEM technique. Several notes are included to provide helpful tips for the entire process, including how to manage the fragile cell windows. The individual motions of nanoparticles tracked by liquid-cell TEM revealed that changes in the solvent boundaries caused by evaporation affected the self-assembly process of nanoparticles. The solvent boundaries drove nanoparticles to primarily form amorphous aggregates, followed by flattening of the aggregates to produce a 2-dimensional (2D) self-assembled structure. These behaviors are also observed for different nanoparticle types and different liquid-cell compositions.

Here we introduce experimental protocols for the real-time observation of a self-assembly process using liquid-cell transmission electron microscopy.

ナノ粒子の自己集合の追跡のため液晶セルの透過電子顕微鏡観察

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

Chemical Precipitation Method for the Synthesis of Nb2O5 Modified Bulk Nickel Catalysts with High Specific Surface Area

We demonstrate a method for the synthesis of NixNb1-xO catalysts with sponge-like and fold-like nanostructures. By varying the Nb:Ni ratio, a series of NixNb1-xO nanoparticles with different atomic compositions (x = 0.03, 0.08, 0.15, and 0.20) have been prepared by chemical precipitation. These NixNb1-xO catalysts are characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and scanning electron microscopy. The study revealed the sponge-like and fold-like appearance of Ni0.97Nb0.03O and Ni0.92Nb0.08O on the NiO surface, and the larger surface area of these NixNb1-xO catalysts, compared with the bulk NiO. Maximum surface area of 173 m2/g can be obtained for Ni0.92Nb0.08O catalysts. In addition, the catalytic hydroconversion of lignin-derived compounds using the synthesized Ni0.92Nb0.08O catalysts have been investigated.

Chemical Precipitation Method for the Synthesis of Nb2O5 Modified Bulk Nickel Catalysts with High Specific Surface Area

A protocol for the synthesis of sponge-like and fold-like Ni1-xNbxO nanoparticles by chemical precipitation is presented.

Nb2O5の合成化学沈殿法変更高表面積一括ニッケル触媒

We demonstrate a method for the synthesis of NixNb1-xO catalysts with sponge-like and fold-like nanostructures. By varying the Nb:Ni ratio, a series of ...

Synthesis of Bimetallic Pt/Sn-based Nanoparticles in Ionic Liquids

We demonstrate a method for the synthesis of bimetallic nanoparticles consisting of Pt and Sn. A synthesis strategy is used in which the particular physico-chemical properties of ionic liquids (ILs) are exploited to control both nucleation and growth processes. The nanoparticles form colloidal sols of very high colloidal stability in the IL, which is particularly interesting in view of their use as quasi-homogeneous catalysts. Procedures for both nanoparticle extraction in conventional solvents and for nanoparticle precipitation are presented. The size, structure and composition of the synthesized nanocrystals are confirmed using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES), X-ray diffraction analysis (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). By this, we show that the nanocrystals are random-type alloy and of small (2-3 nm) size. The catalytic activity and selectivity in the hydrogenation of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes is tested in a semi-continuous batch-type reactor. In this context, the bimetallic Pt/Sn-based nanoparticles reveal a high selectivity towards the unsaturated alcohol.

A protocol for the synthesis of bimetallic nanoparticles in ionic liquids and the procedure of their catalytic testing in the selective hydrogenation of unsaturated aldehydes are described.

イオン液体のバイメタルの Pt/Sn ベースのナノ粒子の合成

We demonstrate a method for the synthesis of bimetallic nanoparticles consisting of Pt and Sn. A synthesis strategy is used in which the particular ...

Tuning the Acidity of Pt/ CNTs Catalysts for Hydrodeoxygenation of Diphenyl Ether

We herein present a method for the synthesis of HNbWO6, HNbMoO6, HTaWO6 solid acid nanosheet modified Pt/CNTs. By varying the weight of various solid acid nanosheets, a series of Pt/xHMNO6/CNTs with different solid acid compositions (x = 5, 20 wt%; M = Nb, Ta; N = Mo, W) have been prepared by carbon nanotube pretreatment, protonic exchange, solid acid exfoliation, aggregation and finally Pt particles impregnation. The Pt/xHMNO6/CNTs are characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and NH3-temperature programmed desorption. The study revealed that HNbWO6 nanosheets were attached on CNTs, with some edges of the nanosheets being bent in shape. The acid strength of the supported Pt catalysts increases in the following order: Pt/CNTs &#60; Pt/5HNbWO6/CNTs &#60; Pt/20HNbMoO6/CNTs &#60; Pt/20HNbWO6/CNTs &#60; Pt/20HTaWO6/CNTs. In addition, the catalytic hydroconversion of lignin-derived model compound: diphenyl ether using the synthesized Pt/20HNbWO6 catalyst has been investigated.

A protocol for the synthesis of HNbWO6, HNbMoO6, HTaWO6 solid acid nanosheet modified Pt/CNTs is presented.

ジフェニルエーテルのヒドロデオキシゲーションのためのPt/CNT触媒の酸性度のチューニング

We herein present a method for the synthesis of HNbWO6, HNbMoO6, HTaWO6 solid acid nanosheet modified Pt/CNTs. By varying the weight of various solid acid ...

Synthesis of Metal Nanoparticles Supported on Carbon Nanotube with Doped Co and N Atoms and its Catalytic Applications in Hydrogen Production

A method for facile synthesis of nanostructured catalysts supported on carbon nanotubes with atomically dispersed cobalt and nitrogen dopant is presented herein. The novel strategy is based on a facile one-pot pyrolysis treatment of cobalt (II) acetylacetonate and nitrogen-rich organic precursors under Ar atmosphere at 800 &#176;C, resulting in the formation of Co- and N- co-doped carbon nanotube with earthworm-like morphology. The obtained catalyst was found to have a high density of defect sites, as confirmed by Raman spectroscopy. Here, cobalt (II) nanoparticles were stabilized on the atomically dispersed cobalt- and nitrogen-doped carbon nanotubes. The catalyst was confirmed to be effective in the catalytic hydrolysis of ammonia borane, in which the turnover frequency was 5.87 mol H2&#183;molCo-1&#183;min-1, and the specific hydrogen generation rate was determined to be 2447 mL H2&#183;gCo-1&#183;min-1. A synergistic function between the Co nanoparticle and the doped carbon nanotubes was proposed for the first time in the catalytic hydrolysis of ammonia borane reaction under a mild condition. The resulting hydrogen production with its high energy density and minimal refueling time could be suitable for future development as energy sources for mobile and stationary applications such as road trucks and forklifts in transport and logistics.

Here, we present a protocol to synthesize Co nanoparticles supported on carbon nanotubes with Co- and N- dopants for hydrogen productions.

Co原子およびN原子をドープしたカーボンナノチューブに担持された金属ナノ粒子の合成と水素製造における触媒応用

A method for facile synthesis of nanostructured catalysts supported on carbon nanotubes with atomically dispersed cobalt and nitrogen dopant is presented ...

Catalytic Reactions at Amine-Stabilized and Ligand-Free Platinum Nanoparticles Supported on Titania During Hydrogenation of Alkenes and Aldehydes

Ligands like amines are used in the colloidal synthesis approach to protect platinum nanoparticles (Pt NP&#39;s) from agglomeration. Normally, ligands like amines are removed by diverse pre-treatment procedures before use in heterogeneous catalysis as amines are considered as a catalyst poison. However, a possible beneficial influence of these surface modifiers on hydrogenation reactions, which is known from spectator species on metal surfaces, is often neglected.
Therefore, amine-stabilized Pt nanoparticles supported by titania (P25) were used without any pre-treatment in order to elucidate a possible influence of the ligand in liquid phase hydrogenation reactions. The catalytic activity of amine-stabilized Pt nanoparticles of two different sizes was investigated in a double-walled stirring tank reactor at 69 &#176;C to 130 &#176;C and 1 atm hydrogen pressure. The conversion of cyclohexene to cyclohexane was determined by gas chromatography (GC) and was compared to ligand-free Pt particles. All catalysts were checked before and after reaction by transmission electron spectroscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for possible changes in size, shape, and ligand shell. The hydrogenation of cyclohexene in liquid phase revealed a higher conversion for amine-stabilized Pt nanoparticles on titania than the ligand-free particles. The hydrogenation of 5-methylfurfural (5-MF) was chosen for a further test reaction, since the hydrogenation of &#945;, &#946;-unsaturated aldehydes is more complex and exhibits various reaction paths. However, XPS and infrared spectroscopy (IR) proved that 5-MF acts as catalyst poison at the given reaction conditions.

This protocol shows a convenient method for comparing the catalytic properties of supported platinum catalysts, synthesized by deposition of nanosized colloids or by impregnation. The hydrogenation of cyclohexene serves as a model reaction to determine the catalytic activity of the catalysts.

アルケンおよびアルデヒドの水素化反応におけるチタニアに担持されたアミン安定化および配位子フリー白金ナノ粒子における触媒反応

Ligands like amines are used in the colloidal synthesis approach to protect platinum nanoparticles (Pt NP&#39;s) from agglomeration. Normally, ligands ...

プロパン脱水素のためのPt-Cu固溶体ナノ粒子触媒の合成と試験

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