science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Fullereenkristallen met bimodale porie-architecturen

Synthetische route voor het produceren van mesoporeus kristallijn fullereen met behulp van een vloeistof-vloeistofgrensvlak

Een onderzoeksgroep onder leiding van MANA-wetenschapper Dr. Lok Kumar Shrestha van de Supermolecules Unit, voor het eerst aangetoond sjabloonvrij nieuw mesoporeus koolstofmateriaal:fullereen (C 60 ) kristallen met bimodale porie-architecturen en met een sterk gekristalliseerd raamwerk. Experimenten hebben aangetoond dat dit nieuwe meso- en macroporeuze materiaal betere elektrochemische prestaties vertonen in vergelijking met ongerept C 60 door hogere elektrochemisch actieve oppervlakten.

In dit onderzoek, roman fullereen (C 60 ) kristallen met bimodale mesoporeuze en macroporeuze structuren samengesteld uit een sterk gekristalliseerd raamwerk zijn bereid met behulp van een vloeistof-vloeistof grensvlakprecipitatie (LLIP) -methode waarbij het grensvlak tussen isopropylalcohol (IPA) en een verzadigde oplossing van C 60 in een mengsel van benzeen en tetrachloorkoolstof (CCl 4 ). De resulterende mesoporeuze C 60 vertoont tweedimensionale (2D) hexagonale plaatmorfologie.

Porositeit en elektrochemisch actief oppervlak kunnen flexibel worden geregeld door de mengfractie van CCl . te verhogen 4 en benzeen. Het synergetische effect van het mengen van oplosmiddelen (CCl 4 en benzeen) is voornamelijk verantwoordelijk voor de vorming van een dergelijke poreuze structuur. Anders, in een individuele IPA/CCl 4 en IPA/benzeensysteem, 2D plaatachtige en 1D nanohiskers morfologie zonder poriën worden waargenomen. Bij oplossingsgebaseerde kristallisatie (LLIP-methode), oplosmiddelmolecuul komt vast te zitten tijdens kristallisatie, die bij langzame afgifte/of verdamping een poreuze structuur creëert. Verwacht wordt dat deze methodologische innovatie een mijlpaal zal zijn voor de productie van zeer kristallijne materialen op koolstofbasis die betere prestaties bieden in katalytische, elektrochemisch, en voeleigenschappen.

Deze onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in Tijdschrift van de American Chemical Society , 2013, 135, 586-589.