Kemikere syntetiserer de mindste partikler i nanostørrelse for at detektere tungmetalioner i vand

Forskere ved St Petersburg University, Sirius University of Science and Technology og St Petersburg Academic University har syntetiseret de mindste metal-organiske rammer i nanostørrelse til at detektere tungmetalioner i vand. Resultaterne og resultaterne af eksperimenterne og beskrivelsen af ​​krystallernes egenskaber er offentliggjort i Nanomaterials .

Metalorganiske polymerer eller metalorganiske rammer (MOF'er), er krystaller sammensat af metalioner forbundet med organiske molekyler, dvs. organiske linkere. Forskellige koncentrationer af metalioner og organiske linkere kan bruges til at syntetisere materialer med forskellige strukturer og egenskaber. MOF'er bruges i vid udstrækning til at designe elektrokemiske sensorer som reaktionskatalysatorer i den kemiske industri eller tilsætningsstoffer til drivmidler.

Nogle af MOF'erne er selvlysende MOF'er. De udsender lys forårsaget af UV-stråler, elektromagnetiske felter eller andre forstyrrelser. Luminescerende MOF'er bruges aktivt som LED-komponenter og selvlysende termometre. Derudover bruges de til diagnosticering af kræft. Luminescerende MOF'er bruges også som luminescerende sensorer for forurenende stoffer.

St Petersburg University kemikere syntetiserede de mindste krystaller i nanostørrelse ved den ultralydsassisterede vådkemiske metode. De blev syntetiseret ved en langsom blanding af vandige natriumterephthalat- og europiumchloridopløsninger ved anvendelse af den ultralydsassisterede vådkemiske metode, udfældet i form af et polykrystallinsk fast stof. Ultralydbehandling sikrede en bedre blanding af opløsning, bremsede vækst af partikler, forhindrede aggregering af mikropartiklerne og resulterede i dannelsen af ​​individuelle mikropartikler.

Forskerne syntetiserede partikler af forskellige størrelser. Den gennemsnitlige partikelstørrelse kan være lig med 8 nm op til hundreder mikrometer. I dag er det rapporterede europium(III)-terephthalat-tetrahydrat (Eu₂ bdc₃ ·4H₂ O) metal-organiske rammer, nanopartikler er de mindste sjældne jordarters-baserede MOF-krystaller i nanostørrelse.

"Vi forventede ikke, at et dobbelt fald i koncentrationen af ​​reagenser kunne føre til størrelsesreduktion for flere ordrer. Formodentlig kan denne effekt skyldes europium-terephthalat 1:1 kompleks. Dette kan accelerere vækstprocessen af ​​partiklerne. Tidligere , kunne forskere syntetisere partikler af terephthalat i nanostørrelse, der var lig med 40 nm eller endnu mere. Det lykkedes os at syntetisere partikler med den fem gange mindre størrelse," sagde forskningslederen, lektor ved Institut for Laserkemi i Skt. Petersborg. Universitet og doktor i kemi Andrey Mereshchenko.

Den udviklede metode til at syntetisere nanopartikler kan yde et positivt bidrag til nanoteknologi og koordinationskemi. Ved at bruge denne metode kan vi syntetisere nanopartikler fra andre MOF'er. Eksperimenterne rapporterede også den selektive luminescensslukning af tungmetalioner. Som et resultat kan de syntetiserede nanopartikler bruges som sensorer til at detektere tungmetalioner i vand.

"Denne opdagelse har potentiale til at udvikle effektive sensorer til at overvåge tungmetalioner i drikkevand. Vores luminescerende MOF'er demonstrerer væsentligt lavere grænser for detektion på tungmetalioner. Dette vil sikre mere nøjagtige målinger af forurenende stoffer i vand, selv i små koncentrationer." sagde Viktor Nosov, medforfatter til artiklen og studerende i kemi ved St. Petersborg Universitet.

De rapporterede nanopartikler kan også bruges som selvlysende sensorer til at detektere Cu ²⁺ , Cr ³⁺ og Fe ³⁺ ioner i vand. Tilstedeværelsen af ​​disse metaller i vand udgør en trussel mod mennesker og dyr. Tungmetalophobning i kroppen kan påvirke menneskets stofskifte og føre til nervesystemsygdomme, vaskulære sygdomme og fordøjelsesforstyrrelser. Kemikerne planlægger at fortsætte forskningen og udvikle en eksprestest til at påvise tungmetalioner i drikkevand og affald. + Udforsk yderligere

Metalliske organiske rammers metalliske beherskelse