カルコゲル

カルコゲル、または金属カルコゲニドエアロゲルは、カルコゲニドから作られたエアロゲルです。[ 1 ]カルコゲルは、水銀、鉛、カドミウムなどの重金属を水から優先的に吸収します。[ 2 ] [ 3 ]硫化物カルコゲルは脱硫にも非常に優れています。[ 4 ]

金属カルコゲニドエアロゲルは、チオ分解[ 5 ]またはナノ粒子凝縮[ 6 ] [ 7 ]によって調製することができ、構造中に結晶性ナノ粒子を含みます。[ 7 ]この合成法は、テトラチオモリブデン酸塩ベースのカルコゲルを含む多くのチオアニオンに拡張できます。[ 8 ]さまざまな金属イオンがリンカーとして使用されています。 Co 2+、 Ni 2+、 Pb 2+、 Cd 2+、 Bi 3+、 Cr 3+。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

ゲルを乾燥させると、高表面積のエアロゲルが得られ、この材料は多機能性を有する。例えば、カルコゲルはガス分離に特に有望である。H 2およびCH 4吸着よりもCO 2およびC 2 H 6に対して高い選択性を示すことが報告されている。[ 8 ] [ 10 ]後者は、水性ガスシフト反応および水蒸気改質反応（H 2製造に広く使用されている反応）の出口ガス流組成に関連している。例えば、CO 2 /H 2、CO 2 /CH 4、およびCO 2 /N 2などのガスペアの分離は、燃焼前CO 2回収、天然ガススイートニング、燃焼後CO 2回収プロセスにおける重要なステップであり、最終的には原料ガスのアップグレードにつながる。上記の調整により、このガスは燃料電池のさまざまな用途に適したものとなる。

カルコゲルは、 99 Tc、238 U、特に129 Iなどの放射性廃棄物から放射性核種を捕捉するのに非常に効果的であることが示されました。[ 11 ]

参考文献

  1. ^ Biello, David (2007年7月26日). 「主に空気から作られた重金属フィルター」 . Scientific American. 2007年9月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月27日閲覧。
  2. ^ Bag, S.; Trikalitis, PN; Chupas, PJ; Armatas, GS; Kanatzidis, MG (2007). 「カルコゲニドクラスターからの多孔質半導体ゲルおよびエアロゲル」 . Science . 317 (5837): 490– 493. Bibcode : 2007Sci...317..490B . doi : 10.1126/science.11 ​​42535. PMID 17656718 . 
  3. ^カーマイケル、メアリー.奇人賞最優秀賞：『凍った煙』のような奇妙な物質が、川を浄化し、携帯電話を動かし、宇宙船に電力を供給するかもしれない。ニューズウィーク・インターナショナル、2007年8月13日。2007年8月5日閲覧。
  4. ^ 「新しいスポンジ状素材は、水から水銀を除去し、他のガスから水素を分離し、原油から硫黄を取り除くことができる」 ScienceDaily、2009年5月17日。
  5. ^ Stanić, Vesna; Pierre, Alain C.; Etsell, Thomas H.; Mikula, Randy J. (1996). 「Ge₂の調製と特性評価」 . Journal of Materials Research . 11 (2): 363– 372. Bibcode : 1996JMatR..11..363S . doi : 10.1557/JMR.1996.0044 .
  6. ^ Gacoin, Thierry; Malier, Laurent; Boilot, Jean-Pierre (1997). 「ゾル−ゲル法による新規透明カルコゲニド材料」. Chem. Mater . 9 (7): 1502– 1504. doi : 10.1021/cm970103p .
  7. ^ a b Yao, Q.; Brock, SL (2010). 「CdSeエアロゲルを用いたトリエチルアミンの光学的センシング」.ナノテクノロジー. 21 (11) 115502. Bibcode : 2010Nanot..21k5502Y . doi : 10.1088/0957-4484 / 21/11/115502 . PMID 20173226. S2CID 22430096 .  
  8. ^ a b c Polychronopoulou, Kyriaki; Malliakas, Christos D.; He, Jiaqing; Kanatzidis, Mercouri G. (2012). 「選択的表面：二価金属（Pb 2+、Cd 2+、Pd 2+）および三価金属（Cr 3+、Bi 3+）を含む四元Co(Ni)MoS系カルコゲルのガス分離への応用」. Chemistry of Materials . 24 (17): 3380– 3392. doi : 10.1021/cm301444p .
  9. ^ Bag, S.; Gaudette, AF; Bussell, ME; Kanatzidis, MG (2009). 「白金族以外の金属からなるスポンジ状カルコゲルは、効果的な水素化脱硫触媒として機能する」Nat. Chem . 1 (3): 217–24 . Bibcode : 2009NatCh...1..217B . doi : 10.1038/nchem.208 . PMID 21378851 . 
  10. ^ a b Oh, Youngtak; Bag, Santanu; Malliakas, Christos D.; Kanatzidis, Mercouri G. (2011). 「選択的表面：高表面積亜鉛スズ硫化物カルコゲル」 . Chem. Mater . 23 (9): 2447– 2456. doi : 10.1021/cm2003462 .
  11. ^ Riley, Brian J.; Chun, Jaehun; Um, Wooyong; Lepry, William C.; Matyas, Josef; Olszta, Matthew J.; Li, Xiaohong; Polychronopoulou, Kyriaki; Kanatzidis, Mercouri G. (2013). 「放射性核種修復のための吸着剤としてのカルコゲン系エアロゲル」Environ. Sci. Technol . 47 (13): 7540–7 . Bibcode : 2013EnST...47.7540R . doi : 10.1021/es400595z . PMID 23763706 . 
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