銀

Scientific Reports volume 13、記事番号: 5225 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

現在の研究では、クルクミン (Cur)、酸化鉄磁性ナノ粒子 (Fe3O4 MNP)、メラミン リンカー (Mel)、および銀ナノ粒子 (Ag NP) で構成されるハイブリッド磁性ナノ複合材料を導入します。 最初に、Fe3O4@Cur/Mel-Ag の効果的な磁気触媒システムを調製するために、簡単な in situ ルートが実行されます。 さらに、有害化学物質であるニトロベンゼン（NB）誘導体を還元するナノコンポジットの高度な触媒性能も評価されました。 それにもかかわらず、10 分の短い反応時間で 98% という高い反応収率が達成されました。 さらに、Fe3O4@Cur/Mel-Ag 磁性ナノ複合材料は、外部磁石によって都合よく収集され、触媒性能の顕著な低下なしに 5 回リサイクルされました。 したがって、調製された磁性ナノ複合体は、顕著な触媒活性を達成したため、NB誘導体還元にとって特権的な物質である。

環境研究と同様に、天然資源からの汚染物質の除去は重大な課題であり、世界的な懸念となっています1、2、3。 この懸念は、産業活動の増加と水資源への廃棄物の放出に比例して、過去 10 年間にわたって増大しています4,5。 さまざまな有害な水質汚染物質の中でも、医薬品、殺虫剤、染料などの産業源に由来するニトロベンゼン (NB) は、有毒で発がん性があり、難分解性の化合物です6。 NB に対処するための最も効率的な戦略の 1 つは、NB 誘導体を無害な物質としてアニリンに還元することです 7、8、9。 これに関連して、研究者は、NB 誘導体の還元反応を促進するための多くのルート、触媒システム、機器を研究してきました 10,11。

ターメリックに含まれる主なポリフェノールであるクルクミン (Cur) は、Au および Ag ナノ粒子 (NP) の調製において安定化剤と還元剤の両方として利用されています 12。 最近、シンハら。 らは、p-ニトロフェノールをp-アミノフェノールに変換するためのCur安定化AgNPを調製した。 この反応は穏やかな条件下で副反応なく起こりました。 しかし、金属へのCurの付着は、触媒の単位表面積あたりの触媒活性点の数を高めるための相乗効果（触媒がp-ニトロフェノールを還元するための電子導管であることに関して）をもたらします13。 多数の効率的なナノ触媒の中でも、酸化鉄 (Fe3O4 NP) は、その磁気特性、大きな表面積、便利な表面官能化、顕著な熱安定性、非毒性、および治療特性により高く評価されています。 したがって、注目が高まっています14、15、16、17、18、19、20、21、22、23。 この点において、磁性ナノ粒子（MNP）とポリマー材料の組み合わせは、安定性の向上と生体適合性の向上を伴う磁気特性を与える二重の特徴を備えた新規な有機無機ハイブリッド物質の形成につながります24、25、26。 最近、[HPy][HSO4] イオン液体を適用することにより、ポリ(p-フェニレンジアミン)@Fe3O4 からなる不均一触媒系が調製され、ポリヒドロキノリン誘導体が 90 ～ 97% の収率で効率的に合成されました 27。 磁気触媒システムに関するいくつかの研究が報告されています。 さらに、Fe3O4@Cur ナノ粉末の官能化は、NB 誘導体の還元に対する Fe3O4@Cur の触媒性能を向上させるために提案されました。 CPTMS、THPP、APTES など、多くの試薬が触媒の官能化に適用されています。 CPTMS には、孤立電子対を金属陽イオンと一致させ、互いに強く相互作用する塩素原子があります 28。 メラミン (Mel) は、CPTMS 内の塩素基の求核置換によって Fe3O4@Cur@CPTMS に結合しました。 不均一系触媒の場合、適切な架橋剤の選択は、その後の充填率に影響を与える可能性があるため非常に重要です 2,29,30,31。 伝統的に、Mel は金属イオンとの顕著なキレート能力により、適切な架橋剤としてよく知られており、広く使用されてきました 32,33。 たとえば、Nazarzadeh Zare et al. は、ポリ（スチレン-コ-無水マレイン酸）の架橋剤としてメルを適用しました。 次に、スルホン化系は、Fe3O4 MNP のその場形成によって磁化されました。 この効率的なシステムは、ピラノ[3,2-c]クロメン、ピラノ[2,3-c]ピラゾール、およびベンジルピラゾリルクマリンの合成において優れた性能を実証しました34。 Mel には豊富なアミナール基があるため、金属へのキレート化のための豊富な部位が提供され、化学的な後修飾が都合よく起こります。 メルのこの能力により、研究者は水資源から重金属を除去するためのさまざまな触媒システムや吸収システムを開発することができました。 例えば、さまざまなメル修飾ポリマー系は、水溶液から銅 (II)35、鉛 (II) および亜鉛 (II)36、メチレンブルー 37 を迅速に除去するように設計されています。