Sobańska Sylwia
Zakład Dydaktyczny Chemii Fizycznej i Radiochemii
Pracownia Oddziaływań Międzymolekularnych
Właściwości katalityczne nanokompozytów Fe3O4-Pt w redukcji 4-nitrofenolu borowodorkiem sodu
Sylwia Sobańska
Promotor: dr hab. Andrzej Kudelski, prof. UW
Opiekun: dr Jan Krajczewski
Platyna jest cenionym metalem szlachetnym, który znalazł zastosowanie w wielu działach gospodarki, m.in. w przemyśle chemicznym, w transporcie i w medycynie. Głównym zastosowaniem platyny w chemii jest wykorzystanie jej jako katalizatora. Przejście ze skali „makro” do skali „nano” powoduje zwiększenie stosunku powierzchni do objętości, co skutkuje polepszeniem właściwości katalitycznych. Jak wiadomo, katalizator bierze udział w reakcji chemicznej, jednak nie zużywa się, więc nie umieszcza się go w równaniu reakcji. Istotnym problemem w wykorzystaniu nanocząstek Pt jest odzyskanie katalizatora po przeprowadzonej reakcji. Z tego powodu prowadzi się badania, mające na celu otrzymanie nanokompozytów magnetyczno-katalitycznych, które umożliwiłyby odzyskanie katalizatora, po przeprowadzonej reakcji.
Celem pracy była synteza nanokompozytów magnetyczno-katalitycznych składających się z tlenku żelaza i nanocząstek platyny. Funkcją magnetycznej części nanokompozytu jest jego łatwe odzyskiwanie z mieszaniny reakcyjnej, natomiast funkcją nanocząstek platyny jest katalizowanie reakcji. Wytworzone nanokompozyty posłużyły jako katalizator w modelowej reakcji jaką jest redukcja 4–nitrofenolu borowodorkiem sodu [1]. Reakcja ta charakteryzuje się możliwością łatwego określenia postępu reakcji na podstawie pomiaru absorbancji mieszaniny reakcyjnej. Alkalizacja roztworu 4–nitrofenolu powoduje powstawanie jonu o intensywnej żółtej barwie, który wykazuje się stabilnością w temperaturze pokojowej. Dopiero po dodaniu katalizatora produkt pośredni przechodzi w produkt końcowy 4-aminofenol.
W trakcie pracy magisterskiej zsyntetyzowano nanocząstki Fe3O4 za pomocą metody współstrącania. W I przypadku wykorzystano zmodyfikowaną metodę z NaOH [2], natomiast w II przypadku wykorzystano wodorotlenek tetrametyloamoniowy [3]. Jednakże w dalszych badaniach zostały wykorzystane nanocząstki otrzymane z wykorzystaniem roztworu NaOH ze względu na lepsze właściwości magnetyczne. W dalszej części badań otrzymano nanokompozyty magnetyczno–katalityczne w wyniki reakcji Fe3O4 z PtCl2 w glikolu etylenowym. Bazowano na opisanej w literaturze metodzie syntezy nanokompozytów magnetyczno-plazmonicznych [4]. Modyfikacja polegała na zastąpieniu azotanu (V) srebra (I) chlorkiem platyny (II). Następnie otrzymany nanokompozyt posłużył jako katalizator modelowej reakcji redukcji 4 – nitrofenolu borowodorkiem sodu. Przebieg reakcji był badany za pomocą spektrofotometrii UV-vis.
Literatura:
[1] Krajczewski J., Kołątaj K., Kudelski A., Applied Surface Science. 2016, 388, 624-630.
[2] Hariani P.L., Faizal M., Setiabudidaya R., Setiabudidaya M., Setiabudidaya D., International Journal of Enviromental Science and Development. 2013, 4 (3), 336-340.
[3] Cheng. F.-Y. et al., Biomaterials. 2005, 26, 729-738.
[4] Shen J., Zhu Y., Yang X., Zong J., Li C., Langmuir. 2013, 29 (2), 690-695.