La présence d'ions métalliques peut éteindre la luminescence des charpentes organométalliques à base d'Eu. Crédit :SPbU
Des scientifiques de l'Université de Saint-Pétersbourg, de l'Université des sciences et technologies de Sirius et de l'Université universitaire de Saint-Pétersbourg ont synthétisé les plus petits cadres métallo-organiques de taille nanométrique pour détecter les ions de métaux lourds dans l'eau. Les résultats et résultats des expériences et la description des propriétés des cristaux sont publiés dans Nanomaterials .
Les polymères organométalliques, ou cadres organométalliques (MOF), sont des cristaux composés d'ions métalliques interconnectés par des molécules organiques, c'est-à-dire des lieurs organiques. Diverses concentrations d'ions métalliques et de lieurs organiques peuvent être utilisées pour synthétiser des matériaux avec différentes structures et propriétés. Les MOF sont largement utilisés pour concevoir des capteurs électrochimiques en tant que catalyseurs de réaction dans l'industrie chimique ou des additifs propulseurs.
Certains des MOF sont des MOF luminescents. Ils émettent de la lumière causée par les rayons UV, les champs électromagnétiques ou d'autres perturbations. Les MOF luminescents sont activement utilisés comme composants LED et thermomètres luminescents. De plus, ils sont utilisés dans le diagnostic du cancer. Les MOF luminescents sont également utilisés comme capteurs luminescents pour les polluants.
Les chimistes de l'Université de Saint-Pétersbourg ont synthétisé les plus petits cristaux nanométriques par la méthode chimique humide assistée par ultrasons. Ils ont été synthétisés par un mélange lent de solutions aqueuses de téréphtalate de sodium et de chlorure d'europium en utilisant la méthode chimique humide assistée par ultrasons, précipités sous la forme d'un solide polycristallin. Les ultrasons ont assuré un meilleur mélange de la solution, ralenti la croissance des particules, empêché l'agrégation des microparticules et entraîné la formation de microparticules individuelles.
Photo de microparticules. Crédit :SPbU
Les scientifiques ont synthétisé des particules de différentes tailles. La taille moyenne des particules peut être égale à 8 nm jusqu'à des centaines de micromètres. Aujourd'hui, le téréphtalate d'europium(III) tétrahydraté (Eu2 bdc3 ·4H2 O) les nanoparticules de cadres métallo-organiques sont les plus petits cristaux de MOF à base de terres rares de taille nanométrique.
"Nous ne nous attendions pas à ce qu'une double diminution de la concentration des réactifs puisse entraîner une réduction de taille pour plusieurs commandes. Vraisemblablement, cet effet peut être dû au complexe 1:1 d'europium-téréphtalate. Cela peut accélérer le processus de croissance des particules. Plus tôt , les scientifiques ont pu synthétiser des nanoparticules de téréphtalate égales à 40 nm ou même plus. Nous avons réussi à synthétiser des particules d'une taille cinq fois plus petite », a déclaré le responsable de la recherche, professeur agrégé au département de chimie laser à Saint-Pétersbourg. Université et docteur en chimie Andrey Mereshchenko.
La méthode développée pour synthétiser les nanoparticules peut apporter une contribution positive à la nanotechnologie et à la chimie de coordination. En utilisant cette méthode, nous pouvons synthétiser des nanoparticules à partir d'autres MOF. Les expériences ont également rapporté l'extinction sélective de la luminescence par les ions de métaux lourds. En conséquence, les nanoparticules synthétisées peuvent être utilisées comme capteurs pour détecter les ions de métaux lourds dans l'eau.
« Cette découverte a le potentiel de développer des capteurs efficaces pour surveiller les ions de métaux lourds dans l'eau potable. Nos MOF luminescents démontrent des limites de détection nettement inférieures sur les ions de métaux lourds. Cela garantira des mesures plus précises des polluants dans l'eau, même à de petites concentrations. a déclaré Viktor Nosov, co-auteur de l'article et étudiant en chimie à l'Université de Saint-Pétersbourg.
Les nanoparticules rapportées peuvent également être utilisées comme capteurs luminescents pour détecter Cu
2+
, Cr
3+
, et Fe
3+
ions dans l'eau. La présence de ces métaux dans l'eau constitue une menace pour les êtres humains et les animaux. L'accumulation de métaux lourds dans le corps peut affecter le métabolisme humain et entraîner des maladies du système nerveux, des maladies vasculaires et des troubles digestifs. Les chimistes envisagent de poursuivre les recherches et de développer un test express pour détecter les ions de métaux lourds dans l'eau potable et les déchets. Maîtrise métallique des charpentes organiques métalliques
