자성 코발트 산화물 지지 유기실리카

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14134(2023) 이 기사 인용

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새로운 코어-쉘 구조의 자성 코발트 산화물 지지 유기실리카-술폰산(Co3O4@SiO2/OS-SO3H) 나노복합체는 저렴하고 간단하며 깨끗한 방법을 통해 제조되었습니다. Co3O4@SiO2/OS-SO3H의 특성 분석은 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광법, 열 중량 분석(TGA), 분말 X선 회절(PXRD), 에너지 분산 X선(EDX) 분광법을 사용하여 수행되었습니다. 주사 전자 현미경(SEM), 진동 시료 자력계(VSM) 및 투과 전자 현미경(TEM). TGA 및 FT-IR 결과는 설계된 나노복합체의 높은 안정성을 보여줍니다. SEM 이미지는 Co3O4@SiO2/OS-SO3H 나노입자의 크기가 약 40 nm임을 보여주었습니다. 또한, VSM 분석 결과에 따르면, 이 나노복합체의 포화자화도는 약 25 emu/g으로 나타났다. 이 새로운 물질은 생물학적 활성 테트라하이드로벤조[a]크산텐-11-온 유도체의 합성을 위한 효율적인 나노촉매로 사용되었습니다. 이들 생성물은 친환경 조건에서 높은 수율 내지 우수한 수율로 얻어졌습니다. 이 촉매의 회수성과 재사용 가능성도 적용된 조건에서 조사되었습니다.

기술 및 과학적 관점에서 자성 나노 입자(MNP)의 성장은 의료 응용, 생명 공학, 데이터 저장, 고체 센서, 전기 변색, 태양 흡착제 및 촉매 응용 분야에 대한 새로운 접근 방식을 제공했습니다1,2,3,4,5,6,7 ,8,9,10,11. 다양한 자성 나노입자 중에서 산화코발트 NP는 우수한 성능, 높은 비표면적, 쉬운 합성, 높은 열적 및 기계적 안정성, 쉬운 자기 분리와 같은 비교할 수 없는 특성으로 인해 연구자들에게 매우 흥미로울 수 있습니다12,13,14,15,16 ,17,18,19,20,21,22,23. 지금까지 자성 산화 코발트 NP를 합성하기 위해 연소, 졸-겔, 공침, 화학적 열분해 및 환원과 같은 다양한 방법이 사용되었습니다. 이들 중 감소 방법은 저렴한 비용과 시간 절약으로 인해 특별한 주목을 받았습니다24,25,26,27,28,29,30,31. 산화 코발트 NP는 화학적으로 매우 활성이기 때문에 쉽게 산화되고 환경에서 자체 응집됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이러한 나노입자의 표면을 탄소, 실리카, 폴리머, 펩타이드 등과 같은 유기 및 무기 물질 및/또는 생리활성 물질로 코팅합니다.32,33,34,35,36,37,38,39. 이 중에서 실리카는 광학적, 자기적 투명성, 높은 생체적합성, 높은 열적, 화학적 안정성, 무독성 등 특별한 특성으로 인해 더욱 매력적입니다. 또한 실리카는 NP의 응집을 방지하고 안정성을 높입니다. 또한, 실리카 표면에 수산기가 존재하기 때문에 다양한 촉매 기능 부분이 고정되어 최종 촉매의 안정성과 성능을 높일 수 있습니다. 이 문제에 대한 최근 보고 중 일부는 Co3O4@SiO2@TiO2-Ag43, Fe3O4@SiO2@GO44, Co3O4@SiO2/탄소 나노복합체45, Co3O4@SiO2-nylon637, Fe3O4@SiO2 지원 IL/[Mo6O19]46 및 Fe3O4@SiO2입니다. @(BuSO3H)347.

최근 몇 년 동안 연구자들은 코어-쉘 구조 나노입자의 표면 개질제로 설폰산 그룹을 사용하는 것을 고려했습니다. 이들은 유기 반응에서 강력하고 회수 가능한 촉매로 사용되었습니다. 특히, 설폰산으로 기능화된 자성 나노복합체는 자성 분리가 용이하기 때문에 더욱 흥미로웠습니다. 이 문제에 대한 일부 보고서는 (Fe3O4@γFe2O3-SO3H)48, (Fe3O4@TDI@TiO2-SO3H)49, (Fe3O4@PDA-SO3H)50, (Fe3O4@D-NH-(CH2)4-SO3H)입니다. 51 (Fe3O4@NS-GO)52 및 (Fe3O4@OS-SO3H)53.

반면, 헤테로고리 화합물의 합성으로 이어지는 1단계 다성분 반응은 가장 실용적이고 중요한 유기 공정 중 하나입니다. 산소 함유 헤테로고리 화합물 중에서 크산텐 유도체는 항바이러스제, 항균제, 억제제, 항종양제와 같은 다양한 생물학적 용도를 가지고 있습니다. 따라서 최근에는 다양한 촉매를 사용하여 잔텐-11-온 화합물의 합성이 연구되고 있다. 이 문제와 관련하여 최근 보고된 촉매로는 p-toluenesulfonic acid(pTSA)54, trityl Chloride(TrCl)55, ZnO NPs56, zwitterionic-type ionic liquid(CDIPS)57 및 CoFe2O4/OCMC/Cu(BDC)58 등이 있습니다.