Fe3O4@C@MCM41

Scientific Reports volume 13、記事番号: 10336 (2023) この記事を引用

279 アクセス

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この研究では、グアニジンを担持したカーボンおよびメソポーラスシリカシェルを備えた新規なコアシェル構造磁性体（Fe3O4@C@MCM41-グアニジン）の調製、特性評価、および触媒応用を開発します。 Fe3O4@C@MCM41-グアニジンは、界面活性剤による加水分解と Fe3O4@C NP 周囲のオルトケイ酸テトラエチルの縮合、その後の塩化グアニジニウムでの処理によって調製されました。 このナノ複合材料は、フーリエ変換赤外分光法、振動サンプル磁力測定、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、エネルギー分散型 X 線分光法、熱重量分析、広角 X 線回折および低角 X 線回折技術を使用して特性評価されました。 。 このナノ複合材料は、熱的、化学的安定性が高く、サイズが均一です。 Fe3O4@C@MCM41-グアニジン触媒は、無溶媒条件下、室温で最短時間でクネーフェナーゲル誘導体を調製する高収率(91〜98%)を実証しました。 また、この触媒は回収され、効率と安定性が大幅に低下することなく 10 回再利用されました。 幸いなことに、10 回の連続触媒サイクルで優れたレベルの収率 (98 ～ 82%) が観察されました。

近年、コアシェル型ナノ粒子（NP）が大きな注目を集めています。 コアとシェルの材料の組み合わせ、そのデザインと形状により、それらに独特の特性が生まれます1、2。 さらに、コアシェルNPは、シェル材料がコア材料の酸化安定性、熱安定性、または反応性を改善できるように、または高価なシェル材料を輸送するために安価なコア材料が使用されるように平坦化されています3、4、5。 コアシェル NP は、生物医学研究 6、MRI7、8、9、触媒作用 10、11、12、薬物送達 13、エネルギーハーベスティング 14、15、プラズモニック 16、17、センサー 18、19、20 などで多くの用途があります。さまざまなコアシェルNPを製造するための合理的な合成法の開発。 コアシェル型ナノ粒子の中でも、mSiO2 被覆マグネタイト (Fe3O4) ナノ粒子は、独特の磁気応答、低い細胞毒性などの優れた特性により、生物医学、センサー、触媒などのさまざまな分野の研究者から注目を集めています。 、高いコロイド安定性、高い吸着容量、高い化学的および熱的安定性、高い表面積、高いコロイド安定性、およびあらゆる修飾に対して表面上のシラノール基の利用可能性が高い3,21,22。 最近開発された mSiO2 コーティングされたマグネタイト NP のいくつかは、Fe3O4@MCM-41-SB/Pd3、Fe3O4@SiO2@MCM41-IL/WO42−23、Fe3O4@nSiO2@mSiO2–Fe24、Fe3O4@MCM-41/メラミン 25、Fe3O4@ です。 SiO2@mSiO2@TiO226、Fe3O4@mSiO2@BiOBr27、Fe3O4@mSiO2@mLDH28。 一方、カーボンおよびポリマーでコーティングされた NP も、その珍しい特性により多くの注目を集めています。 具体的には、炭素でコーティングされたマグネタイト NP は高い導電率を示し、エネルギー貯蔵および触媒用途に非常に魅力的です 29,30,31,32。 最近開発された例としては、Fe3O4@CN@HM33、Fe@C@Mo6O1834、Au-Fe3O4@Carbon35、Fe3O4@C@Au36、および Fe3O4@Carbon@MnO237 があります。 シリカまたはカーボンでコーティングされたマグネタイト NP について言及されているポジティブな特性を考慮すると、マグネタイト コアとカーボンおよびシリカ シェルの両方を含むコアシェル NP を製造するための効果的な合成方法の開発は非常に価値があります 29。

一方、クネーフェナーゲル反応は、有機合成化学における炭素-炭素二重結合形成の最も重要なプロセスの 1 つであり、低電子オレフィンの製造を可能にします。 一般に、クネーフェナーゲル反応は、カルボニル化合物と活性メチレンとの縮合によって行われます。 近年、この反応を実行するために多くの均一系および不均一系触媒が導入されており、不均一系触媒はその回収可能性、再利用性、構造劣化耐性、および生成物の分離の容易さにより多くの注目を集めている38,39,40,41,42,43。 、44。 この反応用に最近開発された不均一系触媒には、MS/Ag2CO345、LDH-ILs-C1246、CoFe2O447、MgO/ZrO248、Fe3O4@OS-NH249 などがあります。