ویکی‌پدیا

نیترید کربن بتا: تفاوت میان نسخه‌ها

نمایش تاریخچه به صورت تعاملی
→ تفاوت قدیمی‌ترتفاوت جدیدتر ←
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
دیداریویکی‌متن
بهبود متن و لینک
ویرایش به‌وسیلهٔ ابرابزار: بهبود متن
خط ۱:
[[پرونده:Carbon nitride diffrent structures.jpg|بندانگشتی|Carbon nitride diffrent structures|بندانگشتی|چپ|مقایسهمقایسهٔ ی ساختار هایساختارهای مختلف نیترید کربن الف)β-Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> ب)g-Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> پ)pc-Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>]]
 
'''نیترید کربن بتا''' با [[فرمول شیمیایی]] '''β-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>''' از [[مواد فراسخت]] است تا جایی که برخی از محققان سختی آن را بیش از الماس می‌دانند.<ref>{{یادکرد خبر |نام خانوادگی۱=Ball |نام۱=P |عنوان=Crunchy filling |نشانی=https://www.nature.com/news/2000/000511/full/news000511-1.html |تاریخ بازبینی=6 ژانویه 2021 |doi=10.1038/news000511-1 |ناشر=nature |تاریخ=5 Jun 2000}}</ref>
خط ۶:
تولید و سنتز این ماده برای سالیان سال ناشدنی تلقی می‌شد اما اخیراً سنتز نیترید کربن بتا ممکن شد. به عنوان مثال نانو ذرات نیترید کربن بتا و نانو میله‌های این ماده به وسیله فرایندهای مکانیکی-شیمیایی تولید شدند.<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Niu |نام۱=C |نام خانوادگی۲=Lu |نام۲=Y |نام خانوادگی۳=Lieber |نام۳=C |عنوان=ntal Realization of the Covalent Solid Carbon Nitride |ژورنال=Science |تاریخ=1993 |صفحه=334–337 |doi = 10.1126/science.261.5119.334 |pmid=17836844 | پیوند=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/261/5119/334}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Martín-Gil |نام۱=J |نام خانوادگی۲=Martín-Gil |نام۲=F. J |نام خانوادگی۳=Sarikaya |نام۳=M |نام خانوادگی۴=Qian |نام۴=M |نام خانوادگی۵=José-Yacamán |نام۵=M |عنوان=Evidence of a Low-Compressibility Carbon Nitride with Defect-Zincblende Structure |ژورنال=Journal of Applied Physics |تاریخ=1997 |جلد=81 |صفحات=2555–2559 |doi = 10.1063/1.364301|
پیوند=http://link.aip.org/link/?JAPIAU/81/2555/1}}</ref><ref name=":1">{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Yin |نام۱=L |نام خانوادگی۲=Li |نام۲=M |نام خانوادگی۳=Liu |نام۳=Y |نام خانوادگی۴=Sui |نام۴=J |عنوان=Synthesis of Beta Carbon Nitride Nanosized Crystal through Mechanochemical Reaction |ژورنال=Journal of Physics |تاریخ=2003 |جلد=15| doi = 10.1088/0953-8984/15/2/330|صفحات=309–314}}</ref><ref name=":2">{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Yin |نام۱=L |نام خانوادگی۲=Bando |نام۲=Y |نام خانوادگی۳=Li |نام۳=M |عنوان=Unique Single-Crystalline Beta Carbon Nitride Nanorods |ژورنال=Advanced Materials |تاریخ=2003 |جلد=15| doi = 10.1002/adma.200305307|صفحات=1840–1844}}</ref>
پس از گزارش پیش بینیپیش‌بینی تئوری لیو و کوهن در مورد نیترید کربن بتا گزارش هایگزارش‌های متعددی در مورد تحقیقات انجام شده در زمینهزمینهٔ ی نیترید هاینیتریدهای کربن سه بعدی مانند (alpha-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> ،beta-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> (β-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>) ،cubic-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> (c-C3N<sub>4</sub> و (Pseudocubic-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> (pc-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> و نیترید کربن دوبعدی مانند (graphite-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>(g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> منتشر شد.<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Arrigo, |نام۱=R |نام خانوادگی۲=Schuster |نام۲=M.E |نام خانوادگی۳=Abate |نام۳=S |عنوان=Pd supported on carbon nitride boosts the direct hydrogen peroxide synthesis |ژورنال=ACS Catal |تاریخ=2016 |جلد=6| doi=10.1021/acscatal.6b01889|صفحه=6959–6966}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Bai |نام۱=Y.J |نام خانوادگی۲=Lü |نام۲=B |نام خانوادگی۳=Liu |نام۳=Z.G |عنوان=Solvothermal preparation of graphite-like C3N4 nanocrystals |ژورنال=Cryst. Growth |تاریخ=2003 |doi=10.1016/S0022-0248(02)01981-4|صفحه=505–508}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Dong |نام۱=G |نام خانوادگی۲=Zhang |نام۲=Y |نام خانوادگی۳=Pan |نام۳=Q |عنوان=. A fantastic graphitic carbon nitride (gC3N4) material: electronic structure, photocatalytic and photoelectronic properties |ژورنال=Photochem |تاریخ=2014 | doi=10.1016/j.jphotochemrev.2014.04.002|صفحه=33–50}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Thomas |نام۱=A |نام خانوادگی۲=Fischer |نام۲=A |نام خانوادگی۳=Goettmann |نام۳=F |عنوان=Graphitic carbon nitride materials: variation of structure and morphology and their use as metal-free catalysts |ژورنال=Mater. Chem |تاریخ=2008| doi=10.1039/B800274F|صفحات=4893– 4908}}</ref>
 
== مشخصات ==
خط ۲۷:
 
سختی مورد انتظار نیترید کربن بتا خالص ((۰٫۱۵±)4.27MBar) مشابه الماس خالص (4.43MBar) است که موجب کارآمدی نیترید کربن بتا در حوزه‌های استفادهٔ الماس می‌شود.<ref name=":0"/>
همچنین در سال هایسال‌های اخیر توجه زیادی به کاربرد هایکاربردهای احتمالی نیترید بور مانند [//[:en.wikipedia.org/wiki/Photocatalytic_water_splitting:Photocatalytic water splitting|جداکننده ی آب فوتوکاتالیست]]،<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Butchosa |نام۱=C |نام خانوادگی۲=Guiglion |نام۲=P |عنوان=Carbon nitride photocatalysts for water splitting: a computational perspective |ژورنال=Phys. Chem |تاریخ=2014| doi=10.1021/jp507372n |صفحات=24833– 24842}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Martin |نام۱=D.J |نام خانوادگی۲=Qiu |نام۲=K |عنوان=Highly efficient photocatalytic H2 evolution from water using visible light and structure-controlled graphitic carbon nitride |ژورنال=Angew. Chem. Int. Ed |تاریخ=2014| doi=10.1002/anie.201403375 |صفحات=9240– 9245}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Srinivasu |نام۱=K |نام خانوادگی۲=Modak |نام۲=B |عنوان=Porous graphitic carbon nitride: a possible metal-free photocatalyst for water splitting |ژورنال=Phys. Chem |تاریخ=2014| doi=10.1021/jp506538d |صفحات=26479–26484}}</ref>، احیاکننده و گیرنده یگیرندهٔ کربن دی اکسیددی‌اکسید،<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Lin |نام۱=J |نام خانوادگی۲=Pan |نام۲=Z |نام خانوادگی۳=Wang |نام۳=X |عنوان=Photochemical reduction of CO2 by graphitic carbon nitride polymers |ژورنال=ACS Sustain. Chem |تاریخ=2014| doi=10.1021/sc4004295 |صفحات=353–358}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Oh |نام۱=Y |نام خانوادگی۲=Le |نام۲=V.D |عنوان=Selective and regenerative carbon dioxide capture by highly polarizing porous carbon nitride |ژورنال=ACS Nano |تاریخ=2015| doi=10.1021/acsnano.5b03400 |جلد=9 |صفحات=9148–9157}}</ref>، جذب آلودگی هاها،<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Rong |نام۱=x |نام خانوادگی۲=Qiu |نام۲=F |عنوان=Fabrication of single-layer graphitic carbon nitride and coupled systems for the photocatalytic degradation of dyes under visible-light irradiation |ژورنال=Inorg. Chem |تاریخ=2015| doi=10.1002/ejic.201403141 |جلد=8 |صفحات=1359–1367}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Dong |نام۱=G |نام خانوادگی۲=Ai |نام۲=Z |نام خانوادگی۳=Zhang |نام۳=L |عنوان=Efficient anoxic pollutant removal with oxygen functionalized graphitic carbon nitride under visible light |ژورنال=RSC |تاریخ=2014| doi=10.1039/C3RA46068A |جلد=4 |صفحات=5553– 5560}}</ref>،[[هیدروژنه کردن]]<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Yuan |نام۱=T |نام خانوادگی۲=Gong |نام۲=H |عنوان=Controlling hydrogenation selectivity with Pd catalysts on carbon nitrides functionalized silica |ژورنال=Catal |تاریخ=2015| doi=10.1016/j.jcat.2015.03.007 |صفحات=38–42}}</ref> و ...… شده استشده‌است.
 
== روش‌های سنتز ==
=== فرایند تولید ===
[[پرونده:Ball mill.gif|بندانگشتی|325px|چپ|طرح وارهوارهٔ ی نحوه ینحوهٔ عملکرد آسیاب گلوله ای]]
طی واکنشی شیمیایی مکانیکی امکان سنتز نیترید کربن بتا وجود دارد. در این روش گرافیت خالص تحت اتمسفر آرگون تا رسیدن به سایز نانو به وسیلهٔ [[آسیاب گلوله‌ای]] خردایش می‌یابد سپس گاز آرگون تخلیه شده و گاز NH<sub>3</sub> تزریق می‌گردد پس از بالمیل با انرژی بالا، ساختار پوسته مانند β-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> به دست می‌آید.<ref name=":1"/> درحین آسیاب به‌طور مداوم ذرات گرافیت و واکنش کننده‌ها می‌شکنند و [[تغییر فرم]] می‌دهند. [[تغییر فرم پلاستیک]] ذرات پودر گرافیت به دلیل شکست دانه‌ها و تبدیل آن به زیر دانه‌ها، که توسط مرزدانه‌های کم زاویه از هم جدا شده‌اند، صورت می‌گیرد. با ادامه یافتن آسیاب زیردانه‌ها نیز خرد می‌شوند تا زمانیکه زیردانه‌ها به مقیاس نانو برسند. فشار بالا و حرکت پیوسته موجب تجزیهٔ [[فروکافت]] مولکول‌های NH<sub>3</sub> و تبدیل آن به [[گاز تک اتمی]] نیتروژن و نشستن آن بر روی سطح شکستهٔ کربن می‌شود. پودر کربن با اندازهٔ نانو رفتاری کاملاً متفاوت نسبت به بالک آن نشان می‌دهد و ابعاد و سطح ویژهٔ ذرات آن باعث واکنش راحت آن با نیتروژن آزاد و به وجود آمدن پودر β-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> می‌شود.<ref name=":2"/>
اخیرااخیراً تلاش هایتلاش‌های زیادی برای تهیه یتهیهٔ نیترید کربن به روش هایروش‌های گزارش در زمان هایزمان‌های گذشته شامل روش فیزیکی و [[انباشت بخار شیمیایی]]<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Zhang |نام۱=Z |نام خانوادگی۲=Guo |نام۲=H |نام خانوادگی۳=Xu |نام۳=Y |عنوان=Corrosion resistance studies on aC3N4 thin films deposited on pure iron by plasma-enhanced chemical vapor deposition |ژورنال=Mater. Sc |تاریخ=1999 | doi=10.1023/A:1006631925848|صفحات=685–687}}</ref> و روش هایروش‌های فشار و دما بالا صورت گرفته استگرفته‌است.<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Montigaud |نام۱=H |نام خانوادگی۲=Tanguy |نام۲=B |نام خانوادگی۳=Demazeau |نام۳=G |عنوان=Dream or reality? Solvothermal synthesis as macroscopic samples of the C3N4 graphitic form |ژورنال=Mater. Sci |تاریخ=2000 | doi=10.1023/A:1004798509417|صفحات=2547–2552}}</ref> سنتز نیترید کربن به وسیله یوسیلهٔ روش [[سنتز سولوترمال]] نیز در برخی از زارشات مورد بررسی قرار گرفتهگرفته‌است. است.این روش نسبت به روش هایروش‌های قبلی ذکر شده مصرف انرژی پایین تریپایین‌تری دارد، تشکیل ذرات یک دست و ریز میدهد،می‌دهد، مورفولوژی محصول قابل کنترل است و هزینه یهزینهٔ کمتری دارد.<ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Bai |نام۱=Y |نام خانوادگی۲=Lü |نام۲=J |نام خانوادگی۳=Liu |نام۳=B |عنوان=Solvothermal preparation of graphite-like C3N4 nanocrystals |ژورنال=Cryst. Growth |تاریخ=2003 |doi=10.1021/acscatal.6b01889|صفحات=505–508}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Cui |نام۱=Y |نام خانوادگی۲=Ding |نام۲=Z |عنوان=Construction of conjugated carbon nitride nanoarchitectures in solution at low temperatures for photoredox catalysis. Angew |ژورنال=Chem. Int. Ed |تاریخ=2012 |doi=10.1002/anie.201206534|صفحات=11814–11818}}</ref><ref>{{یادکرد ژورنال |نام خانوادگی۱=Zhan |نام۱=J |نام خانوادگی۲=Wang |نام۲=Y |عنوان=Efficient visiblelight photocatalytic hydrogen evolution and enhanced photostability of core/ shell CdS/g-C3N4 nanowires |ژورنال=ACS Appl. Mater |تاریخ=2013 |doi=10.1021/am403327g|صفحات=10317–10324}}</ref>
 
=== تولید نانو میله ===
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/wiki/نیترید_کربن_بتا»