Questo lavoro è stato sostenuto da Celle a combustibile europee e Hydruogen impresa comune sotto BOR4STORE collaborativo progetto (accordo di sovvenzione n ° 303428) e il programma di infrastrutture H2FC (Grant Agreement No. FP7-284522).

1. Apparecchiatura <ol><li> Utilizzare un essiccamento supercritico (SCD) Apparecchiatura di base costituito da quattro componenti principali connesso con un tubo di gas ad alta pressione: la fornitura di gas, un sistema a vuoto, sensori (temperatura e pressione), e l&#39;ambiente campione (che può essere immerso in un bagno). Assicurarsi che la costruzione è di valvole di alta qualità in acciaio inox, raccordi e tubi, pressione votate almeno 10 MPa entro l&#39;intervallo di temperatura tra 80-300 K. Nota: Lo schema è mostrato in Figura 1. </li><li> Per azoto ScD (nscd) trattamenti, in modo che l&#39;alimentazione del gas è la purezza della ricerca (&gt; 99.999%) azoto gassoso dotato di un regolatore di pressione per il controllo della pressione di uscita tra 0-10 MPa. Collegare un contenitore 50 L (20 MPa) all&#39;apparato, e spurgare il sistema con azoto puro più volte prima dell&#39;uso. </li><li> Assicurarsi che il sistema di vuoto è in grado di raggiungere pressioni di vuoto fino a &lt;0,1 Pa ed è collegato all&#39;apparecchio conValvola ago sottile controllo. Preferibilmente usare una pompa di diffusione senza olio e una pompa turbo molecolare resistenza, posti in serie. </li><li> Utilizzare almeno due sensori di pressione per la misurazione della pressione durante i trattamenti SCD: un sensore di bassa pressione per la misurazione di vuoto e sensore di alta pressione per ottenere un intervallo di pressione misurabile totale tra 0,1-10 7 Pa. </li><li> Utilizzare almeno due sensori di temperatura per l&#39;accuratezza minima necessaria per eseguire trattamenti tipici SCD: un sensore a contatto termico con il campione e un sensore all&#39;interno del collettore di dosaggio gas primario per misurazioni accurate tra 77-300 K (ad esempio, tipo K) . </li><li> Verificare che il supporto del campione ha un volume interno appropriato per contenere la quantità di campione necessaria per il trattamento, ed è costruito in acciaio inossidabile. Nota: A allungate aids progettazione cilindrici in contatto termico con la vasca. </li><li> Assicurarsi che il raccordo che chiude il contenitore del campione è approprIATE per alte pressioni e ripetuto uso (ad esempio, Swagelok VCR). Collegare il contenitore volume del campione ad una valvola per l&#39;isolamento dall&#39;ambiente esterno attraverso un tubo di lunghezza appropriata (pescante) per completa immersione del supporto del campione nella vasca. </li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52817/52817fig1.jpg" /> . Figura 1. supercritica azoto essiccazione (nscd) Apparecchiatura Una rappresentazione schematica dell&#39;apparecchiatura nscd semplificato per l&#39;uso nel tipico laboratorio: (A) a temperatura ambiente e (B) dopo l&#39;immersione del campione nel bagno. L&#39;alimentazione del gas per il processo descritto in questo lavoro è azoto, ma questo apparato generale è generalizzabile ad altri fluidi SCD con un punto critico compresa in una gamma pratica di temperatura e pressione, come il CO 2. I componenti sono etichettati per coerenza con the protocollo qui descritto. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52817/52817fig1highres.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> 2. Preparazione <ol><li> Carico 0,2-0,5 g di campione (γ-Mg (BH 4) 2, in forma di polvere, dopo la sintesi wet-chimica e metodi di essiccazione normali) nel supporto del campione in condizioni appropriate, tipicamente in atmosfera inerte come un vano portaoggetti argon, a temperatura ambiente o inferiore. Chiudere il portacampioni (raccordo F2) con una guarnizione del filtro e quindi chiudere la valvola (valvola V4). Trasferire il portacampioni all&#39;apparato e fissare (raccordo F1). </li><li> Aprire il collettore di dosaggio per aspirare via V2 ed evacuare. Aprire V3 ed evacuare. Spurgare l&#39;apparecchio con azoto tramite V1 e V2 evacuare via. Aprire V4 e evacuare il campione a temperatura ambiente fino a 24 ore, per raggiungere la pressione minima del sistema (&lt;0,1 Pa). </li><li> Installare il bagno del campione (vedi <strong&gt; Figura 2) intorno al supporto del campione. Eseguire questa alzando la vasca in posizione su una piattaforma a forbice o meccanismo simile. </li><li> Impostare il riscaldatore per il futuro desiderato temperatura del liquido (T l, vedere il punto 3.1) di 110 K, e continuano a portare l &#39;apparecchio fino a quando la temperatura si equilibra. </li></ol><img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52817/52817fig2.jpg" /> Figura 2. criogenico forno a bagno del campione. Una rappresentazione schematica (a sinistra) e la fotografia (a destra) di un ambiente criostatiche bagno termale adeguato per contenere il supporto del campione durante l&#39;elaborazione nscd, consentendo la misurazione e il controllo della temperatura del campione tra i 77-298 K. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52817/52817fig2highres.jpg" target="_blank">Per favore clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> 3. supercritico azoto Esposizione <ol&gt; <li> Per NSCD trattamento di γ-Mg (BH 4) 2, (oggetto di dimostrazione in questo protocollo) seleziona una temperatura del liquido (T l) di 110 K. Ciò corrisponde ad una densità di solvente liquido moderata (~ 0,6 g ml -1) ; Regolare come necessario per l&#39;applicazione di questo protocollo per altri procedimenti di trattamento nscd (vedi nota sotto). </li><li> Chiudere l&#39;impianto al vuoto chiudendo V2. Gas aperto V1 lentamente, permettendo la pressione per aumentare nella regione liquido del diagramma di fase. Equilibrare il sistema a 2 MPa e T l. </li><li> Immergere il campione in N liquido 2 per 4 ore. </li><li> Impostare il riscaldatore a 150 K con un min -1 rampa ≤2 K. Lasciare la pressione per aumentare non superiore alla pressione nominale massima dell&#39;apparecchio (questo P max dovrebbe essere ≥10 MPa); se necessario, spurgare accuratamente la pressione in eccesso di aspirare via V2. Equilibrare il sistema a P max e 150 K. </li><li> Immergere il campione in supercritical N 2 per 1 ora. </li></ol><img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52817/52817fig3.jpg" /> Figura 3. Fase Schema di Azoto. Un diagramma di fase dettagliata di azoto, dove la densità del fluido (mostrata in scala di grigi lineare) viene calcolato utilizzando Refprop (un&#39;equazione Webb-Benedetto-Rubin modificato di stato). 41 diverse linee di densità costante sono mostrati in viola. I confini di fase solida e linee di transizione di ebollizione sono mostrati in rosso. Le linee blu indicano il confine della regione del diagramma di fase che è rilevante per l&#39;essiccazione o di estrazione lavorazione con N 2. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52817/52817fig3highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Nota: Per l&#39;applicazione di questo protocollo per altri materiali, istituire un adeguato trattamento schem nscde scegliendo le condizioni necessarie per una efficace solvatazione delle specie bersaglio. Fare riferimento al diagramma di fase di N 2, illustrata in figura 3. Per ottenere una elevata densità del fluido in fase liquida (ad esempio, 0.8-1 g ml -1), selezionare una T l di 80-90 K. Per densità del liquido moderata (ad esempio, 0,6-0,8 g ml -1), selezionare una T l di 90-115 K. Una prova e l&#39;approccio di errore può essere necessario. 4. supercritico azoto uscita <ol><li> Rompere attenzione al sistema di vuoto mediante strozzamento V2, permettendo la pressione per diminuire più lentamente possibile. Rompere ripetutamente il sistema di tassi di vuoto più elevati necessari per conseguire un graduale declino per alto vuoto (&lt;0,1 Pa) nell&#39;arco approssimativa di tempo di 12-24 ore. </li><li> Rimuovere il bagno di campione e completamente V2 aperto di evacuare completamente il campione. Equilibrare a RT ed alto vuoto (&lt;0,1 Pa). </li><li> Degassare il campione a temperatura ambiente e &lt;0,1 Pa per 1-24 ore, come desired. </li></ol> 5. Messaggio Trattamento <ol><li> Chiudere le valvole V3 e V4, e rimuovere il supporto del campione l&#39;apparato (raccordo F1). </li><li> Trasferire il portacampione per ambiente inerte per la manipolazione, come un cassetto portaoggetti argon-riempita. Togliere il campione dal supporto (montaggio F2) e riporla in un contenitore sigillato a temperatura ambiente o inferiore. </li></ol>

<ol>
	<li>McHugh, M. A., Krukonis, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Supercritical Fluid Extraction. , (1986).</li><li>Schneider, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physicochemical+Principles+of+Extraction+with+Supercritical+Gases.">Physicochemical Principles of Extraction with Supercritical Gases.</a> Angew. Chem. lnt. Ed. 17, 716-727 (1978).</li><li>Williams, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+with+Supercritical+Gases.">Extraction with Supercritical Gases.</a> Chem. Eng. Sci. 36 (11), 1769-1788 (1981).</li><li>Eckert, C. A., Knutson, B. I., Debenedetti, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+fluids+as+solvents+for+chemical+and+materials+processing.">Supercritical fluids as solvents for chemical and materials processing.</a> Nature. 383, 313-318 (1996).</li><li>Cooper, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+synthesis+and+processing+using+supercritical+carbon+dioxide.">Polymer synthesis and processing using supercritical carbon dioxide.</a> J. Mater. Chem. 10, 207-234 (2000).</li><li>Klesper, E., Corwin, A. H., Turner, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+pressure+gas+chromatography+above+critical+temperatures.">High pressure gas chromatography above critical temperatures.</a> J. Org. Chem. 27, 700-701 (1962).</li><li>Tucker, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent+Density+Inhomogeneities+in+Supercritical+Fluids.">Solvent Density Inhomogeneities in Supercritical Fluids.</a> Chem. Rev. 99 (2), 391-418 (1999).</li><li>Hubert, P., Vitzthum, O. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+Extraction+of+Hops,+Spices,+and+Tobacco+with+Supercritical+Gases.">Fluid Extraction of Hops, Spices, and Tobacco with Supercritical Gases.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 17 (10), 710-715 (1978).</li><li>Zosel, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+with+Supercritical+Gases:+Practical+Applications.">Separation with Supercritical Gases: Practical Applications.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 17 (10), 702-709 (1978).</li><li>Nelson, A. P., Farha, O. K., Mulfort, K. L., Hupp, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+Processing+as+a+Route+to+High+Internal+Surface+Areas+and+Permanent+Microporosity+in+Metal&#8722;Organic+Framework+Materials.">Supercritical Processing as a Route to High Internal Surface Areas and Permanent Microporosity in Metal&#8722;Organic Framework Materials.</a> J. Am. Chem. Soc. 131, 458-460 (2009).</li><li>Liu, B., Wong-Foy, A. G., Matzger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+and+enhanced+activation+of+microporous+coordination+polymers+by+flowing+supercritical+CO2.">Rapid and enhanced activation of microporous coordination polymers by flowing supercritical CO2.</a> Chem. Commun. 49, 1419-1421 (2013).</li><li>Cooper, A. I., Rosseinsky, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal&#8211;organic+frameworks:+improving+pore+performance.">Metal&#8211;organic frameworks: improving pore performance.</a> Nat. Chem. 1, 26-27 (2009).</li><li>Totten, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Catalytic+Activity+through+the+Tuning+of+Micropore+Environment+and+Supercritical+CO2+Processing:+Al(Porphyrin)-Based+Porous+Organic+Polymers+for+the+Degradation+of+a+Nerve+Agent+Simulant.">Enhanced Catalytic Activity through the Tuning of Micropore Environment and Supercritical CO2 Processing: Al(Porphyrin)-Based Porous Organic Polymers for the Degradation of a Nerve Agent Simulant.</a> J. Am. Chem. Soc. 135, 11720-11723 (2013).</li><li>Savage, P. E., Gopalan, S., Mizan, T. I., Martino, C. J., Brock, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactions+at+supercritical+conditions:+Applications+and+fundamentals.">Reactions at supercritical conditions: Applications and fundamentals.</a> AIChE J. 41 (7), 1723-1778 (1995).</li><li>Baiker, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+Fluids+in+Heterogeneous+Catalysis.">Supercritical Fluids in Heterogeneous Catalysis.</a> Chem. Rev. 99 (2), 453-474 (1999).</li><li>Jessop, P. G., Ikariya, T., Noyori, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homogeneous+Catalysis+in+Supercritical+Fluids.">Homogeneous Catalysis in Supercritical Fluids.</a> Chem. Rev. 99 (2), 475-494 (1999).</li><li>Giddings, J. C., Myers, M. N., McLaren, L., Keller, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Pressure+Gas+Chromatography+Of+Nonvolatile+Species.">High Pressure Gas Chromatography Of Nonvolatile Species.</a> Science. 162 (3849), 67-73 (1968).</li><li>Gere, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+Fluid+Chromatography.">Supercritical Fluid Chromatography.</a> Science. 222, 253-259 (1983).</li><li>Kistler, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+Expanded+Aerogels+and+Jellies.">Coherent Expanded Aerogels and Jellies.</a> Nature. 127, 741-741 (1931).</li><li>Biener, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+carbon+aerogels+for+energy+applications.">Advanced carbon aerogels for energy applications.</a> Energy Environ. Sci. 4, 656-667 (2011).</li><li>Mor&#232;re, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+of+Pd+into+mesoporous+silica+SBA-15+using+supercritical+carbon+dioxide.">Deposition of Pd into mesoporous silica SBA-15 using supercritical carbon dioxide.</a> J. Supercrit. Fluids. 56 (2), 213-222 (2011).</li><li>Sathish, M., Mitani, S., Tomai, T., Honma, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+fluid+assisted+synthesis+of+N-doped+graphene+nanosheets+and+their+capacitance+behavior+in+ionic+liquid+and+aqueous+electrolytes.">Supercritical fluid assisted synthesis of N-doped graphene nanosheets and their capacitance behavior in ionic liquid and aqueous electrolytes.</a> J. Mater. Chem. A. 2, 4731-4738 (2014).</li><li>Toews, K. L., Shroll, R. M., Wai, C. M., Smart, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=pH-Defining+Equilibrium+between+Water+and+Supercritical+CO2.+Influence+on+SFE+of+Organics+and+Metal+Chelates.">pH-Defining Equilibrium between Water and Supercritical CO2. Influence on SFE of Organics and Metal Chelates.</a> Anal. Chem. 67 (22), 4040-4043 (1995).</li><li>Barbaras, G., Barbaras, G. D., Finholt, A. E., Schlesinger, H. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cause+Of+Explosions+Occasionally+Observed+During+Evaporation+Of+Solutions+Of+Aluminum+Hydride+And+Related+Compounds.">Cause Of Explosions Occasionally Observed During Evaporation Of Solutions Of Aluminum Hydride And Related Compounds.</a> J. Am. Chem. Soc. 70, 877 (1948).</li><li>Burr, J. G., Brown, W. G., Heller, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Reduction+of+Carbon+Dioxide+to+Formic+Acid.">The Reduction of Carbon Dioxide to Formic Acid.</a> J. Am. Chem. Soc. 72 (6), 2560-2562 (1950).</li><li>Hugelshofer, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas&#8722;Solid+Reaction+of+Carbon+Dioxide+with+Alanates.">Gas&#8722;Solid Reaction of Carbon Dioxide with Alanates.</a> J. Phys. Chem. C. 118, 15940-15945 (2014).</li><li>Orimo, S. I., Nakamori, Y., Eliseo, J. R., Z&#252;ttel, A., Jensen, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+Hydrides+for+Hydrogen+Storage.">Complex Hydrides for Hydrogen Storage.</a> Chem. Rev. 107 (10), 4111-4132 (2007).</li><li>Gross, K. J., Thomas, G. J., Jensen, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalyzed+alanates+for+hydrogen+storage.">Catalyzed alanates for hydrogen storage.</a> J. Alloys Compd. 330-332, 683-690 (2002).</li><li>Li, H. W., Yan, Y., Orimo, S. I., Z&#252;ttel, A., Jensen, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Progress+in+Metal+Borohydrides+for+Hydrogen+Storage.">Recent Progress in Metal Borohydrides for Hydrogen Storage.</a> Energies. 4 (1), 185-214 (2011).</li><li>Frankcombe, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proposed+Mechanisms+for+the+Catalytic+Activity+of+Ti+in+NaAlH4.">Proposed Mechanisms for the Catalytic Activity of Ti in NaAlH4.</a> Chem. Rev. 112, 2164 (2012).</li><li>Vajo, J. J., Olson, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+storage+in+destabilized+chemical+systems.">Hydrogen storage in destabilized chemical systems.</a> Scr. Mater. 56, 829 (2007).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LiBH4+nanoparticles+supported+by+disordered+mesoporous+carbon:+Hydrogen+storage+performances+and+destabilization+mechanisms.">LiBH4 nanoparticles supported by disordered mesoporous carbon: Hydrogen storage performances and destabilization mechanisms.</a> Int. J. Hyd. Energ. 32 (16), 3976-3980 (2007).</li><li>Christian, M. L., Aguey-Zinsou, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Core&#8211;Shell+Strategy+Leading+to+High+Reversible+Hydrogen+Storage+Capacity+for+NaBH4.">Core&#8211;Shell Strategy Leading to High Reversible Hydrogen Storage Capacity for NaBH4.</a> ACS Nano. 6 (9), 7739-7751 (2012).</li><li>Stadie, N. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+N2+Processing+as+a+Route+to+the+Clean+Dehydrogenation+of+Porous+Mg(BH4)2.">Supercritical N2 Processing as a Route to the Clean Dehydrogenation of Porous Mg(BH4)2.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (23), 8181-8184 (2014).</li><li>Borgschulte, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impurity+Gas+Analysis+of+the+Decomposition+of+Complex+Hydrides.">Impurity Gas Analysis of the Decomposition of Complex Hydrides.</a> J. Phys. Chem. C. 115, 17220-17226 (2011).</li><li>Filinchuk, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+and+Dense+Magnesium+Borohydride+Frameworks:+Synthesis,+Stability,+and+Reversible+Absorption+of+Guest+Species.">Porous and Dense Magnesium Borohydride Frameworks: Synthesis, Stability, and Reversible Absorption of Guest Species.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 50, 11162-11166 (2011).</li><li>Li, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dehydriding+and+rehydriding+processes+of+well-crystallized+Mg(BH4)2+accompanying+with+formation+of+intermediate+compounds.">Dehydriding and rehydriding processes of well-crystallized Mg(BH4)2 accompanying with formation of intermediate compounds.</a> Acta Mater. 56 (6), 1342-1347 (2008).</li><li>Sch&#252;th, F., Bogdanovic, B., Felderhoff, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+metal+hydrides+and+complex+hydrides+for+hydrogen+storage.">Light metal hydrides and complex hydrides for hydrogen storage.</a> Chem. Comm. , 2249-2258 (2004).</li><li>Vitillo, J. G., Groppo, E., Bardaj&#237;, E. G., Baricco, M., Bordiga, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+carbon+dioxide+recycling+by+reaction+with+&#947;-Mg(BH4)2.">Fast carbon dioxide recycling by reaction with &#947;-Mg(BH4)2.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 22482-22486 (2014).</li><li>Paskevicius, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-Situ+X-ray+Diffraction+Study+of+&#947;-Mg(BH4)2+Decomposition.">In-Situ X-ray Diffraction Study of &#947;-Mg(BH4)2 Decomposition.</a> J. Phys. Chem. C. 116, 15321-15240 (2012).</li><li>Lemmon, E. W., Huber, M. L., McLinden, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIST+standard+reference+database+23:+reference+fluid+thermodynamic+and+transport+properties.">NIST standard reference database 23: reference fluid thermodynamic and transport properties.</a> Standard Reference Data Program. , (2008).</li><li>Moquin, P. H. L., Temelli, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+modeling+of+hydrolysis+of+canola+oil+in+supercritical+media.">Kinetic modeling of hydrolysis of canola oil in supercritical media.</a> J. Supercrit. Fluid. 45, 94-101 (2008).</li><li>Myers, M. N., Giddings, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-High-Pressure+Gas+Chromatography+in+Micro+Columns+to+2000+Atmospheres.">Ultra-High-Pressure Gas Chromatography in Micro Columns to 2000 Atmospheres.</a> Sep. Sci. 1 (6), 761-776 (1966).</li><li>McLeary, E. E., Jansen, J. C., Kapteijn, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zeolite+based+films,+membranes+and+membrane+reactors:+Progress+and+prospects.">Zeolite based films, membranes and membrane reactors: Progress and prospects.</a> Microporous Mesoporous Mater. 90, 198-220 (2006).</li><li>Richter, B., Ravnsb&#230;k, D. B., Tumanov, N., Filinchuk, Y., Jensen, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manganese+borohydride;+synthesis+and+characterization.">Manganese borohydride; synthesis and characterization.</a> Dalton Trans. , (2015).</li><li>Liang, S., Tilotta, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+petroleum+hydrocarbons+from+soil+using+supercritical+argon.">Extraction of petroleum hydrocarbons from soil using supercritical argon.</a> Anal. Chem. 70 (3), 616-622 (1998).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Forse a causa della sua relativamente bassa temperatura critica (126 K), N 2 è stato storicamente trascurato come un efficace solvente ScD. In relazioni precedenti, 3,17,42,43 è stata solo accennato nel contesto di elaborare temperatura uguale o superiore ambiente, dove si esibisce solo il potere solvatazione modesta a causa della sua bassa densità del fluido in questa regione del suo diagramma di fase (ad eccezione a pressioni estremamente elevate 43). Il passaggio chiave nella realizzazione l&#39;utilità pratica di N 2 come solvente supercritico è nel mantenere una temperatura di trattamento vicino al punto critico, dove la densità (e quindi potenziale solvatazione) è un ordine di grandezza superiore rispetto a condizioni ambientali: 0,3 g ml - 1, ~ 40% di quella del liquido N 2. Per il suo vantaggio, N 2 ha un diametro simile cinetica 44, densità critica 41, e pressione critica 41 a CO 2, e la sua temperatura critica è accessibile in allelaboratorio ypical con l&#39;uso di azoto liquido come refrigerante (vedere Tabella 1). Inoltre, N 2 è anche a buon mercato, non tossico, e completamente non infiammabile, simile a CO 2 .Mentre sia CO 2 e N 2 presentano una non-zero quadrupolo momento, N 2 è notevolmente meno quadrupolare, indicando alcuni vantaggi per N 2 verso bersaglio non polare specie (ad esempio, alcani). Un confronto dei diagrammi di fase di CO 2 e N 2 è mostrato in Figura 5. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/52817/52817fig5.jpg" /> Figura 5. diagrammi di fase di azoto e anidride carbonica. I diagrammi di fase sovrapposti di azoto e anidride carbonica, in cui la densità del fluido (mostrato in scala di grigi lineare) viene calcolato usando Refprop (come nella figura 3). 41 Diverse linee di densità costante sono esposizionen in verde per CO 2 e viola per N 2. I confini fase solida e bollente linee di transizione sono in giallo per CO 2 e rosso per N 2. Due caselle blu indicano ogni regione del diagramma di fase che è in genere rilevante per l&#39;essiccazione o trasformazione estrazione mediante CO 2 (a destra) e N 2 (a sinistra, descritti in questo lavoro), rispettivamente. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52817/52817fig5highres.jpg" target="_blank">Cliccate qui per visualizzare una versione più grande di questa figura .</a> L&#39;azoto supercritico (nscd) tecniche di lavorazione qui descritti sono generalmente applicabili per la purificazione e attivazione fisica di qualsiasi materiale poroso, ma sono particolarmente rilevanti per i materiali che sono sia strettamente microporoso e potenzialmente reattiva o instabile in condizioni di trattamento altrimenti blande. Attualmente, questa classe di materiali è piccolo ma crescente (ad esempio, γ-Mn (BH 4) <sub&gt; 2 è stato recentemente riportato 45) a causa di un grande interesse internazionale per nanostrutturati materiali accumulo di energia che hanno una temperatura caratteristica di stabilità che è vicino a quella ambiente e che sono fortemente reattivi, escludendo tecniche cscd. La comunità stoccaggio di idrogeno, e in particolare quelli preparazione romanzo (poroso o nanostrutturati) composti boroidruro o alanate, forse possono beneficiare maggiormente attualmente dall&#39;uso dei metodi di trasformazione NSCD purificare i prodotti di sintesi bagnato dove completa rimozione del solvente è un compito difficile. Altri materiali potenzialmente rilevanti sono strutture reattive metallo-organici (e materiali quadro coordinato legati) o loro varianti funzionalizzati, e gli altri sotto-categorie di materiali che non possono essere attualmente noto semplicemente perché li ottenendo allo stato puro è rimasta soccombente con cscd e altri metodi di rimozione di solventi. Va inoltre notato che i materiali fortemente reattivi comecome idruri complessi non solo sono difficili da purificare direttamente seguente sintesi chimica bagnato, ma sono anche intrinsecamente potenzialmente contaminati continuamente durante la conservazione. La gestione di questi materiali senza significativo accumulo di impurità è una grande sfida, e l&#39;analisi dei campioni &quot;freschi&quot; è spesso sottolineata. Elaborazione tali materiali utilizzando tecniche nscd è probabile che sia una soluzione efficace. Mentre la potenza solvatazione specifica di N 2 verso una vasta gamma di specie comunemente bersaglio di metodi di estrazione chimica non è ben studiato nella regione quasi critico del suo diagramma di fase, si prevede che il suo potere di solvatazione e selettività, specialmente verso piccole molecole non polari , è facilmente accordabili come in altri sistemi fluidi SCD. Le differenze tra N 2 e CO 2, e l&#39;interazione tra N 2 e altri co-solventi, nelle varie regioni del diagramma di fase per l&#39;elaborazione nscd resta da esplorare. <p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Il limite più importante della metodologia nscd può essere sua esigenza di temperature vicine criogenica, ostacolando la sua praticità per applicazioni industriali su larga scala. Mentre l&#39;azoto liquido rimane un raffreddamento molto economico (ad esempio, ~ 0,2 dollari a L), ogni processo che si svolge in queste oscillazioni termiche come metodi nscd è costosa. Inoltre, mentre l&#39;azoto è un composto relativamente inerte, esistono materiali che sono noti per reagire con N 2, anche a condizioni ambiente o quasi ambientali (ad esempio, litio). Chiaramente, materiali con pori che sono troppo piccole per ospitare N 2 molecole non saranno applicabili per l&#39;elaborazione nscd. Infine, occorre notare che, mentre la densità dell&#39;azoto liquido supercritico e vicino-liquido può avvicinarsi valori di ~ 1 g ml -1 (per esempio, ρ N2 = 0,9 g ml -1 a 60 MPa e 80 K), l&#39;elevatissimo le pressioni necessarie per raggiungere tali elevate densità di solventi rendono la nscd incontratohodology poco attraente per le applicazioni che richiedono estremamente elevato potere solvente. In confronto, tali densità solvente sono molto più facilmente ottenibile con anidride carbonica quando la possibilità di raffreddare il CO 2 liquida a temperature inferiori a 273 K è considerata (ad esempio, CO2 ρ = 1 g ml -1 a 0,6 MPa e 220 ​​K) rendendo il cscd Metodologia un metodo estremamente versatile per processi di essiccazione o di estrazione per tutti i materiali porosi ad eccezione di quelli che sono reattivi verso CO 2. Altri solventi supercritici inerti come argon 46 possono anche essere di interesse per la purificazione dei reattivi, materiali porosi.

Estrazione con fluidi supercritici (SFE) ed essiccamento (SCD) metodi sono ben stabiliti in una vasta gamma di applicazioni pratiche, soprattutto nelle industrie alimentari e del petrolio, ma anche nella sintesi chimica, analisi e trattamento dei materiali. 1-6 L&#39;uso di essiccazione o supporto di estrazione a condizioni sopra loro punti critici è spesso più veloce, pulito, e più efficiente rispetto alle tecniche tradizionali (liquidi), e ha il vantaggio di essere altamente regolabili rispetto alla potenza solvatazione del fluido da leggero aggiustamento delle condizioni operative . 3,7 Un metodo semplice ScD si compone di tre fasi fondamentali. Il primo passo è esporre il materiale solido (o forse liquido) partendo che contiene il composto di destinazione impurezza di un fluido ScD opportunamente scelto nel liquido (o quasi liquido supercritico) di fase, in cui la sua alta densità corrisponde ad un alto (e forse selettiva 7) potere solvente rispetto alle specie bersaglio. Tche secondo passo è il riscaldamento e la compressione del sistema sopra punto critico del ScD fluido prescelto in un contenitore chiuso in modo che il fluido e le sue specie bersaglio disciolte non passano un confine di fase che potrebbe provocare la separazione. Il passo finale si sta riducendo lentamente la pressione del fluido ScD per vuoto ad una temperatura superiore alla temperatura critica, permettendo la soluzione fluido contenente specie bersaglio di fuggire, di nuovo senza incontrare un confine fase o eventuali effetti negativi di tensione superficiale lungo la strada. Il materiale di partenza è lasciato impoverito di specie bersaglio e può essere sottoposto a trattamenti ripetuti, se necessario. In caso di estrazione con fluido supercritico, la specie bersaglio soluto è il prodotto desiderato, e sono raccolti da soluzione per un ulteriore uso. 8,9 In altri casi, il materiale di partenza secche o purificato è il prodotto desiderato, e le impurità estratte vengono scartati. Quest&#39;ultimo scenario, qui indicatacome l&#39;approccio ScD, è stato scoperto di essere una strategia efficace per il pretrattamento di elevata area superficiale, materiali microporosi quali strutture metallo-organici (MOF), dove i metodi tradizionali di trattamento termico sotto vuoto in molti casi non è sufficiente a chiarire i pori di tutti gli ospiti indesiderati, o provocare il collasso dei pori. anidride carbonica 10 ScD (CSCD) il trattamento è ora un processo di post-sintetico di routine per MOF, 11 che porta ad un aumento delle superfici di azoto accessibile rispetto ai materiali non trattati fino a 1.000% e 12 altri miglioramenti, come in attività catalitica. 13 Altre applicazioni fluidi supercritici sono notevoli come mezzo ampiamente accordabile per reazioni chimiche, 14-16 supercritico cromatografia fluido (SCFC) 6,17,18 e sintesi di aerogel e materiali compositi avanzati. 19- 22 Per asciugare le applicazioni, un fluido ScD viene scelta in base a due criteri: a) la vicinanza del suopunto critico alle condizioni ambientali (per comodità e per ridurre i costi energetici e la complessità dei processi) e b) il suo potere solvatazione rispetto alle specie bersaglio. L&#39;anidride carbonica (CO 2) ha dimostrato di essere una comoda fluido ScD in molte applicazioni poiché è non tossico, non infiammabile, e poco costoso, e può essere sintonizzata per esibire un elevato potere di solvatazione verso un numero di comuni specie bersaglio organiche nel suo quasi-liquido stato (a pressioni di &lt;10 MPa e temperature di 273-323 K). 1-3,7-9 Altri solventi supercritici comuni (o co-solventi) si annoverano acqua (che copre una notevole gamma di proprietà solventi tra il suo ambiente e stato supercritico 23), acetone, etilene, metanolo, etanolo, ed etano, coprendo lo spettro da polare (protici e aprotici) per non polare, ed aventi punti critici relativamente vicino alle condizioni ambientali. L&#39;anidride carbonica è di gran lunga il fluido più comune ScD utilizzato. Nei metodi cscd stabiliti, la reattivitàdel materiale di partenza non è un fattore inibitorio dal CO 2 è molto debolmente reattivo a temperature vicine suo punto critico. Tuttavia, alcune classi di materiali come cosiddetti idruri complessi (ad esempio, alanati e boroidruri) presentano sfide uniche nella maneggevolezza grazie alla loro forte reattività in presenza di acqua o CO 2 in aggiunta alla loro (forse volutamente su misura) instabilità sotto riscaldamento . 24-26 Inoltre, vi è un grande interesse internazionale in materiali quali composti stoccaggio di idrogeno ad alta densità, 27-30 e quindi anche in nanostrutturati e / o varietà porosi 31-33. Per l&#39;efficace purificazione di tali reattivi, instabili e materiali nanostrutturati, metodi SCD sono una strategia promettente. Fluido 34 Un ScD deve essere utilizzato che ha un piccolo diametro molecolare appropriato per la penetrazione in cavità strette e che ha anche un elevato potere solvatazione verso la impurità bersaglio, WHIle rimanenti non reattiva verso il materiale di partenza stessa. Qui, l&#39;uso di azoto supercritico (N 2) come fluido efficace per tale estrazione e applicazioni soprattutto essiccazione è presentato. Una metodologia specifica supercritico essiccazione azoto (nscd) è descritta di seguito per la purificazione di γ-fase boroidruro magnesio una specie bersaglio comprendono sia diborano e un composto n butile (simile ma non specificamente identificabili come n butano). Il seguente protocollo può essere facilmente modificato per estensione globale ad altri processi di essiccazione di azoto o di estrazione supercritica.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Compressed Nitrogen Gas</td>
			<td>Messer Schweiz AG</td>
			<td></td>
			<td>50 L bottle, purity &#62; 99.999%, &#60;3 ppmv H2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid Nitrogen</td>
			<td>Pan Gas AG</td>
			<td></td>
			<td>Bulk storage, on site</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom Supercritical Drying Apparatus</td>
			<td>Empa</td>
			<td></td>
			<td>Swagelok (compression fitting and VCR) components</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom Cryogenic Furnace Bath</td>
			<td>Empa</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom Labview Interface</td>
			<td>Empa</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

supercritical nitrogen processing for the purification of reactive porous materials

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. Herein, nitrogen is presented as a novel supercritical drying fluid for specialized applications such as in the processing of reactive porous materials, where carbon dioxide and other fluids are not appropriate due to their higher chemical reactivity. Nitrogen exhibits similar physical properties in the near-critical region of its phase diagram as compared to carbon dioxide: a widely tunable density up to ~1 g ml-1, modest critical pressure (3.4 MPa), and small molecular diameter of ~3.6 &#197;. The key to achieving a high solvation power of nitrogen is to apply a processing temperature in the range of 80-150 K, where the density of nitrogen is an order of magnitude higher than at similar pressures near ambient temperature. The detailed solvation properties of nitrogen, and especially its selectivity, across a wide range of common target species of extraction still require further investigation. Herein we describe a protocol for the supercritical nitrogen processing of porous magnesium borohydride.

Boroidruri metalli alcalini e alcalino-terrosi sono potenziali materiali per lo stoccaggio dell&#39;idrogeno, che offrono un grande contenuto di idrogeno gassoso su decomposizione. 27,29 Altri prodotti di decomposizione come diborano sono anche talvolta stato rilevato nel gas desorbita, ma la loro origine non è a priori chiaro ; è possibile che sono prodotti della decomposizione pura fase, ma possono anche essere impurità o prodotti di reazioni di impurità residue mediante sintesi chimica. 35 La fase porosa di boroidruro di magnesio (γ-Mg (BH 4) 2) presenta sia un elevato specifica area superficiale (&gt; 1000 m 2 g -1) e l&#39;alta gravimetrico (14,9% in massa) contenuto di idrogeno. 36 L&#39;entalpia di deidrogenazione è sperimentalmente risulta compresa tra 40-60 kJ mol -1, 37 un valore intermedio che è vicino ai ideale per lo stoccaggio di idrogeno in condizioni simili a quelle ambientali 38. Grazie alla sua molto purpose come materiale di accumulo di idrogeno temperatura moderata, γ-Mg (BH 4) 2 non può essere trattato termicamente e degassato a temperature elevate in modo analogo ad altri materiali microporosi come carboni attivi o alluminosilicati. Inoltre, le tecniche SCD comuni come con CO 2 sono inapplicabile in quanto Mg (BH 4) 2 (come altri boroidruri 25 e alanati 26) è noto come un potente agente riducente che reagisce con CO 2 sotto anche condizioni blande. Questo è stato segnalato a verificarsi dopo l&#39;esposizione a 313 K e 9 MPa nel nostro recente lavoro 34 e anche a partire da a 303 ​​K e 0,1 MPa in altri recenti lavori 39. Successivamente abbiamo riportato 34 che la metodologia supercritica N 2 essiccazione (nscd) qui descritta ha avuto successo per la purificazione di γ-Mg (BH 4) 2. Questo è risultato essere una strategia decisiva per la quantificazione disuo vero contenuto stoccaggio dell&#39;idrogeno sulla decomposizione fino a 593 K, e può anche essere cruciale per la corretta determinazione del percorso di reazione e intermedi: cioè, in assenza di impurità che possono alterare significativamente la via di decomposizione. Le specie bersaglio di estrazione sono stati identificati per essere diborano (B 2 H 6) ed una aspecifica impurezza n butile (probabilmente Mg (Bu) 2 o un suo frammento), in concentrazione iniziale di 1,9 e 1,2% in massa, rispettivamente, . Il protocollo nscd sopra descritto è stato applicato in iterazioni 1x-3x, ed i materiali di risulta sono stati confrontati per prodotti non trattati a seguito della procedura di sintesi standard, tra cui la fase di evacuazione finale sotto vuoto a 353 K. Entrambe le impurità sono risultati essere ridotto a quantità trascurabili ( inferiore a 0,1% in massa, il limite di rilevazione) dopo i trattamenti 3x-nscd (ad esempio, vedere Figura 4). In questo modo, pura H 2 è risultata essere l&#39;unico produ gassosact di decomposizione di γ-Mg (BH 4) 2 nelle condizioni impiegate. La struttura cristallina del materiale di partenza non è stata influenzata dal trattamento nscd e superficie azoto accessibile stato trovato per aumentare sostanzialmente. Inoltre, il percorso di decomposizione della fase porosa sembra essere stato modificato dopo la rimozione di impurità che procedeva con una degradazione strutturale continuo (amorfizzazione o comprimere) 34 invece che attraverso la normale serie di transizioni tra un numero di temperatura superiore fasi cristalline 40, indicando che il controllo delle impurità presenti durante la decomposizione è fondamentale per l&#39;analisi accurata di questa reazione. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52817/52817fig4.jpg" /> Figura 4. infrarossi (IR) spettri delle gassosi di decomposizione Prodotti di γ-Mg (BH 4 <strong&gt;) 2. La decomposizione termica di γ-Mg (BH 4) 2 è stata eseguita sotto scorre H 2 a 400 K e 0,1 MPa. Il materiale non trattato mostra una considerevole emissione di diborano (in basso a destra) e n -butil impurità (in basso a sinistra), che sono in sequenza ridotti su trattamenti ripetuti con nscd (1x e 3x iterazioni mostrato qui). Le unità di assorbanza IR (asse y, non mostrato) sono normalizzati rispetto alla quantità di materiale di partenza. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/52817/52817fig4highres.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <table cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> N 2 </td><td> CO 2 </td></tr><tr><td> Temperatura critica (K) </td><td> 126 </td><td> 304 </td></tr><tr><td> Pressione critica (MPa) </td><td> 3.4 </td><td> 7.4 </td></tr><tr><td> Critical Densità (g ml -1) </td><td> 0.31 </td><td> 0.46 </td></tr><tr><td> Pratica Liquid temperatura (K) </td><td> 77 </td><td> 273 </td></tr><tr><td> Pratica densità del liquido (g ml -1) * </td><td> 0.81 </td><td> 0.93 </td></tr><tr><td> Diametro Kinetic (Å) </td><td> 3.6 </td><td> 3.3 </td></tr></tbody></table> Tabella 1. Confronto di SCD proprietà del fluido di azoto e anidride carbonica.

Watch this Scientific Journal Video about Supercritical Nitrogen Processing for the Purification of Reactive Porous Materials at JoVE.com

Supercritical Nitrogen Processing for the Purification of Reactive Porous Materials

L&#39;azoto è un fluido supercritico efficace per processi di estrazione o di essiccazione a causa della sua piccola dimensione molecolare, alta densità nel regime supercritico quasi liquido, e inerzia chimica. Presentiamo un protocollo di essiccazione azoto supercritico per il trattamento di purificazione dei reattivi, materiali porosi.

Elaborazione azoto supercritica per la purificazione di reattivi materiali porosi

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. ...

supercritical-nitrogen-processing-for-purification-reactive-porous

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

14.6K Views.  Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology.  L'azoto è un fluido supercritico efficace per processi di estrazione o di essiccazione a causa della sua piccola dimensione molecolare, alta densità nel regime supercritico quasi liquido, e inerzia chimica. Presentiamo un protocollo di essiccazione azoto supercritico per il trattamento di purificazione dei reattivi, materiali porosi. 

Video: Supercritical Nitrogen Processing for the Purification of Reactive Porous Materials

Folding and Characterization of a Bio-responsive Robot from DNA Origami

The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both stimuli and cargo can be tailored according to specific needs. Here we describe the DNA nanorobot fabrication protocol, with the use of the DNA origami technique. The procedure initiates by mixing short single-strand DNA staples into a stock mixture which is then added to a long, circular, single-strand DNA scaffold in presence of a folding buffer. A standard thermo cycler is programmed to gradually lower the mixing reaction temperature to facilitate the staples-to-scaffold annealing, which is the guiding force behind the folding of the nanorobot. Once the 60 hr folding reaction is complete, excess staples are discarded using a centrifugal filter, followed by visualization via agarose-gel electrophoresis (AGE). Finally, successful fabrication of the nanorobot is verified by transmission electron microscopy (TEM), with the use of uranyl-formate as negative stain.

DNA origami is a powerful method for fabricating precise nanoscale objects by programming the self-assembly of DNA molecules. Here we describe a protocol for the folding of a bio-responsive robot from DNA origami, its purification and negative staining for transmission electron microscopic imaging (TEM).

Pieghevole e caratterizzazione di un robot bio-reattiva da origami di DNA

The DNA nanorobot is a hollow hexagonal nanometric device, designed to open in response to specific stimuli and present cargo sequestered inside. Both ...

Ricerca

Chimica

Preparation of Highly Porous Coordination Polymer Coatings on Macroporous Polymer Monoliths for Enhanced Enrichment of Phosphopeptides

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous polymer monoliths. The developed approach is based on the preparation of a macroporous polymer containing carboxylic acid functional groups and the subsequent step-by-step solution-based controlled growth of a layer of a porous coordination polymer on the surface of the pores of the polymer monolith. The prepared metal-organic polymer hybrid has a high specific micropore surface area. The amount of iron(III) sites is enhanced through metal-organic coordination on the surface of the pores of the functional polymer support. The increase of metal sites is related to the number of iterations of the coating process.
The developed preparation scheme is easily adapted to a capillary column format. The functional porous polymer is prepared as a self-contained single-block porous monolith within the capillary, yielding a flow-through separation device with excellent flow permeability and modest back-pressure. The metal-organic polymer hybrid column showed excellent performance for the enrichment of phosphopeptides from digested proteins and their subsequent detection using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. The presented experimental protocol is highly versatile, and can be easily implemented to different organic polymer supports and coatings with a plethora of porous coordination polymers and metal-organic frameworks for multiple purification and/or separation applications.

A procedure for the preparation of porous hybrid separation media composed of a macroporous polymer monolith internally coated by a high surface area microporous coordination polymer is presented.

Preparazione di altamente poroso Coordinamento rivestimenti polimerici su macroporosi Polymer Monoliti di avanzata Arricchimento fosfopeptidi

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous ...

On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The composition of heavy crude oils and shale oils varies substantially depending on the origin of the mixture. In particular they contain an increased amount of nitrogen containing compounds compared to the conventionally used sweet crude oils. As nitrogen compounds have an influence on the operation of thermal processes occurring in coker units and steam crackers, and as some species are considered as environmentally hazardous, a detailed analysis of the reactions involving nitrogen containing compounds under pyrolysis conditions provides valuable information. Therefore a novel method has been developed and validated with a feedstock containing a high nitrogen content, i.e., a shale oil. First, the feed was characterized offline by comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC &#215; GC) coupled with a nitrogen chemiluminescence detector (NCD). In a second step the on-line analysis method was developed and tested on a steam cracking pilot plant by feeding pyridine dissolved in heptane. The former being a representative compound for one of the most abundant classes of compounds present in shale oil. The composition of the reactor effluent was determined via an in-house developed automated sampling system followed by immediate injection of the sample on a GC &#215; GC coupled with a time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS), flame ionization detector (FID) and NCD. A novel method for quantitative analysis of nitrogen containing compounds using NCD and 2-chloropyridine as an internal standard has been developed and demonstrated.

A method combining comprehensive two-dimensional gas chromatography with nitrogen chemiluminescence detection has been developed and applied to on-line analysis of nitrogen containing compounds in a complex hydrocarbon matrix.

Analisi on-line dei composti contenenti azoto in matrici idrocarburi complessi

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals leads to the formation of composite materials with unique properties. In addition, the undesirable process of biofouling is initiated by the adsorption of biomolecules, mainly proteins, on surfaces. This organic layer is an adhesion layer for bacteria and allows them to interact with the surface. Understanding the fundamental forces that govern the interactions at the organic-inorganic interface is therefore important for many areas of research and could lead to the design of new materials for optical, mechanical and biomedical applications. This paper demonstrates a single-molecule force spectroscopy technique that utilizes an AFM to measure the adhesion force between either peptides or amino acids and well-defined inorganic surfaces. This technique involves a protocol for attaching the biomolecule to the AFM tip through a covalent flexible linker and single-molecule force spectroscopy measurements by atomic force microscope. In addition, an analysis of these measurements is included.

Here we present a protocol to measure the force of interactions between a well-defined inorganic surface and either peptides or amino acids by single-molecule force spectroscopy measurements using an atomic force microscope (AFM). The information obtained from the measurement is important to better understand the peptide-inorganic material interphase.

Intuizioni le interazioni di aminoacidi e peptidi con materiali inorganici Uso singola molecola Forza Spettroscopia

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be covalently and site-specifically linked via their end facets, resulting in polymer-like linear or branched chains. The linking procedure begins with a cation-exchange process in which the end facets of the cadmium chalcogenide NCs are first converted to silver chalcogenide. This is followed by the selective removal of ligands at their surface. This results in cadmium chalcogenide NCs with highly reactive silver chalcogenide end facets that spontaneously fuse upon contact with each other, thereby establishing an interparticle facet-to-facet attachment. Through the judicious choice of precursor concentrations, an extensive network of linked NCs can be produced. Structural characterization of the linked NCs is carried out via low- and high-resolution transmission electron microscopy (TEM), as well as energy-dispersive X-ray spectroscopy, which confirm the presence of silver chalcogenide domains between chains of cadmium chalcogenide NCs.

A protocol detailing how shape-anisotropic colloidal cadmium chalcogenide nanocrystals can be covalently linked via their end facets is presented here.

Faccetta--sfaccettatura che collega di cadmio colloidale forma-anisotropo Chalcogenide nanostrutture

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three preparation methods are described: (a) the incorporation of metal salts into silica or alumina wet gels using an impregnation method; (b) the incorporation of metal salts into alumina wet gels using a co-precursor method; and (c) the addition of metal nanoparticles directly into a silica aerogel precursor mixture. The methods utilize a hydraulic hot press, which allows for rapid (&#60;6 h) supercritical extraction and results in aerogels of low density (0.10 g/mL) and high surface area (200-800 m2/g). While the work presented here focuses on the use of copper salts and copper nanoparticles, the approach can be implemented using other metal salts and nanoparticles. A protocol for testing the three-way catalytic ability of these aerogels for automotive pollution mitigation is also presented. This technique uses custom-built equipment, the Union Catalytic Testbed (UCAT), in which a simulated exhaust mixture is passed over an aerogel sample at a controlled temperature and flow rate. The system is capable of measuring the ability of the catalytic aerogels, under both oxidizing and reducing conditions, to convert CO, NO and unburned hydrocarbons (HCs) to less harmful species (CO2, H2O and N2). Example catalytic results are presented for the aerogels described.

Here we present protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms. Methods for preparing materials using copper salts and copper-containing nanoparticles are featured. Catalytic testing protocols demonstrate the effectiveness of these aerogels for three-way catalysis applications.

Fabbricazione e collaudo di aerogel catalitico preparato tramite rapida estrazione supercritica

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Deposition of Porous Sorbents on Fabric Supports

A microwave deposition technique for silanes, previously described for production of oleophobic fabrics, is adapted to provide a fabric support material that can be subsequently treated by dip coating. Dip coating with a sol preparation provides a supported porous layer on the fabric. In this case, the porous layer is a porphyrin functionalized sorbent system based on a powdered material that has been demonstrated previously for the capture and conversion of phosgene. A representative coating is applied to cotton fabric at a loading level of 10 mg/g. This coating has minimal impact on water vapor transport through the fabric (93% of the support fabric rate) while significantly reducing transport of 2-chloroethyl ethyl sulfide (CEES) through the material (7% of support fabric rate). The described approaches are suitable for use with other fabrics providing amine and hydroxyl groups for modification and can be used in combination with other sol preparations to produce varying functionality.

This report details a microwave-initiated approach for deposition of porphyrin functionalized porous organosilicate sorbents on a cotton fabric and demonstrates reduction in 2-chloroethyl ethyl sulfide (CEES) transport through the fabric resulting from this treatment.

Deposizione di porosi assorbenti su supporti di tessuto

A microwave deposition technique for silanes, previously described for production of oleophobic fabrics, is adapted to provide a fabric support material ...

Chemical Synthesis of Porous Barium Titanate Thin Film and Thermal Stabilization of Ferroelectric Phase by Porosity-Induced Strain

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its well-balanced ferroelectricity, piezoelectricity, and dielectric constant. In addition, BT does not contain any toxic elements. Therefore, it is considered to be an eco-friendly material, which has attracted considerable interest as a replacement for lead zirconate titanate (PZT). However, bulk BT loses its ferroelectricity at approximately 130 &#176;C, thus, it cannot be used at high temperatures. Because of the growing demand for high-temperature ferroelectric materials, it is important to enhance the thermal stability of ferroelectricity in BT. In previous studies, strain originating from the lattice mismatch at hetero-interfaces has been used. However, the sample preparation in this approach requires complicated and expensive physical processes, which are undesirable for practical applications.
In this study, we propose a chemical synthesis of a porous material as an alternative means of introducing strain. We synthesized a porous BT thin film using a surfactant-assisted sol-gel method, in which self-assembled amphipathic surfactant micelles were used as an organic template. Through a series of studies, we clarified that the introduction of pores had a similar effect on distorting the BT crystal lattice, to that of a hetero-interface, leading to the enhancement and stabilization of ferroelectricity. Owing to its simplicity and cost effectiveness, this fabrication process has considerable advantages over conventional methods.

Here, we present a protocol for the synthesis of porous barium titanate (BaTiO3) thin film by a surfactant-assisted sol-gel method, in which self-assembled amphipathic surfactant micelles are used as an organic template.

Sintesi chimica di Film sottile di titanato di bario poroso e stabilizzazione termica della fase ferroelettrica dallo sforzo indotto da porosità

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its ...

Preparation of Polyoxometalate-based Photo-responsive Membranes for the Photo-activation of Manganese Oxide Catalysts

This paper presents a method to prepare charge-transfer chromophores using polyoxotungstate (PW12O403-), transition metal ions (Ce3+ or Co2+), and organic polymers, with the aim of photo-activating oxygen-evolving manganese oxide catalysts, which are important components in artificial photosynthesis. The cross-linking technique was applied to obtain a self-standing membrane with a high PW12O403- content. Incorporation and structure retention of PW12O403- within the polymer matrix were confirmed by FT-IR and micro-Raman spectroscopy, and optical characteristics were investigated by UV-Vis spectroscopy, which revealed successful construction of the metal-to-metal charge transfer (MMCT) unit. After deposition of MnOx oxygen evolving catalysts, photocurrent measurements under visible light irradiation verified the sequential charge transfer, Mn &#8594; MMCT unit &#8594; electrode, and&#160;the photocurrent intensity was consistent with the redox potential of the donor metal (Ce or Co). This method provides a new strategy for preparing integrated systems involving catalysts and photon-absorption parts for use with photo-functional materials.

Here, we present a protocol to prepare charge transfer chromophores based on a polyoxometalate/polymer composite membrane.

Preparazione delle membrane di foto-sensible a reagire poliossometallati-basato per il foto-attivazione di catalizzatori di ossido di Manganese

This paper presents a method to prepare charge-transfer chromophores using polyoxotungstate (PW12O403-), transition metal ions (Ce3+ or Co2+), and organic ...

Exfoliation and Analysis of Large-area, Air-Sensitive Two-Dimensional Materials

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals crystals are produced using mechanical exfoliation, in which layers are peeled off a bulk crystal using adhesive tape. This method produces high-quality flakes, but they are often small and can be hard to find, particularly for materials with relatively high cleavage energies such as black phosphorus. By heating the substrate and the tape, two-dimensional material adhesion to the substrate is promoted, and the flake yield can be increased by up to a factor of ten. After exfoliation, it is necessary to image or otherwise analyze these flakes but some two-dimensional materials are sensitive to oxygen or water and will degrade when exposed air. We have designed and tested a hermetic transfer cell to temporarily maintain the inert environment of a glovebox so that air-sensitive flakes can be imaged and analyzed with minimal degradation. The compact design of the transfer cell is such that optical analysis of sensitive materials can be performed outside of a glovebox without specialized equipment or modifications to existing equipment.

A method for exfoliating large thin flakes of air sensitive two-dimensional materials and safely transporting them for analysis outside of a glovebox is presented.

Esfoliazione e analisi di grande-area, materiali bidimensionale aria-sensibile

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals ...