CuFe2O4@SiO2@L

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8675(2023) 이 기사 인용

3157 액세스

5 알트메트릭

측정항목 세부정보

새로운 자기 불균일 촉매는 l-아르기닌 기능화된 CuFe2O4@SiO2에 구리 이온을 고정화함으로써 합성되었습니다. 제조된 촉매는 푸리에 변환 적외선(FT-IR), X선 회절(XRD), 전계 방출 주사 전자 현미경(FE-SEM), 투과 전자 현미경(TEM), 에너지 분산형 X-선 분광법(EDX)으로 특성 분석했습니다. ). 생성된 촉매는 짧은 시간 내에 녹색 조건에서 알킨, 알킬 할라이드 및 나트륨 아지드의 원포트 3성분 반응을 통해 1,2,3-트리아졸의 초음파 보조 합성에 사용되었습니다. 5회 사이클 후에 촉매 재사용성을 조사한 결과 상당한 활성 손실이 관찰되지 않았습니다.

유해물질의 발생을 최소화하는 것은 그린케미칼의 중요한 의무입니다. 무독성 용매(물, EtOH 등), 재사용 가능하고 효율적인 촉매 및 새로운 합성 경로의 사용을 포함하는 녹색 촉매 공정은 녹색 화학의 원리를 유쾌하게 따를 수 있습니다1,2,3. 최근 초음파화학은 친환경적인 방식으로 매력적인 합성 기술로 변모했습니다4. 여기에는 유해 화학물질, 용제 및 에너지 소비를 줄이는 등 많은 기능이 포함되어 있습니다. 초음파 메커니즘은 음향 캐비테이션 과정에서 형성된 기포의 자발적인 생성, 성장 및 붕괴와 관련되어 있으며, 이는 반응 속도5를 가속화할 수 있습니다. 상당한 양의 열이 방출되면 앞으로 나아가기 위한 반응에 필요한 에너지가 준비됩니다. 이러한 특이한 특성은 유기 및 무기 물질의 합성에 널리 사용되는 것을 정당화합니다6.

3개의 질소 원자로 구성된 중요한 5원 고리 구조인 트리아졸 시스템은 많은 제약 및 농약 구조에서 발견됩니다. 그들은 항염증7, 항균8, 항말라리아9, 항바이러스10, 항암11 활동과 같은 광범위한 생물학적 활동을 가지고 있습니다. 이러한 다용도 지지체는 그 중요성을 강조하면서 임상적으로 사용되는 수많은 약물에 지정되었습니다. 이러한 헤테로고리 구조의 중요성으로 인해 클릭 반응에서 쉽게 합성될 수 있습니다. 휘스겐(Huisgen) 반응은 알카인에 대한 아지드의 1,3-쌍극성 고리첨가가 구리에 의해 촉매화되어 5원 헤테로고리를 형성하는 클릭 반응의 첫 번째 예입니다. 이러한 공동 [3 + 2] 열적 고리화 첨가는 촉매가 없으면 진행될 수 없습니다. 이러한 결함을 해결하기 위해 수년에 걸쳐 금속 기반 촉매가 사용되었습니다.

구리 나노입자15, 구리 나노클러스터16 및 Cu(II) 염을 Cu(I) 염으로 현장 환원17과 같은 균질 촉매 시스템은 연속적인 반응 주기에 대한 회수 및 재사용 능력과 금속 오염의 존재와 관련된 몇 가지 단점을 가지고 있습니다. 최종 제품. 이종촉매의 활용은 이러한 문제를 극복하는 유망한 해결책이 될 수 있다. 이종촉매는 경제성과 환경친화적인 측면에서 서로 경쟁해야 한다. 지금까지 CuO 중공 나노구체18, shillajit19, 목탄20, SBA-1521 등과 같이 구리 고정화에 대해 보고된 많은 표면이 있었으며 종종 분리 및 누출 문제가 발생했습니다. 따라서 자성 지지체를 사용하는 것은 쉬운 분리, 열 안정성 및 낮은 독성 특성을 얻기 위한 좋은 선택이 될 수 있습니다.

그러나 이러한 균일한 구리 촉매와 관련된 주요 단점은 연속적인 반응 주기를 위해 회수 및 재사용이 어렵고 최종 생성물에 금속 오염이 발생할 가능성이 있다는 것입니다. 이러한 심각한 문제를 극복하기 위해 제올라이트[53], 폴리머[54,55], 탄소[44], 실리카[56] 등과 같은 다양한 고체 지지체를 사용하여 활성 금속 이온을 고정시켜 해당 이종 구리 촉매를 합성했습니다. 단단한 지지대 위에.