A novel method for stabilization of CdS nanoparticles in aqueus media

Abstract

Bu tezde, suda uzun süre kararlı olan CdS nanoparçacıklarının elde edilmesi için çok etkin bir yöntem ortaya konmaktadır. Bu çalışmada N,N-diallil N,N-dimetil amonyum klorürün(DADMAC)-N-vinil 2-pirolidinon(NVP)la oluşturduğu suda çözünebilen kopolimerleri kararlı CdS dispersiyonlarıelde etmek için kullanılmıştır.Çalışmanın son kısmında bu dispersiyonlar suyun ışık etkisiyle parçalanmasında katalizör olarak kullanılmışlardır. Fotokatalitik aktiviteler, Pd ve Pt soymetallerinin varlık ve yokluklarında açığa çıkan hidrojen gazının hacminin ölçülmesiyle test edilmişlerdir. Sonuçlar, 25% DADMAC içeren kopolimerle stabilize edilmiş örnek hariç, homojen dispersiyonların iyi kararlılık ve mükemmel hidrojen üretim hızları gösterdiğini ortaya koymuştur. Pt metalinin varlığında civa lambasıyla aydınlatıldığında en yüksek hidrojen oluşma hızı, 0.264 mmolg-1dk-1 (ya da dakikada gram CdS başına 5.9 mL) olarak saptanmıştır. Tüm örneklerden üretilen hidrojen miktarlarının, şimdiye kadar yayınlanan CdS bazlı fotokatalizörlerinkinden çok daha fazla olduğu bulunmuştur

In this study, a new method is presented for preparing water soluble CdS nanoclusters at high concentrations up to 0.1 M. Thus, stable nanoclusters were obtained by in situ formation of CdS in aqueous solution of diallyl dimethyl ammonium chloride (DADMAC)-N-vinyl 2-pyrrolidinone (NVP) random copolymers while sonicating. It was demonstrated that, radical initiated copolymerization of DADMAC with NVP in aqueous solution (40 % w/w)gives highly alternating copolymers as inferred from the reactivity ratios of the monomers r1= 0.79, r2 = 0.82 (by Finemann-Ross method) respectively. Dropwise addition of cadmium acetate solution to the sonicated solution of the copolymer (1 %) and NaS (1.5 %) yielded nearly transparent aqueous solutions of CdS particles which are stable over 45 days at room temperature. Experiments showed that stabilizing effect of the copolymer increases by increasing DADMAC contents, indicating greater charge stabilization in comparison to the steric stabilization induced by NVP segments