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Jun 24, 2023

Les investigations physiques et optiques de l'acide tannique fonctionnalisé Cu

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 9909 (2022) Citer cet article Accès 2019 3 Citations 1 Détails d'Altmetric Metrics La nécessité d'un environnement vert doux, peu coûteux, capable de

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 9909 (2022) Citer cet article

Accès 2019

3 citations

1 Altmétrique

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Le besoin d’un environnement vert, doux et peu coûteux, capable de produire des propriétés exotiques de nanostructures de production, est attrayant de nos jours. En utilisant ces exigences, les nanostructures d'oxyde à base de cuivre (Cu) ont été synthétisées avec succès via une réaction en un seul pot en utilisant un polyphénol naturel biocompatible, de l'acide tannique (TA) comme agent réducteur et stabilisant à 60, 70 et 80 °C. Les études structurelles et optiques ont révélé l'effet du TA sur la morphologie de surface, la pureté de phase, la composition élémentaire, la microdéformation optique et l'énergie optique intrinsèque de ces nanostructures mixtes de Cu2O et CuO. La méthode optique décrit les détails comparatifs de l'intervalle multibande en présence de plus d'un élément avec des spectres superposés de la courbe d'absorbance de la première dérivée \(\frac{\Delta E}{\Delta A}\) et de la absorbance exponentielle de l'énergie de la queue d'Urbach \({E}_{U}\) vers la bande interdite Tauc conventionnelle. Le \(\frac{\Delta E}{\Delta A}\) démontre que l'effet prononcé du TA sur les nanostructures de Cu2O et CuO crée une sortie de bande interdite de première dérivée beaucoup plus sensible par rapport à la bande interdite de Tauc. Les résultats montrent également que le \({E}_{U}\) diminue lorsque la température atteint 70 °C, puis connaît une augmentation soudaine à 80 °C. Le changement de motif est parallèle à la tendance observée dans la microsouche Williamson – Hall et est évident à partir des variations de la taille moyenne des cristallites \({D}_{m}\) qui est également une cause de réponse au changement de température. ou le pH. Par conséquent, les travaux en cours ont permis de comprendre que les corrélations structurelles et optiques sur les nanostructures de Cu2O et CuO telles que synthétisées en présence de TA étaient la réaction combinée du changement de pH et des réactions de complexation du ligand. Les résultats acquis suggèrent une gamme d'études plus complète pour mieux comprendre l'étendue de la relation entre les propriétés physiques et optiques des nanostructures d'oxyde à base de Cu fonctionnalisées par TA.

La fonctionnalisation des nanostructures d'oxydes à base de cuivre (Cu) est devenue essentielle dans les applications de dispositifs industriels excitoniques qui se manifestent dans la conversion et le transport d'énergie, telles que la production d'énergie catalytique moderne et les produits électroniques miniaturisés flexibles ou portables1,2,3,4,5. L’exploitation des caractéristiques physiques intrinsèques des matériaux oxydes à base nanométrique, faciles à synthétiser et à fabriquer, constitue la principale préoccupation du développement de ces matériaux. La voie de réduction chimique est la méthode la plus utilisée pour synthétiser des particules complexes à base de nanostructures6,7,8. Les nanostructures d'oxyde à base de Cu appartiennent au groupe des oxydes métalliques avec des fonctionnalités supérieures dans la conversion de la lumière en d'autres formes d'énergie, comme dans les dispositifs photovoltaïques et les récolteurs solaires9,10,11,12. La faisabilité de ces oxydes binaires (Cu2O et CuO) en tant que matériau d'électrode de supercondensateur de type p montre une capacité exceptionnelle de collecte de lumière sur l'ensemble du spectre visible et est capable d'accumuler presque toute l'énergie photonique au niveau quantique. L'incorporation de Cu2O et de CuO stimule des changements biphasés dans un système qui déclenche des propriétés surprenantes. Par exemple, la recombinaison de Cu2O et CuO donne une stabilité élevée avec une densité de photocourant remarquable13,14,15 par rapport au Cu2O ou CuO16 nu. Ceux-ci sont associés à des changements remarquables dans l’assemblage ou la distribution des nanostructures, la morphologie, la cristallinité, la taille moyenne des cristallites et le désordre énergétique (absorption de la bande interdite).

Les précurseurs de sels de cuivre les plus couramment utilisés, tels que le nitrate de Cu(II) trihydraté, le chlorure de Cu(II) déshydraté et le sulfate de Cu(II), sont connus pour leur écotoxicologie envers les cellules vivantes17,18. L'écotoxicologie est principalement due au redox actif des ions Cu lui-même, qui facilite la formation d'espèces réactives de l'oxygène du Cu et peut donc provoquer une toxicité en aérosol. Depuis un demi-siècle, la cause connue de la toxicité fondamentale est liée au nombre d'ions cuivriques libres et à leur concentration qui modifie la spéciation chimique du Cu19,20,21. Il convient de noter que le niveau rédox des ions cuivriques (Cu2+ ou Cu3+) est différent en raison des différences dans les états d'oxydation22,23,24. La labilité des espèces complexes de Cu contribue à cette condition. Tous ces facteurs peuvent être réduits grâce à l’attachement de ligands inorganiques, ce qui peut principalement réduire la labilité et ainsi diminuer l’affinité relative des nanostructures ligands. La présence de molécules organiques pourrait contribuer à des variations beaucoup plus importantes en termes de distance de diffusion, qui pourraient expliquer les différentes cinétiques des réactions ultérieures.