Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

Electron transfer properties in the Prussian blue analogues RbxMn[Fe(CN)6]y•zH2O

19 juni 2009

Promotie: E.J.M. Vertelman, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Electron transfer properties in the Prussian blue analogues RbxMn[Fe(CN)6]yzH2O

Promotor(s): prof.dr. B. Hessen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

 

Moleculaire magnetische schakelaar verder verfijnd

 

Het onderzoek van Esther Vertelman was erop gericht om uit te vinden hoe het mechanisme van de interne redoxreactie in RbxMn[Fe(CN)6]y•zH2O verbindingen precies werkt. Er is gekeken of deze interne redoxreactie kan worden verfijnd zodat het temperatuurbereik van de hysterese kan worden veranderd naar iedere gewenste temperatuur. De resultaten van dit onderzoek kunnen er toe leiden dat in de toekomst de hysterese kan worden geplaatst rond kamertemperatuur. Op die manier kan er een minuscule magnetische schakelaar worden gemaakt. Deze schakelaar kan met behulp van de juiste kleur licht worden geschakeld en zo worden toegepast voor elektronica of computerdoeleinden.

Het bleek dat hoe minder [Fe(CN)6] defecten er zijn, hoe completer de interne redoxreactie en hoe smaller de hysterese zijn. Dit kan worden verklaard door een veranderde redoxpotentiaal van het Mn-ion, dat als gevolg van de defecten vijf cyanide-groepen en één watermolecuul heeft in plaats van zes cyanides. Ook werd onderzocht welke factor de grootste invloed heeft op de hoeveelheid defecten in het uiteindelijke materiaal. Dit bleek de snelheid te zijn waarmee tijdens de synthese de oplossing die mangaan-ionen bevat, wordt toegevoegd aan de oplossing met ijzerhexacyanide- en rubidium-ionen. Hoe langzamer dit gaat, hoe beter de Mn:Fe verhouding wordt. Het systeem heeft dan voldoende tijd om alle watermoleculen die oorspronkelijk om mangaan zaten, te vervangen door de cyanides die aan ijzer vastzitten. Het percentage materiaal dat een interne redoxreactie vertoont, is direct te zien in het 57Fe Mössbauer spectrum bij kamertemperatuur.

Verder is het voor de eerste maal gelukt om in plaats van poedervormig materiaal ook kristallen te maken die voor 50 procent een interne redoxreactie vertonen onder invloed van temperatuur en licht.

Esther Vertelman (Purmerend, 1980) studeerde scheikunde in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Stratingh Instituut van de RUG en gefinancierd door het Zernike Institute for Advanced Materials. Vertelman is docent aan het Hanze Institute of Technology van de Hanze Hogeschool Groningen.

 

 

The research in this thesis was aimed at figuring out how the mechanism of the internal redox reaction in RbxMn[Fe(CN)6]y•zH2O exactly works. Also it was tried to fine tune the exact position and width of the temperature hysteresis. It turned out that the more [Fe(CN)6] defects are present in the final material, the less complete the internal redox reaction and the wider the hysteresis. This can be explained by a changed redox potential of the Mn ion which has, due to the defects, 5 cyanides and one water molecule rather than 6 cyanides. De most pronounced effect on the amount of defects is during the synthesis the addition speed of the manganese ion containing solution to the ironhexacyanide and rubidium containing solution. The slower this is, the better the Mn:Fe ratio: the system has enough time to replace the water molecules around manganese by the cyanides that are attached to iron. The percentage of material that shows an internal redox reaction is directly visible in the 57Fe Mössbauer spectrum at room temperature. Furthermore, for the first time it was possible to obtain single crystals that show an internal redoxreaction of 50% under the influence of temperature and light. The precize distribution of the rubidium ions and water molecules over the material is a possible explanation for the partial transfer rather than the expected complete transfer. Alkali ions other than rubidium turned out either not to be incorporated or the resulting material did not show an internal redox reaction.

 

Laatst gewijzigd:15 september 2017 15:38
printOok beschikbaar in het: English

Meer nieuws