Published May 4, 2020 | Version v1
Publication Metadata-only

Hydroxamic acid-functionalized graphene thin films as nanocatalysts towards organophosphate degradation

Creators

  • 1. Universidade Federal do Paraná

Description

Abstract Herein we describe the covalent functionalization of graphene oxide with hydroxamic acid groups (GOHD) anchored directly on the carboxylate groups. The functionalization was confirmed by several characterization techniques, such as infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. The anchored groups have many potential applications, but we focused on its catalytic activity towards organophosphate (OPs) degradation, a serious environmental and health worldwide issue. The material was applied as nanocatalysts towards the degradation of the organophosphate of diethyl 2,4-dinitrophenyl phosphate and the real-life pesticide dimethyl 4-nitrophenyl phosphate (Paraoxon). High catalytic increments were obtained up to 10 8 fold (Paraoxon). Thus, reactions that would take over millions of years are reduced to a couple of days. Overall, the nanocatalyst shows potential as efficient detoxifying agents to eliminate chemical warfare stocks and pesticides by employing a practical material that can be deposited on any substrate and even over large areas.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

نبذة مختصرة هنا نصف الوظيفة التساهمية لأكسيد الجرافين مع مجموعات حمض الهيدروكساميك (GOHD) المرتكزة مباشرة على مجموعات الكربوكسيلات. تم تأكيد الوظيفة من خلال العديد من تقنيات التوصيف، مثل التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، والتحليل الحراري، والمجهر الإلكتروني للمسح الضوئي، ومطيافية رامان. لدى المجموعات الراسية العديد من التطبيقات المحتملة، لكننا ركزنا على نشاطها التحفيزي نحو تدهور الفوسفات العضوي، وهي قضية بيئية وصحية خطيرة في جميع أنحاء العالم. تم تطبيق المادة كمحفزات نانوية نحو تحلل الفوسفات العضوي لثنائي إيثيل 2،4 -ثنائي نيترو فينيل فوسفات ومبيد الآفات الحقيقي ثنائي ميثيل 4 -نيترو فينيل فوسفات (باراوكسون). تم الحصول على زيادات تحفيزية عالية تصل إلى 108 أضعاف (باراكسون). وبالتالي، فإن ردود الفعل التي قد تستغرق ملايين السنين تنخفض إلى يومين. بشكل عام، يُظهر المحفز النانوي إمكانات كعوامل فعالة لإزالة السموم للتخلص من مخزونات الحرب الكيميائية ومبيدات الآفات من خلال استخدام مادة عملية يمكن ترسيبها على أي ركيزة وحتى على مساحات واسعة.

Translated Description (French)

Résumé Nous décrivons ici la fonctionnalisation covalente de l'oxyde de graphène avec des groupes acide hydroxamique (GOHD) ancrés directement sur les groupes carboxylate. La fonctionnalisation a été confirmée par plusieurs techniques de caractérisation, telles que la spectroscopie infrarouge, l'analyse thermogravimétrique, la microscopie électronique à balayage et la spectroscopie Raman. Les groupes ancrés ont de nombreuses applications potentielles, mais nous nous sommes concentrés sur son activité catalytique envers la dégradation des organophosphates (OP), un grave problème environnemental et sanitaire mondial. Le matériau a été appliqué en tant que nanocatalyseurs à la dégradation de l'organophosphate de diéthyl 2,4-dinitrophényl phosphate et du pesticide réel diméthyl 4-nitrophényl phosphate (Paraoxon). Des incréments catalytiques élevés ont été obtenus jusqu'à 10 8 fois (Paraoxon). Ainsi, les réactions qui prendraient des millions d'années sont réduites à quelques jours. Dans l'ensemble, le nanocatalyseur montre un potentiel en tant qu'agents détoxifiants efficaces pour éliminer les stocks de guerre chimique et les pesticides en utilisant un matériau pratique qui peut être déposé sur n'importe quel substrat et même sur de grandes surfaces.

Translated Description (Spanish)

Resumen En el presente documento se describe la funcionalización covalente de óxido de grafeno con grupos de ácido hidroxámico (GOHD) anclados directamente en los grupos carboxilato. La funcionalización se confirmó mediante varias técnicas de caracterización, como la espectroscopia infrarroja, el análisis termogravimétrico, la microscopía electrónica de barrido y la espectroscopia Raman. Los grupos anclados tienen muchas aplicaciones potenciales, pero nos centramos en su actividad catalítica hacia la degradación de organofosforados (OP), un grave problema ambiental y de salud en todo el mundo. El material se aplicó como nanocatalizadores hacia la degradación del organofosfato de dietil 2,4-dinitrofenil fosfato y el pesticida de la vida real dimetil 4-nitrofenil fosfato (Paraoxon). Se obtuvieron altos incrementos catalíticos de hasta 10 8 veces (Paraoxon). Por lo tanto, las reacciones que tomarían millones de años se reducen a un par de días. En general, el nanocatalizador muestra potencial como agentes desintoxicantes eficientes para eliminar las existencias de armas químicas y pesticidas mediante el empleo de un material práctico que se puede depositar en cualquier sustrato e incluso en grandes áreas.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
أغشية رقيقة من الجرافين تعمل بحمض الهيدروكساميك كمحفزات نانوية نحو تدهور الفوسفات العضوي
Translated title (French)
Films minces de graphène fonctionnalisé à l'acide hydroxamique en tant que nanocatalyseurs pour la dégradation des organophosphates
Translated title (Spanish)
Películas delgadas de grafeno funcionalizadas con ácido hidroxámico como nanocatalizadores hacia la degradación de organofosforados

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3014873316
DOI
10.1088/2515-7639/ab854c

Is supplement to
https://openalex.org/W4251659665 (Other)
https://openalex.org/W4233622872 (Other)
https://openalex.org/W3012554325 (Other)
https://openalex.org/W2917661076 (Other)
https://openalex.org/W262268435 (Other)
https://openalex.org/W2409381000 (Other)
https://openalex.org/W2395149724 (Other)
https://openalex.org/W2059747891 (Other)
https://openalex.org/W1993501478 (Other)
https://openalex.org/W1501880345 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1971175114
  • https://openalex.org/W1981923161
  • https://openalex.org/W1983801726
  • https://openalex.org/W1989189839
  • https://openalex.org/W1993854776
  • https://openalex.org/W1994869687
  • https://openalex.org/W1996400840
  • https://openalex.org/W1999698674
  • https://openalex.org/W2002537437
  • https://openalex.org/W2006269693
  • https://openalex.org/W2017150381
  • https://openalex.org/W2024947479
  • https://openalex.org/W2029821859
  • https://openalex.org/W2038754799
  • https://openalex.org/W2043574023
  • https://openalex.org/W2049670960
  • https://openalex.org/W2075758931
  • https://openalex.org/W2076692646
  • https://openalex.org/W2078235366
  • https://openalex.org/W2084711599
  • https://openalex.org/W2085563934
  • https://openalex.org/W2089892436
  • https://openalex.org/W2092345942
  • https://openalex.org/W2100500428
  • https://openalex.org/W2101468933
  • https://openalex.org/W2135479172
  • https://openalex.org/W2136334331
  • https://openalex.org/W2162837609
  • https://openalex.org/W2172032869
  • https://openalex.org/W2306488048
  • https://openalex.org/W2314502712
  • https://openalex.org/W2326896341
  • https://openalex.org/W2333503283
  • https://openalex.org/W2520617562
  • https://openalex.org/W2606476764
  • https://openalex.org/W2766613601
  • https://openalex.org/W2889667024
  • https://openalex.org/W789331953