Theoretical study of perovskite nanowires optical response to hydrogen halides vapor exposure

Highly sensitive detection of harmful to the human health and environment hydrogen halide vapors is one of the key problems for the chemical industry. The available electrochemical and optical sensors most often show no selectivity to different hydrogen halides and can be produced via costly high-tech fabrication. In contrast to them, CsPbBr3 perovskite nanowires (NWs) exhibiting laser generation are capable of selective and precise detecting for HCl and HI. Exposure of a single NW to these analytes results in an anion exchange that modifies the chemical composition of the NW and therefore invokes a small spectral shift of the laser peak. Herein we propose a theoretical model describing such an optical response. Taking into account that the anion exchange occurs at the surface of the NW and initiates the formation of a core-shell structure, we perform numerical estimation of the eigenmode spectral position for different thicknesses of the chlorine-and iodine-rich shell. Calculations reveal that even a 10 nm shell causes a noticeable spectral shift of 0.81 and 0.63 nm for eigenmode in CsPbBr3-CsPbCl3 and CsPbBr3-CsPbl3 core-shell NWs, respectively.

The Reaction of Hydrogen Halides with Tetrahydroborate Anion and Hexahydro-Closo-Hexaborate Dianion

The mechanism of the consecutive halogenation of the tetrahydroborate anion [BH4]− by hydrogen halides (HX, X = F, Cl, Br) and hexahydro-closo-hexaborate dianion [B6H6]2− by HCl via electrophile-induced nucleophilic substitution (EINS) was established by ab initio DFT calculations [M06/6-311++G(d,p) and wB97XD/6-311++G(d,p)] in acetonitrile (MeCN), taking into account non-specific solvent effects (SMD model). Successive substitution of H− by X− resulted in increased electron deficiency of borohydrides and changes in the character of boron atoms from nucleophilic to highly electrophilic. This, in turn, increased the tendency of the B–H bond to transfer a proton rather than a hydride ion. Thus, the regularities established suggested that it should be possible to carry out halogenation more selectively with the targeted synthesis of halogen derivatives with a low degree of substitution, by stabilization of H2 complex, or by carrying out a nucleophilic substitution of B–H bonds activated by interaction with Lewis acids (BL3).

Infrared characterization of the products and the rate coefficient of the reaction between Criegee intermediate CH2OO and HCl

Reactions between Criegee intermediates and hydrogen halides might be significant, particularly in the polluted urban atmosphere, because of their large rate coefficients. Employing a Fourier-transform spectrometer in a step-scan mode...

Ultrahigh-density spin-polarized hydrogen isotopes from the photodissociation of hydrogen halides

Πρόσφατα, η επιστημονική μας ομάδα επέδειξε την παραγωγή ατόμων πολωμένου υδρογόνου, σε υπερηψηλές πυκνότητες της τάξης του 10^(19) cm^(−3), από φωτοδιάσπαση μορίων υδραλογόνου με κυκλικά πολωμένους παλμούς λασερ σε υπεριώδη μήκη κύματος. Η ανίχνευση των ατόμων έγινε με τη χρήση ενός πηνίου, το οποίο μπορεί να ανιχνεύει απότομες αλλαγές στη μαγνήτιση από τις κβαντικές ταλαντώσεις που δημιουργούνται μετά την πόλωση των ατόμων, λόγω της υπέρλεπτης υφής του Υδρογόνου. Οι πυκνότητες αυτές είναι περίπου 7 τάξεις μεγέθους υψηλότερες από αυτές που επιτυγχάνονται με συμβατικές μεθόδους, κάτι που ανοίγει το δρόμο για μια σειρά από νέες εφαρμογές, όπως η υπερταχεία μαγνητομετρία, η παραγωγή πολωμένων ακτίνων σωματιδίων με ενέργειες τάξης MeV και GeV (ακτίνες ηλεκτρονίων με εντάσεις περίπου 4 τάξεις μεγέθους υψηλότερες από ό,τι επιτυγχάνεται με τις υπάρχουσες πηγές), και η μελέτη της πυρηνικής σύντηξης με πολωμένα καύσιμα, όπου οι ενεργοί διατομές για τις αντιδράσεις D−T και D−3He ενισχύονται κατά 50%. Μια από τις σημαντικές ερωτήσεις που αφορούν την παραγωγή πολωμένων ισοτόπων του υδρογόνου με αυτή τη μέθοδο είναι ο ρυθμός της αποπόλωσης των ατόμων αυτών, όταν αυτά παράγονται στο όριο όπου τα μόρια του υδραλογόνου φωτοδιασπώνται πλήρως, και τα παραγώμενα πολωμένα άτομα Υδρογόνου αντιδρούν μόνο με τα άτομα αλογόνου που βρίσκονται στον όγκο της φωτοδιάσπασης. Σε αυτό το όριο, ο ρυθμός αποπόλωσης αναμένεται να είναι υψηλός, αλλά προηγούμενες μετρήσεις σε πυκνότητες της τάξης του 10^(18) −10^(19) cm^2 έδειξαν χρόνους ζωής της τάξης των δεκάδων νς για πολωμένα άτομα Υδρογόνου και Δευτερίου τα οποία παρήχθησαν από φωτοδιάσπαση Υδροβρωμίου και Ιωδιούχου Δευτερίου, αντίστοιχα. Αυτοί οι χρόνοι ζωής ήταν 2 τάξεις μεγέθους υψηλότεροι από ό,τι θα αναμενόταν εάν η ενεργός διατομή αποπόλωσης από ανταλλαγή σπιν μεταξύ Υδρογόνου και αλογόνων ήταν συγκρίσιμη με αυτή μεταξύ Υδρογόνου και αλκαλίων (∼ 2×10^(−15) cm^2).Σε αυτή τη μελέτη παρουσιάζονται μετρήσεις του ρυθμού αποπόλωσης πολωμένων Υδρογόνων από τη φωτοδιάσπαση Υδροχλωρίου, σε πυκνότητα περίπου μια τάξη μεγέθους υψηλότερη από τις παραχθείσες σε Υδροβρώμιο και Ιωδιούχο Δευτέριο. Από τις μετρήσεις αυτές εξάγεται μια εκτίμηση για την ενεργό διατομή της ανταλλαγής σπιν μεταξύ Υδρογόνου και Χλωρίου: σ(SEH−Cl)= 7×10^(−17) cm^2. Η μέτρηση αυτή είναι η πρώτη που διεξάγεται για αυτή την ποσότητα. Οι υψηλές πυκνότητες πολωμένων ατόμων Υδρογόνου που παράγονται με τη μέθοδο της φωτοδιάσπασης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη ενός ευαίσθητου μαγνητομέτρου με χρονική απόκριση της τάξης των nanosecond. Η μεταφορά πληθυσμών ανάμεσα στις καταστάσεις υπέρλεπτης υφής του Υδρογόνου προσφέρουν μια γρήγορη διαμόρφωση σε μια από τις πιο καλά γνωστές φυσικές ποσότητες, τη συχνότητα της υπέρλεπτης υφής του Υδρογόνου στα 1.420405 GHz. Αυτή η διαμόρφωση, σε συνδυασμό με τον υψηλό αριθμό πολωμένων ατόμων που παράγονται από τη φωτοδιάσπαση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση χαμηλών χρονοεξαρτώμενων μαγνητικών πεδίων, τα οποία αίρουν τον εκφυλισμό της διεγερμένης κατάστασης της υπέρλεπτης υφής του υδρογόνου με F = 1. Σε αυτή τη μελέτη παρουσιάζονται, ως απόδειξη της αρχής λειτουργίας του οργάνου, μετρήσεις χαμηλών μαγνητικών πεδίων της τάξης του μT σε ένα δευτερόλεπτο, μέσω μετρήσεων της συχνότητας της χρονοεξαρτώμενης μαγνήτισης που προκαλείται από τη μεταφορά πληθυσμών ανάμεσα στις καταστάσεις υπέρλεπτης υφής του Υδρογόνου. Συμπληρωματικά, παρουσιάζεται μια λεπτομερής πρόταση για τη χρήση αυτού του οργάνου για την ανίχνευση χρονοεξαρτώμενων μαγνητικών πεδίων με χρονική ανάλυση της τάξης του νς, με ευαισθησία της τάξης του pT ανά παλμό λέιζερ.

12-Hydroxy stearic acid appended new amphiphilic scaffolds for selective capture of hydrogen halides through supramolecular hydrogelation

12-Hydroxy stearic acid appended with various aromatic C-terminal residues serves as a new amphiphilic scaffold for selective halide capture.