Vert sonochimique Route Silver Nanoparticules

Les nanoparticules d'argent (de AGNPS) sont fréquemment utilisés des nanomatériaux en raison de leurs propriétés anti-microbiennes, les propriétés optiques et une conductivité électrique élevée. La route sonochimique utilisant carraghénane kappa est une méthode de synthèse simple, facile à l'environnement pratique et pour la préparation de particules d'argent nano. k-carraghénane est utilisé comme stabilisant respectueux de l'environnement naturel, tandis que les actes d'ultrasons de puissance comme un agent réducteur vert.

Synthèse verte par ultrasons de nanoparticules d'argent

Elsupikhe et al. (2015) ont mis au point un vert voie de synthèse assistée par ultrasons pour la préparation de nanoparticules d'argent (de AGNPS). Sonochemistry est bien connu pour favoriser de nombreuses réactions chimiques par voie humide. La sonication permet de synthsize AGNPS avec κ-carraghénane en tant que stabilisant naturel. La réaction fonctionne à température ambiante et produit des nanoparticules d'argent avec la structure cristalline fcc sans impuretés. La distribution de taille de particule des AGNPS peut être influencée par la concentration de κ-carraghénane.

synthèse verte sonochimique de l'argent NPs. (Cliquez pour agrandir!)

Schéma d'interaction entre les groupes chargés Ag-NPs qui sont plafonnés avec κ-carraghénane sous sonication. [Elsupikhe et al. 2015]

Procédure

    L'Ag-NPs ont été synthétisés en réduisant AgNO3 en utilisant ultrasonication en présence de κ-carraghénane. Pour obtenir des échantillons différents, cinq suspensions ont été préparées en ajoutant 10 ml de 0,1 M d'AgNO3 à 40 ml κ-carraghénane. Les solutions κ-carraghénane utilisées étaient de 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 et 0,3% en poids, respectivement.
    Les solutions ont été agitées pendant 1 h pour obtenir AgNO3/ Κ-carraghénane.
    Ensuite, les échantillons ont été exposés à une irradiation ultrasonique intense: L'amplitude du dispositif à ultrasons UP400S (400W, 24kHz) a été fixé à 50%. Sonication a été appliquée pendant 90 minutes à la température ambiante. La sonotrode des processeurs de liquide à ultrasons UP400S a été immergée directement dans la solution réactionnelle.
    Après sonication, les suspensions ont été centrifugées pendant 15 minutes et lavées avec de l'eau distillée deux fois quatre fois pour éliminer le résidu de l'ion argent. Les nanoparticules précipitées ont été séchées à 40 ° C pendant une nuit sous vide pour obtenir le Ag-IP.

Équation

  1. nH2la —Sonication–> H + + OH
  2. OH + RH –> R + H2la
  3. Agno3–hydrolyse–> Ag+ + NO3
  4. R + Ag+ —> Ag ° + R’ H ++
  5. argent+ H + –réductions–> Ag °
  6. argent+ H +2la —> Ag ° + OH + H+

Analyse et résultats

Pour évaluer les résultats, les échantillons ont été analysés par analyse spectroscopique UV-visible, diffraction des rayons X, l'analyse chimique FT-IR, TEM et images SEM.
Le nombre d'Ag-NP augmente avec l'augmentation des concentrations de κ-carraghénane. La formation d'Ag / κ-carraghénane a été déterminée par spectroscopie UV-visible où le maximum d'absorption plasmonique de surface a été observé entre 402 et 420 nm. L'analyse par diffraction des rayons X (XRD) a montré que les Ag-NP ont une structure cubique à faces centrées. Le spectre infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR) indique la présence de Ag-NP dans le κ-carraghénane. L'image par microscopie électronique à transmission (TEM) pour la concentration la plus élevée de κ-carraghénane a montré la distribution des Ag-NP avec une taille moyenne de particule proche de 4,21 nm. Les images obtenues par microscopie électronique à balayage (MEB) illustrent la forme sphérique des NP-Ag. L'analyse par MEB montre qu'avec l'augmentation de la concentration en κ-carraghénane, des modifications de la surface de l'Ag / κ-carraghénane se produisent, de sorte que de petite taille Ag-IP avec une forme sphérique ont été obtenus.

images TEM de Ag / κ-carraghénane sonochemically synthétisé. (Cliquez pour agrandir!)

images MET et des distributions de tailles correspondantes pour Ag / κ-carraghénane sonochemically synthétisé à différentes concentrations de κ-carraghénane. [0,1%, 0,2% et 0,3%, respectivement (a, b, c)].

synthèse sonochimique de nanoparticules d'argent (de AGNPS) avec l'appareil à ultrasons UP400S

Ag + / κ-carraghénane (à gauche) et soniqué Ag / κ-carraghénane (à droite). Sonication a été réalisée avec les UP400S pour 90min. [Elsupikhe et al. 2015]

Demande d'information





homogénéisateur à ultrasons UP400S (Cliquez pour agrandir!)

UP400S – l'appareil à ultrasons utilisé pour la synthèse de nanoparticules d'Ag sonochimique

images SEM de nanoparticules d'argent synthétisés par ultrasons (Cliquez pour agrandir!)

images SEM pour Ag / κ-carraghénine à différentes concentrations de κ-carraghénane. [0,1%, 0,2% et 0,3%, respectivement (a, b, c)]. [Elsupikhe et al. 2015]

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Informations de base

sonochimie

Lorsque ultrasons puissant est appliquée à des réactions chimiques en solution (liquide ou à l'état de bouillie), on fournit de l'énergie d'activation spécifique en raison d'un phénomène physique, connu sous le nom de cavitation acoustique. Cavitation crée des forces de cisaillement élevées et des conditions extrêmes telles que des températures très élevées et des vitesses de refroidissement, des pressions et des jets de liquide. Ces forces intenses peuvent déclencher des réactions et de détruire des forces d'attraction de molécules dans la phase liquide. De nombreuses réactions sont connues pour bénéficier d'irradiation par ultrasons, par exemple, sonolyse, sol-gel itinéraire, La synthèse de sonochimique palladium, latex, hydroxyapatite et beaucoup d'autres substances. En savoir plus sur Sonochemistry ici!

argent nanoparticules

nano-particules d'argent sont caractérisées par une taille comprise entre 1nm et 100nm. Bien que souvent décrit comme étant « l'argent’ certains sont composés d'un grand pourcentage de l'oxyde d'argent en raison de leur grand rapport des atomes d'argent surface-volume. nanoparticules d'argent peuvent apparaître avec des structures différentes. Le plus souvent, des nanoparticules d'argent sphériques sont synthétisés, mais diamant, feuilles octogonales et minces sont également utilisés.
Les nanoparticules d'argent sont très fréquentés dans des applications médicales. Les ions d'argent sont bioactifs et ont de puissants effets antimicrobiens et germicides. Leur surface extrêmement large permet la coordination de nombreux ligands. D'autres caractéristiques importantes sont la conductivité et les propriétés optiques uniques.
Pour leurs caractéristiques conductrices, des nanoparticules d'argent souvent incorporés dans les matériaux composites, matières plastiques, des résines époxy et des adhésifs. Les particules d'argent augmentent la conductivité électrique; donc des pâtes et encres argent sont fréquemment utilisés dans la fabrication de produits électroniques. Étant donné que les nanoparticules d'argent soutiennent plasmons de surface, AGNPS ont des propriétés optiques exceptionnelles. nanoparticules d'argent plasmoniques sont utilisés pour les capteurs, détecteurs et équipements d'analyse tels que Spectroscopie Raman améliorée de surface (SERS de) et de plasmon de surface Champ amélioré spectroscopie de fluorescence (PSSA).

carraghénane

Le carraghénane est un polymère naturel pas cher, qui se trouve dans diverses espèces d'algues rouges. Les carraghénanes sont des polysaccharides sulfatés linéaires qui sont largement utilisés dans l'industrie alimentaire, pour leur gélification, l'épaississement et les propriétés de stabilisation. Leur application principale est dans les produits laitiers et de la viande, en raison de leur forte liaison aux protéines alimentaires. Il existe trois variétés principales de carraghénane, qui se distinguent par leur degré de sulfatation. Kappa-carraghénane a un groupe sulfate par disaccharide. Iota-carraghénane (ι-carraghénine) comporte deux sulfates par disaccharide. Carraghénine lambda (λ-carraghénine) a trois sulfates par disaccharide.
Kappa carraghénane (κ-carraghénane) a une structure linéaire de polysaccharide sulfaté de D-galactose et de 3,6-anhydro-D-galactose.
carraghénane κ- est largement utilisé dans l'industrie alimentaire, par exemple comme agent gélifiant et pour la modification de la texture. Il peut être trouvé comme additif dans la crème glacée, crème, fromage cottage, milkshakes, sauces à salade, lait concentré sucré, le lait de soja & autres laits végétaux, et les sauces pour augmenter la viscosité du produit.
En outre, κ-carraghénane peut être trouvée dans des produits non alimentaires tels que des épaississants dans les crèmes de shampooing et cosmétiques, dans le dentifrice (en tant que stabilisant pour empêcher les constituants de séparation), la mousse de lutte contre l'incendie (comme agent épaississant pour amener la mousse à devenir collant), des gels désodorisants , cirage (pour augmenter la viscosité), dans la biotechnologie pour immobiliser des enzymes, des cellules / dans les produits pharmaceutiques (comme excipient inactif dans les pilules / comprimés), dans la nourriture pour animaux, etc.