एक समान आकार और आकृति विज्ञान के सोने के नैनोकणों को सोनोकेमिकल मार्ग के माध्यम से कुशलतापूर्वक संश्लेषित किया जा सकता है। सोने के नैनोपार्टिकल संश्लेषण की अल्ट्रासोनिक रूप से प्रचारित रासायनिक प्रतिक्रिया कण आकार, आकार (जैसे, नैनोस्फीयर, नैनोरोड्स, नैनोबेल्ट्स आदि) और आकृति विज्ञान के लिए ठीक से नियंत्रित की जा सकती है। प्रभावोत्पादक, सरल, तेजी से और हरित रासायनिक प्रक्रिया औद्योगिक पैमाने पर सोने की नैनोस्ट्रक्चर के विश्वसनीय उत्पादन के लिए अनुमति देती है।

गोल्ड नैनोकणों और नैनोस्ट्रक्चर्स

सोने के नैनोकणों और नैनो आकार की संरचनाओं को व्यापक रूप से आर में लागू किया जाता है&इलेक्ट्रॉनिक, चुंबकीय और ऑप्टिकल विशेषताओं, क्वांटम आकार प्रभाव, सतह प्लाज्मन अनुनाद, उच्च उत्प्रेरक गतिविधि, अन्य गुणों के बीच आत्म-असेंबली सहित नैनो आकार के सोने के अद्वितीय गुणों के कारण डी और औद्योगिक प्रक्रियाएं। सोने के नैनो-कणों (एयू-एनपीएस) के लिए आवेदन के क्षेत्र नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के निर्माण के साथ-साथ इमेजिंग, नैनो-फोटोनिक्स, नैनोमैग्नेटिक, बायोसेंसर, रासायनिक सेंसर, ऑप्टिकल और थेरनोस्टिक अनुप्रयोगों, दवा वितरण के साथ-साथ अन्य उपयोगों में उपयोग के रूप में उत्प्रेरक के रूप में उपयोग से लेकर होते हैं।

गोल्ड नैनोपार्टिकल संश्लेषण के तरीके

नैनो संरचित सोने के कणों को उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके विभिन्न मार्गों के माध्यम से संश्लेषित किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिकेशन न केवल एक सरल, कुशल और विश्वसनीय तकनीक है, इसके अलावा सोनीशन जहरीले या कठोर रासायनिक एजेंटों के बिना सोने के आयनों की रासायनिक कमी के लिए स्थितियां बनाता है और विभिन्न मॉर्फोलॉज के महान धातु नैनोकणों के गठन के लिए सक्षम बनाता है। मार्ग और सोनोकेमिकल उपचार (जिसे सोनोसिंथेसिस भी कहा जाता है) का चुनाव सोने के नैनोस्ट्रक्चर जैसे सोने के नैनोस्ट्रक्चर जैसे सोने के नैनोसेरेचर, नैनोरोड, नैनोबेल्ट आदि को एक समान आकार और आकृति विज्ञान के साथ उत्पादन करने की अनुमति देता है।
नीचे आप सोने के नैनोकणों की तैयारी के लिए चयनित सोनोकेमिकल पथ पा सकते हैं।

अल्ट्रासोनिक रूप से बेहतर तुर्कविच विधि

सोनीशन का उपयोग तुर्कविच साइट्रेट-रिडक्शन प्रतिक्रिया के साथ-साथ संशोधित तुर्कविच प्रक्रियाओं को तेज करने के लिए किया जाता है।
तुर्कविच विधि व्यास में लगभग 10-20 एनएम के विनय मोनोडिस्परसे गोलाकार सोने के नैनोकणों का उत्पादन करती है। बड़े कणों का उत्पादन किया जा सकता है, लेकिन मोनोडिस्परिटी और आकार की कीमत पर। इस विधि में, गर्म क्लोरोएरिक एसिड का इलाज सोडियम साइट्रेट समाधान के साथ किया जाता है, जो कोलाइडल सोने का उत्पादन करता है। तुर्कविच प्रतिक्रिया क्षणिक सोने के नैनोवायर के गठन के माध्यम से आय होती है। ये सोने के नैनोवायर रूबी-लाल होने से पहले प्रतिक्रिया समाधान की अंधेरी उपस्थिति के लिए जिम्मेदार होते हैं।
Fuentes-García एट अल ( 2020), जो सोनोकेमिक रूप से सोने के नैनोकणों का संश्लेषण करते हैं, रिपोर्ट करते हैं कि एकमात्र ऊर्जा स्रोत के रूप में अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके उच्च अवशोषण बातचीत के साथ सोने के नैनोकणों का निर्माण करना संभव है, प्रयोगशाला आवश्यकताओं को कम करना और सरल मापदंडों को संशोधित करने वाले गुणों को नियंत्रित करना।
ली एट अल (2012) ने दिखाया कि अल्ट्रासोनिक ऊर्जा 20 से 50 एनएम के ट्यूनेबल आकारों के गोलाकार सोने के नैनोकणों (AuNPs) के उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। सोडियम साइट्रेट कमी के माध्यम से सोनोसिंथेसिस वायुमंडलीय परिस्थितियों में जलीय समाधान में मोनोडिस्परेज गोलाकार सोने के नैनोकणों का उत्पादन करता है।

अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर तुर्केविच-फ्रेंस विधि

उपरोक्त वर्णित प्रतिक्रिया पथ का एक संशोधन तुर्कविच-फ्रेंस विधि है, जो सोने के नैनोकणों के संश्लेषण के लिए एक सरल बहु-चरण प्रक्रिया है। अल्ट्रासोनिकेशन तुर्कविच मार्ग के समान तरीके से तुर्केविच-फ्रेंस प्रतिक्रिया मार्ग को बढ़ावा देता है। तुर्कविच-फ्रेंस मल्टीपल-स्टेप प्रक्रिया का प्रारंभिक चरण, जहां प्रतिक्रियाएं श्रृंखला में और समानांतर रूप से होती हैं, साइट्रेट का ऑक्सीकरण है जो डिकार्बोक्सी एसीटोन की पैदावार करता है। फिर, ऑरिक नमक को औरस नमक और एयू में कम कर दिया जाता है⁰, और आऊ नमक पर इकट्ठा किया जाता है⁰ परमाणुओं को AuNP बनाने के लिए (नीचे योजना देखें) ।

तुर्कविच विधि के माध्यम से सोने के नैनोपार्टिकल संश्लेषण।
योजना और अध्ययन: ©झाओ एट अल., 2013

इसका मतलब यह है कि डिकार्बोक्सी एसीटोन के परिणामस्वरूप साइट्रेट के ऑक्सीकरण के बजाय साइट्रेट ही तुर्केविच-फ्रेंस प्रतिक्रिया में वास्तविक AuNP स्टेबलाइजर के रूप में कार्य कर रहा है। साइट्रेट नमक अतिरिक्त रूप से सिस्टम के पीएच को संशोधित करता है, जो सोने के नैनोकणों (AuNPs) के आकार और आकार वितरण को प्रभावित करता है। तुर्कविच-फ्रेंस प्रतिक्रिया की ये स्थितियां 20 से 40एनएम के बीच कण आकार के साथ लगभग मोनोडिस्पर्स सोने के नैनोकणों का उत्पादन करती हैं। सटीक कण आकार को समाधान के पीएच के साथ-साथ अल्ट्रासोनिक मापदंडों द्वारा भिन्नता पर संशोधित किया जा सकता है। साइट्रेट-स्थिर AuNPs हमेशा 10 एनएम से बड़ा होता है, क्योंकि ट्राइसोडियम साइट्रेट डिहाइड्रेट की सीमित कमाई की क्षमता होती है। हालांकि, डी का उपयोग₂हे के बजाय हल सॉल्वेंट के रूप में एच₂AuNPs के संश्लेषण के दौरान ओ 5 एनएम के कण आकार के साथ AuNPs संश्लेषण करने की अनुमति देता है। डी के अलावा के रूप में₂ओ साइट्रेट की कम ताकत में वृद्धि, डी के संयोजन₂हे और सी₆एच₉ना₃हे₉. (cf. Zhao एट अल., २०१३)

सोनोकेमिकल तुर्कविच-फ्रेंस मार्ग के लिए प्रोटोकॉल

तुर्कविच-फ्रेंस विधि के माध्यम से बॉटम-अप प्रक्रिया में सोने के नैनोकणों को संश्लेषित करने के लिए, क्लोरोऑरिक एसिड (एचएसीएल) का 50mL₄), 0.025 mM को 100 एमएल ग्लास बीकर में डाला जाता है, जिसमें ट्राइसोडियम साइट्रेट (ना) के 1.5% (w/v) जलीय समाधान का 1 एमएल₃सीटी) कमरे के तापमान पर अल्ट्रासोनिकेशन के तहत जोड़ा जाता है। अल्ट्रासोनिकेशन 60W, 150W, और 210W पर किया गया था। ना₃सीटी/एचयूसीएल₄ नमूनों में उपयोग किया जाने वाला अनुपात 3:1 (w/v) है। अल्ट्रासोनिकेशन के बाद कॉलोइडल सॉल्यूशंस ने अलग-अलग रंग, 60 डब्ल्यू के लिए वायलेट और 150 और 210 डब्ल्यू के नमूनों के लिए रूबी-रेड दिखाया। संरचनात्मक लक्षण वर्णन के अनुसार, छोटे आकार और सोने के नैनोकणों के अधिक गोलाकार समूहों का उत्पादन सोनीशन शक्ति में वृद्धि करके किया गया था। Fuentes-García एट अल . (२०२१) अपनी जांच में कण आकार, पॉलीहेड्रल संरचना और सोनोकेमिक रूप से संश्लेषित सोने के नैनोकणों के ऑप्टिकल गुणों और उनके गठन के लिए प्रतिक्रिया काइनेटिक्स पर सोनीकेशन बढ़ाने का मजबूत प्रभाव दिखाते हैं । दोनों, 16एनएम और 12एनएम के आकार के साथ सोने के नैनोकणों को एक सिलवाया सोनोकेमिकल प्रक्रिया के साथ उत्पादित किया जा सकता है। (Fuentes-García एट अल., 2021)

(क,ख) TEM छवि और (ग) सोनोकेमिक रूप से संश्लेषित सोने के नैनोकणों (AuNPs) के आकार का वितरण
चित्र और अध्ययन: © Dheyab एट अल., २०२० ।

गोल्ड नैनोकणों का सोनोलिसिस

सोने के कणों की प्रयोगात्मक पीढ़ी के लिए एक और विधि सोनोलिसिस द्वारा है, जहां अल्ट्रासाउंड 10 एनएम के तहत व्यास के साथ सोने के कणों के संश्लेषण के लिए लागू किया जाता है। रिएजेंट्स के आधार पर, सोनोलिटिक प्रतिक्रिया को विभिन्न शिष्टाचार में चलाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एचएयूसीएल के एक जलीय समाधान का सोनिकेशन₄ ग्लूकोज के साथ, हाइड्रोक्सिल रेडिकल्स और चीनी पायरोलिसिस रेडिकल्स कम करने वाले एजेंटों के रूप में कार्य करते हैं। ये कण तीव्र अल्ट्रासाउंड और थोक पानी द्वारा बनाए गए टूट गुहाओं के बीच अंतरअजातीय क्षेत्र में बनते हैं। सोने के नैनोस्ट्रक्चर की आकृतिविज्ञान नैनोरिबन हैं, जिनमें चौड़ाई 30-50 एनएम और कई माइक्रोमीटर की लंबाई है। ये रिबन बहुत लचीले होते हैं और 90 डिग्री से बड़े कोणों के साथ झुक सकते हैं। जब ग्लूकोज साइक्लोडेक्सट्रिन, एक ग्लूकोज ओलिगोमर द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, केवल गोलाकार सोने के कणों को प्राप्त कर रहे हैं, सुझाव है कि ग्लूकोज एक रिबन की ओर आकृति विज्ञान निर्देशन में आवश्यक है ।

सोनोकेमिकल नैनो-गोल्ड संश्लेषण के लिए अनुकरणीय प्रोटोकॉल

साइट्रेट-लेपित AuNPs को संश्लेषित करने के लिए उपयोग की जाने वाली अग्रदूत सामग्री में HAuCl शामिल हैं₄, सोडियम साइट्रेट और आसुत पानी। नमूना तैयार करने के लिए, पहला कदम HAuCl के विघटन शामिल₄ 0.03 मीटर की एकाग्रता के साथ आसुत पानी में। बाद में, HAuCl का समाधान₄ (2 एमएल) को 20 एमएल जलीय 0.03 मीटर सोडियम साइट्रेट सॉल्यूशन में ड्रॉपवाइज जोड़ा गया था। मिश्रण चरण के दौरान, अल्ट्रासोनिक हॉर्न के साथ एक उच्च घनत्व अल्ट्रासोनिक प्रोब (20 किलोहर्ट्ज) को 17.9 W·सेमी की लग शक्ति पर 5 मिनट के लिए समाधान में डाला गया था।²
(2020 में सीएफ धाबे)

सोनीशन का उपयोग करके गोल्ड नैनोबेल्ट सिंथेसिस

एकल क्रिस्टललाइन नैनोबेल्ट (TEM छवि बाएं देखें) HAuCl के एक जलीय समाधान के सोनीकरण के माध्यम से संश्लेषित किया जा सकता है₄ α-डी-ग्लूकोज की उपस्थिति में reagens के रूप में। सोनियोकेमी रूप से संश्लेषित सोने के नैनोबेल्ट 30 से 50 एनएम की औसत चौड़ाई और कई माइक्रोमीटर लंबाई दिखाते हैं। सोने के नैनोबेल्ट के उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिक प्रतिक्रिया सरल, तेजी से है और जहरीले पदार्थों के उपयोग से बचा जाता है। (cf. झांग एट अल, २००६)

गोल्ड एनपीएस के सोनोकेमिकल संश्लेषण को प्रभावित करने के लिए सर्फेक्टेंट

रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर तीव्र अल्ट्रासाउंड का आवेदन रूपांतरण और पैदावार को शुरू और बढ़ावा देता है। एक समान कण आकार और कुछ लक्षित आकार/मॉर्फोलोजी प्राप्त करने के लिए, सर्फेक्टेंट का चुनाव एक महत्वपूर्ण कारक है । अल्कोहल के अलावा कण के आकार और आकार को नियंत्रित करने में भी मदद मिलती है। उदाहरण के लिए, ए-डी-ग्लूकोज की उपस्थिति में, जलीय एचयूसीएल की सोनोलिसिस प्रक्रिया में प्रमुख प्रतिक्रियाएं₄ जैसा कि निम्नलिखित समीकरणों में दर्शाया गया है (1-4):
(1) एच₂ ओ -> एच∙ + ओह∙
(2) चीनी -> पायरोलिसिस रेडिकल्स
(3) एतृतीय + कट्टरपंथियों को कम करने -au >⁰
(4) nAu⁰ -> AuNP (नैनोबेल्ट)
(cf. Zhao एट अल., २०१४)

जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर की शक्ति

अल्ट्रासोनिक प्रोब्स या सोनोटरोड्स (जिसे अल्ट्रासोनिक सींग भी कहा जाता है) रासायनिक समाधानों में बहुत केंद्रित रूप में उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड और ध्वनिक कैविटेशन प्रदान करते हैं। पावर अल्ट्रासाउंड का यह ठीक नियंत्रणीय और कुशल संचरण विश्वसनीय, ठीक नियंत्रणीय और प्रजनन योग्य स्थितियों के लिए अनुमति देता है, जहां रासायनिक प्रतिक्रिया मार्ग शुरू किए जा सकते हैं, तेज और स्विच किए जा सकते हैं। इसके विपरीत, एक अल्ट्रासोनिक स्नान (जिसे अल्ट्रासोनिक क्लीनर या टैंक के रूप में भी जाना जाता है) बहुत कम शक्ति घनत्व के साथ अल्ट्रासाउंड बचाता है और बेतरतीब ढंग से होने वाले कैविटेशन स्पॉट को एक बड़ी तरल मात्रा में वितरित करता है। यह अल्ट्रासोनिक स्नान किसी भी सोनोकेमिकल प्रतिक्रियाओं के लिए अविश्वसनीय बनाता है।
"अल्ट्रासोनिक सफाई स्नान में एक शक्ति घनत्व होता है जो अल्ट्रासोनिक सींग द्वारा उत्पन्न होने वाले एक छोटे प्रतिशत से मेल खाता है। सोनोकेमिस्ट्री में स्नान की सफाई का उपयोग सीमित है, यह देखते हुए कि पूरी तरह से सजातीय कण का आकार और आकृति विज्ञान हमेशा नहीं पहुंचा जाता है। यह नाभिक और बढ़ती प्रक्रियाओं पर अल्ट्रासाउंड के शारीरिक प्रभावों के कारण है । (गोंजालेज-मेंडोजा एट अल 2015)

गोल्ड नैनोकणों के संश्लेषण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर

हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स सोने और अन्य महान धातु नैनोस्ट्रक्चर जैसे नैनोकणों के सोनोकेमिकल संश्लेषण (सोनो-संश्लेषण) के लिए शक्तिशाली और विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर की आपूर्ति करता है। अल्ट्रासोनिक आंदोलन और फैलाव विषम प्रणालियों में बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ाता है और नैनो-कणों को उपजी करने के लिए परमाणु समूहों के गीला और बाद में नाभिक को बढ़ावा देता है। नैनो-कणों का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण एक सरल, लागत प्रभावी, जैव-संगत, प्रजनन योग्य, तेजी से और सुरक्षित तरीका है।
Hielscher Ultrasonics नैनो के आकार की संरचनाओं जैसे नैनोशेरे, नैनोरोड, नैनोबेल्ट, नैनो-रिबन, नैनोक्लस्टर, कोर-शेल कणों आदि के गठन के लिए शक्तिशाली और ठीक नियंत्रणीय अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर की आपूर्ति करता है।
हमारे ग्राहक हिल्स्चर डिजिटल उपकरणों की स्मार्ट सुविधाओं को महत्व देते हैं, जो बुद्धिमान सॉफ्टवेयर, रंगीन टच डिस्प्ले, अंतर्निहित एसडी-कार्ड पर स्वचालित डेटा प्रोटोकॉलिंग से लैस हैं और उपयोगकर्ता के अनुकूल और सुरक्षित संचालन के लिए एक सहज मेनू की सुविधा देते हैं।
16,000 वाट शक्तिशाली औद्योगिक अल्ट्रासोनिक सिस्टम तक प्रयोगशाला के लिए 50 वाट हाथ से आयोजित अल्ट्रासोनिकेटर से पूरी शक्ति सीमा को कवर करते हुए, Hielscher आपके आवेदन के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक सेटअप है। प्रवाह के माध्यम से रिएक्टरों में बैच और निरंतर इनलाइन उत्पादन के लिए सोनोकेमिकल उपकरण किसी भी बेंच-टॉप और औद्योगिक आकार में आसानी से उपलब्ध है। Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती भारी शुल्क पर 24/7 आपरेशन के लिए और मांग वातावरण में अनुमति देता है ।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है: