Zöld szonokémiai út ezüst nanorészecskékhez

Az ezüst nanorészecskék (AgNPs) gyakran használják a nanoanyagokat antimikrobiális tulajdonságaik, optikai tulajdonságaik és nagy elektromos vezetőképessége miatt. A kapa carrageenánnal végzett szonokémiai út egy egyszerű, kényelmes és környezetbarát szintézis módszer az ezüst-nano részecskék előállítására. A κ-karrageenant természetes környezetbarát stabilizátorként használják, míg az energia-ultrahang zöld redukáló ágensként működik.

Ezüst nanorészecskék zöld, ultrahangos szintézise

Elsupikhe et al. (2015) kifejlesztett egy zöld, ultrahanggal támogatott szintézis utat ezüst nanorészecskék (AgNPs) előállításához. A sonokémia jól ismert számos nedves kémiai reakció elősegítésére. Az Sonication lehetővé teszi, hogy az AgNP-ket κ-karragénnel természetes stabilizátorként szintetizáljuk. A reakció szobahőmérsékleten megy végbe, és ezüst nanorészecskéket állít elő fcc kristályszerkezettel, bármilyen szennyeződés nélkül. Az AgNP-k szemcseméret-eloszlását a κ-karragenán koncentrációja befolyásolhatja.

Az ezüst NP-ek szinokémiai szintézise. (Kattints a kinagyításhoz!)

Az Ag-NP-k töltetű csoportjai közötti kölcsönhatás sémája, amely ultrahanggal végzett κ-karragénnel van határolva. [Elsupikhe et al. 2015]

eljárás

    Az Ag-NP-ket az AgNO csökkentésével állítottuk elő3 ultrahangos alkalmazásával κ-karragén jelenlétében. Különböző minták előállításához öt szuszpenziót készítettünk 10 ml 0,1 M AgNO hozzáadásával3 40 ml-es κ-karragénhez. Az alkalmazott κ-karragén oldatok 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 és 0,3 tömeg% voltak.
    Az oldatokat 1 órán át kevertük, hogy megkapjuk az AgNO-t3/ Κ-karragenán.
    Ezután a mintákat intenzív ultrahangos besugárzásnak vetették alá: az ultrahangos berendezés amplitúdója UP400S (400W, 24kHz) 50% -ra állítottuk be. A sonicációt szobahőmérsékleten 90 percen át alkalmaztuk. Az ultrahangos folyékony processzorok szonotródája UP400S közvetlenül a reakcióelegybe merítettük.
    Szonikálás után a szuszpenziókat 15 percig centrifugáltuk, és négyszer desztillált vízzel mostuk az ezüstion maradék eltávolítására. A kicsapódott nanorészecskéket 40 ° C-on vákuumban egy éjszakán át szárítottuk, hogy megkapjuk az Ag-NP-ket.

Egyenlet

  1. Nh2O —Az ultrahangos kezelés–> + H + OH
  2. OH + RH –> R + H2O
  3. AGNO3–hidrolízis–> AG + + nem3
  4. R + AG+ —> Ag ° + R’ + H+
  5. Ag+ + H –csökkentés–> Ag °
  6. Ag+ + H2O —> Ag ° + OH + H+

Elemzés és eredmények

Az eredmények értékeléséhez a mintákat UV-látható spektroszkópiai elemzéssel, röntgendiffrakcióval, FT-IR kémiai analízissel, TEM és SEM képekkel elemeztük.
Az Ag-NP-k száma növekedett a κ-karragén koncentrációk növekedésével. Az Ag / κ-karragenán képződését UV-látható spektroszkópiával határoztuk meg, ahol a felszíni plazmon abszorpciós maximum 402-420 nm volt. A röntgendiffrakciós (XRD) analízis azt mutatta, hogy az Ag-NP-ek arcközpontú köbös szerkezetűek. A Fourier transzformációs infravörös (FT-IR) spektrum az Ag-NP-ek jelenlétét mutatta κ-karragenánban. Az κ-karragenán legmagasabb koncentrációjú transzmissziós elektronmikroszkópos (TEM) képen látható az Ag-NP-ek eloszlása ​​átlagos részecskemérettel, közel 4.21 nm-nél. A szkennelt elektronmikroszkópos (SEM) képek az Ag-NP-k gömb alakját ábrázolták. A SEM analízis azt mutatja, hogy a κ-karragén koncentráció növekedésével az Ag / κ-karragenán felületének változása történt, kis méretű Ag-NP-ek gömb alakúak .

Sonochemically synthesized Ag / κ-carrageenan TEM képeket. (Kattints a kinagyításhoz!)

TEM-képeket és a megfelelő méretmegoszlást a sonokémiailag szintetizált Ag / κ-karragenánhoz a κ-karragenán különböző koncentrációiban. [0,1%, 0,2% és 0,3% (a, b, c)].

Ezüst nanorészecskék (AgNPs) sonokémiai szintézise az UP400S ultrahangosítóval

Ag + / κ-karragenán (balra) és ultraciklikus Ag / κ-karragén (jobbra). A sonicációt az UP400S-vel 90 percig végeztük. [Elsupikhe et al. 2015]

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


UP400S ultrahangos homogenizátor (Kattintson a nagyításhoz!)

UP400S – az Ag nanorészecskék szonokémiai szintézisére használt ultrahangos készülék

Ultrahanggal szintetizált ezüst nanorészecskék SEM képei (Kattintson a nagyításhoz!)

SEM képek Ag / κ-karragenánra a κ-karragenán különböző koncentrációiban. [0,1%, 0,2% és 0,3% (a, b, c)]. [Elsupikhe et al. 2015]

Kapcsolat / Ajánlatkérés További információk

Beszélj nekünk a feldolgozási követelményeket. Mi ajánljuk a legmegfelelőbb a telepítést és a feldolgozási paraméterek a projekt.





Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.




Alapinformációk

Sonochemistry

Amikor az oldat (folyékony vagy zagyos állapotú) kémiai reakciókra kifejlesztett erőteljes ultrahangot nyújt, specifikus aktivációs energiát biztosít fizikai jelenségként, akusztikus kavitációnak nevezik. A kavitáció nagy nyíróerőt és szélsőséges körülményeket, például nagyon magas hőmérsékleteket és hűtési sebességeket, nyomásokat és folyadékfúvókat hoz létre. Ezek az intenzív erők reakciókat kezdeményezhetnek és elpusztíthatják a molekulák vonzó erejét a folyadékfázisban. Számos reakció ismert az ultrahangos besugárzás előnyeiből, pl. Sonolízis, szol-gél útvonalon, sonokémiai szintézise palládium, Latex, hidroxi- és sok más anyag. További információ szonokémia itt!

Ezüst nanorészecskék

Az ezüst nanorészecskéket 1 nm és 100 nm közötti méretűek jellemzik. Miközben gyakran nevezik ezüstnek’ egyesek nagy mennyiségű ezüst-oxidot tartalmaznak, mivel ezek nagy arányban vannak felszíni és tömeges ezüst atomjai között. Ezüst nanorészecskék különböző struktúrákkal jelennek meg. Leggyakrabban gömbölyű ezüst nanorészecskék szintetizálódnak, de gyémántot, nyolcszögletű és vékony lapokat is használnak.
Az ezüst nanorészecskék nagyon jól járnak orvosi alkalmazásokban. Az ezüstionok bioaktívak és erős antimikrobiális és germicid hatásúak. Rendkívül nagy felületük számos ligandum koordinációját teszi lehetővé. További fontos jellemzők a vezetőképesség és az egyedi optikai tulajdonságok.
A vezetőképességük érdekében az ezüst nanorészecskék gyakran beépülnek a kompozitokba, műanyagokba, epoxidokba és ragasztókba. Az ezüst részecskék növelik az elektromos vezetőképességet; ezért az ezüstpasztákat és tintákat gyakran használják az elektronika gyártásánál. Mivel az ezüst nanorészecskék támogatják a felületi plazmonokat, az AgNP-k kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Plasmonikus ezüst nanorészecskéket használnak szenzorok, detektorok és analitikai berendezések, mint Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) és Surface Plasmon Field-enhanced Fluorescence Spectroscopy (SPFS).

A karragén

A karragenán egy olcsó természetes polimer, amely különböző vörös tengeri algákban megtalálható. A karragenánok lineáris szulfatált poliszacharidok, amelyeket széles körben alkalmaznak az élelmiszeriparban, gélesedő, sűrűsödési és stabilizáló tulajdonságaikra. Fő alkalmazási területe tejtermékekben és húskészítményekben, mivel erősen kötődnek az élelmiszer-fehérjékhez. A karragenán három fő fajtája van, amelyek szulfádiumszintjükben különböznek egymástól. A Kappa-karragenán diszacharidonként egy szulfátcsoportot tartalmaz. Az Iota-carrageenan (¹-carrageenen) két szulfátot tartalmaz diszacharidonként. A lambda carrageenan (λ-carrageenen) diszacharidonként három szulfátot tartalmaz.
A Kappa carrageenan (κ-karragenán) a D-galaktóz és a 3,6-anhidro-D-galaktóz szulfatált poliszacharid lineáris szerkezetét tartalmazza.
A κ-karragenánt széles körben használják az élelmiszeriparban, pl. gélképző anyagként és a textúra módosításához. Adalékanyagként jégkrémben, tejszínben, túróban, tejfürdőkben, salátaöntetekben, édesített sűrített tejben, szójatejben & más növényi tejeket és szószokat a termék viszkozitását növelni.
Továbbá a κ-karragenán nem élelmiszeripari termékekben, például súrolószerben és kozmetikai krémekben, fogkrémben (stabilizátorként a komponensek szétválasztásának megakadályozására), tűzoltó habra (sűrítőanyagként a hab habzásaként), légfrissítő gélekben (a viszkozitás növelésére), a biotechnológiában a sejtek / enzimek immobilizálásához, a gyógyszeriparban (inaktív segédanyagként pirulákban / tablettákban), állateledelben stb.