Szintetizáló nano-ezüst mézzel és ultrahangos
Ultrahangos rázatással-támogatott szintézise kolloid nano-ezüst
Sonochemical szintézis, amelyek szintetikus reakciók ultrahangos besugárzás, széles körben használják, hogy készítsen nanorészecskék, mint az ezüst, arany, magnetit, hidroxi-, Klorokin, Perovskit, Latex és sok más nanoanyag.
Ultrahangos nedves-kémiai szintézis
Az ezüst nano-részecskék, több ultrahangos rázatással kell támogatott szintézis útvonalak ismertek. Az alábbiakban egy ultrahangos szintézis útvonalat mutatunk be, amely a mézet redukáló és ligand capping szerekként használja. A méz összetevői, mint például a glükóz és a fruktóz felelősek a szintézis folyamatban betöltött és csökkentő szerként betöltött szerepéért.
Mint a nanorészecske szintézis leggyakoribb módszerei, az ultrahangos nano-ezüst szintézis is a nedves kémia kategóriájába tartozik. Hozzákeverésével elősegíti a nukleáció ezüst nano-részecskék egy oldatban. Az ultrahangos rázatással reklámozott nukleáció akkor következik be, amikor egy ezüst prekurzor (ezüst ion komplex), pl. ezüst-nitrát (AgNO3) vagy ezüst perklorát (AgClO4), kolloid ezüstre redukálószer, például méz jelenlétében csökken. Azzal a feltétellel, hogy az ezüstionok koncentrációja az oldatban eléggé megnő, az oldott fémes ezüstionok összekötődnek és stabil felületet képeznek. Amikor az ezüstionok halmaza még mindig kicsi, ez egy energikusan kedvezőtlen állapot a negatív energiaegyensúly miatt. A negatív energiaegyensúly azért következik be, mert az oldott ezüstrészecskék koncentrációjának csökkentésével nyert energia alacsonyabb, mint egy új felület létrehozásával elköltött energia.
Amikor a klaszter eléri a kritikus sugarat, ami az a pont, amikor energikusan kedvezővé válik, elég stabil ahhoz, hogy tovább növekedjen. A növekedési fázisban több ezüst atom szórja át az oldatot, és csatolja a felülethez. Amikor az oldott atomi ezüst koncentrációja egy bizonyos pontra csökken, a nukleációs küszöbértéket úgy érik el, hogy az atomok ne kötődjenek hosszabb ideig egymáshoz, hogy stabil atomot alkossanak. Ezen a nukleációs küszöbön az új nanorészecskék növekedése megszűnik, és a fennmaradó oldott ezüst felszívódik az oldatban lévő növekvő nanorészecskékbe történő diffúzióval.
Szonikálás elősegíti a tömeges átvitel, azaz a nedvesítő a klaszterek, ami a gyorsabb nukleáció. A pontosan szabályozott szonikálás, a növekedési sebesség, méret, és alakja a nano-részecske struktúrák lehet meghatározni.
Kattintson ide, hogy többet megtudni egy másik zöld módszer ultrahangos rázatással szintetizálni nano-ezüst segítségével karragén!
A nanorészecske szintézis hagyományos módszereinek és zöld szintézismódszereinek összehasonlítása.
- egyszerű egy-pot reakció
- biztonságos
- gyors folyamat,
- alacsony költségű
- lineáris skálázhatóság
- környezetbarát, zöld kémia
UP400St – a 400 watt erős ultrasonicator a szonókémiai szintézise nano-részecskék
Esettanulmány ultrahangos nano-ezüst szintézis
Anyagok: ezüst-nitrát (AgNO3) ezüst előanyagként; méz, mint capping / redukáló szer; Víz
Ultrahangos készülék: UP400St
Ultrahangos szintézis protokoll
Legjobb feltételeket szintéziskolloid ezüst nanorészecskék megállapították, hogy a következő: Csökkenti az ezüst-nitrát alatt hozzákeverésével közvetített természetes méz. Röviden 20 ml mézet tartalmazó ezüst-nitrát oldat (0,3 M) (20 wt%) volt kitéve a nagy intenzitású ultrahang besugárzás környezeti körülmények között 30 min. Hozzákeverésével végeztek egy szonda-típusú ultrasonicator UP400S (400W, 24 kHz) közvetlenül a reakcióoldatba merítik.
Az Optimális körülmények között szintetizált Ag-NPs részecskeméret-eloszlása; ezüstkoncentráció (0,3 M), mézkoncentráció (20 wt%), és ultrahangos besugárzási idő (30 min)
kép forrása: Oskuee és mtsai.
Az élelmiszer-minőségű mézet capping / stabilizáló és redukáló szerként használják, ami a vizes nukleációs oldatot és a kicsapódott nanorészecskéket tiszta és biztonságos sokoldalú alkalmazásokhoz.
Mint hozzákeverésével idő növekszik, az ezüst nanorészecskék egyre kisebb, és a koncentráció fokozott.
A vizes méz oldat, hozzákeverésével kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a kialakulását ezüst nano-részecskék. Szonikálás paraméterek, mint az amplitúdó, idő és folyamatos vs lüktető ultrahang fő tényező, amely lehetővé teszi a kontrolling mérete és mennyisége az ezüst nano-részecskék.
Ezüst nanorészecskék ultrahangos szintézisének eredménye
Az ultrahangos rázatással reklámozott, méz-mediált szintézis a UP400St gömb alakú ezüst nano-részecskéket (Ag-NPs) eredményezett, amelyek átlagos részecskemérete körülbelül 11,8 nm. Az ezüst nanorészecskék ultrahangos szintézise egyszerű és gyors egyedényes módszer. A víz és a méz anyagként való felhasználása költséghatékonysá és kivételesen környezetbaráttá teszi a reakciót.
A bemutatott technika ultrahangos szintézis segítségével méz, mint redukáló és capping ügynök lehet terjeszteni más nemesfémek, mint például az arany, palládium, és a réz, mely különböző kiegészítő alkalmazás a gyógyszer az ipar.
Az optimális körülmények között szintetizált Ag-NPs TEM-kép (A) és részecskeméret-eloszlása (B).
Befolyásoló nukleáció és részecskeméret szonikálás
Ultrahang lehetővé teszi a termelés a nano-részecskék, mint például ezüst nano-részecskék szabott követelményeknek. Három általános lehetőség szonikálás fontos hatással van a kimenet:
Kezdeti Sonication: Az ultrahanghullámok túltelített oldatra történő rövid alkalmazása kezdeményezheti a magok vetését és képződését. Mivel szonikálás csak akkor alkalmazzák a kezdeti szakaszban, az azt követő kristály növekedés bevételt akadálytalan, ami nagyobb kristályok.
Folyamatos Sonication: A folyamatos besugárzás a túltelített oldat eredményez kis kristályok, mivel a szüneteletlen hozzákeverésével létrehoz egy csomó magok ami a növekedés sok kis kristályok.
Pulzáló szonikáció: A pulzáló ultrahang az ultrahang alkalmazását jelenti meghatározott időközönként. A pontosan szabályozott bemenetultrahangos energia lehetővé teszi, hogy befolyásolja a kristály növekedését annak érdekében, hogy egy személyre szabott kristály mérete.
Nagy teljesítményű ultrasonicators szintézis
Hielscher Ultrasonics kellékek erős és megbízható ultrahangos processzorok sonochemical alkalmazások, beleértve a sono-szintézis és sono-katalizálod. Ultrahangos keverés és eloszlassa növeli a tömeges átadása, és elősegíti a nedvesítő és az azt követő nukleáció atom klaszterek annak érdekében, hogy kicsapódik nano-részecskék. A nanorészecskék ultrahangos szintézise egyszerű, költséghatékony, biológiailag kompatibilis, reprodukálható, gyors és biztonságos módszer.
Hielscher Ultrasonics kellékek erős és pontosan ellenőrizhető ultrahangos processzorok a nano-anyagok nukleációját és csapadék. Minden digitális eszköz intelligens szoftverrel, színes érintőképernyővel, beépített SD-kártyán automatikus adatrögzítéssel és intuitív menüvel rendelkezik a felhasználóbarát és biztonságos működés érdekében.
Amely a teljes teljesítmény tartományban 50 watt kézi ultrasonicators a labor akár 16,000 watt erős ipari ultrahangos rendszerek, Hielscher az ideális ultrahangos beállítás az alkalmazás. A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága lehetővé teszi a 24/ 7 működést nagy teherbírású és igényes környezetben.
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10-200 ml / perc | UP100H |
| 10-2000 ml | 20-400 ml / perc | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1-20L | 02 - 4 L / perc | UIP2000hdT |
| 10-100 liter | 2 - 10 l / perc | UIP4000hdT |
| na | 10 - 100 l / perc | UIP16000 |
| na | nagyobb | klaszter UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!
Irodalom / References
- Reza Kazemi Oskuee, Azhar Banikamali, Bibi Sedigheh Fazly Bazzaz, Hasan Ali Hosseini, Majid Darroudi (2016): Honey-Based and Ultrasonic-Assisted Synthesis of Silver Nanoparticles and Their Antibacterial Activities. Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 16, 7989–7993, 2016.
- Eranga Roshan Balasooriya et al. (2017): Honey Mediated Green Synthesis of Nanoparticles: New Era of Safe Nanotechnology. Journal of Nanomaterials Volume 2017.
Tudni érdemes
Ezüst Nano-részecskék
Az ezüst nanorészecskék ezüstrészecskék, amelyek mérete 1nm és 100nm között van. Az ezüst nanorészecskék rendkívül nagy felülettel rendelkeznek, ami lehetővé teszi a ligandumok nagyszámának összehangolását.
Az ezüst nanorészecskék egyedülálló optikai, elektromos és termikus tulajdonságokat kínálnak, ami rendkívül értékessé teszi őket az anyagtudomány és a termékfejlesztések, például a fotovoltaikus, elektronikai, vezetőképes tinták, biológiai / kémiai érzékelők számára.
Egy másik alkalmazás, amely már széles körben kialakult, a használata ezüst nanorészecskék antimikrobiális bevonatok, és sok textil, billentyűzet, sebkötszerek, és orvosbiológiai eszközök most tartalmaznak ezüst nanorészecskék, hogy folyamatosan mentesít egy alacsony szintű ezüst ionok, hogy védelmet nyújtson a baktériumok ellen.
Nano-ezüst textíliákban
Ezüst nano-részecskéket alkalmaznak a textilgyártásban, ahol az Ag-NPs-t hangolható színekkel, antibakteriális képességekkel és öngyógyító szuperhidrofób tulajdonságokkal rendelkező pamutszövetek gyártására használják. Az ezüst nanorészecskék antibakteriális tulajdonsága lehetővé teszi olyan szövetek gyártását, amelyek lebomlanak a baktériumokból származó szagok (pl. verejtékszag)
Antibakteriális bevonat az orvostudomány és az orvosi ellátás
Az ezüst nanorészecskék antibakteriális, gombaellenes és antioxidáns tulajdonságokat mutatnak, ami érdekessé teszi őket a phamaceutical és orvosi alkalmazások, például a fogászati munka, a sebészeti alkalmazások, a sebgyógyító kezelés és az orvosbiológiai eszközök számára. Kutatások kimutatták, hogy az ezüst nano-részecskék (Ag-nPs) gátolják a növekedést és szaporodását a különböző baktériumtörzsek, mint a Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Citrobacter koseri, Salmonella typhii, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella tüdőgyulladás, Vibrio parahaemolyticus és gomba Candida alcanbis. Az antibakteriális / gombaellenes hatást úgy érik el, hogy ezüst nanorészecskék diffúzióznak a sejtekbe, és a mikrobiális sejtek biomolekuláihoz kötik az Ag/ Ag+ ionokat, hogy működésük megszakadjon.