Ոսկու նանոմասնիկների արդյունավետ և վերահսկվող սինթեզ

Միատեսակ ձևի և մորֆոլոգիայի ոսկու նանոմասնիկները կարող են արդյունավետորեն սինթեզվել սոնոքիմիական ճանապարհով: Ոսկու նանոմասնիկների սինթեզի ուլտրաձայնային եղանակով խթանվող քիմիական ռեակցիան կարող է ճշգրտորեն վերահսկվել մասնիկների չափի, ձևի (օրինակ՝ նանոսֆերաներ, նանոգողեր, նանոգոտիներ և այլն) և մորֆոլոգիայի համար: Արդյունավետ, պարզ, արագ և կանաչ քիմիական ընթացակարգը թույլ է տալիս արդյունաբերական մասշտաբով ոսկու նանոկառուցվածքների հուսալի արտադրություն:

Ոսկու նանոմասնիկներ և նանոկառուցվածքներ

Ոսկու նանոմասնիկներն ու նանո չափերի կառուցվածքները լայնորեն կիրառվում են Ռ&D և արդյունաբերական գործընթացները, որոնք պայմանավորված են նանո չափսի ոսկու եզակի հատկություններով, ներառյալ էլեկտրոնային, մագնիսական և օպտիկական բնութագրերը, քվանտային չափի էֆեկտները, մակերեսային պլազմոնային ռեզոնանսը, բարձր կատալիտիկ ակտիվությունը, ինքնակազմակերպումը, ի թիվս այլ հատկությունների: Ոսկու նանոմասնիկների (Au-NPs) կիրառման ոլորտները տատանվում են՝ որպես կատալիզատորի օգտագործումից մինչև նանոէլեկտրոնային սարքերի արտադրություն, ինչպես նաև կիրառում պատկերների, նանոֆոտոնիկայի, նանոմագնիսական, կենսասենսորների, քիմիական տվիչների, օպտիկական և թերանոստիկ սարքերի համար: դիմումներ, դեղերի առաքում, ինչպես նաև այլ օգտագործում:

Տեղեկատվության պահանջ





Ultrasonication improves the bottom-up synthesis of gold nanoparticles.

Զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքեր, ինչպես UP400St ուժեղացնել ոսկու նանոմասնիկների սինթեզը. Սոնոքիմիական երթուղին պարզ է, արդյունավետ, արագ և աշխատում է ոչ թունավոր քիմիական նյութերի հետ մեղմ մթնոլորտային պայմաններում:

Ոսկու նանոմասնիկների սինթեզի մեթոդներ

Նանո-կառուցվածքով ոսկու մասնիկները կարող են սինթեզվել տարբեր ուղիներով, օգտագործելով բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային եղանակը: Ուլտրաձայնային ախտորոշումը ոչ միայն պարզ, արդյունավետ և հուսալի տեխնիկա է, այլև ձայնային ախտահանումը պայմաններ է ստեղծում ոսկու իոնների քիմիական նվազման համար՝ առանց թունավոր կամ կոպիտ քիմիական նյութերի և հնարավորություն է տալիս ձևավորել տարբեր մորֆոլոգիայի ազնիվ մետաղական նանոմասնիկներ: հայտնի է նաև որպես սոնոսինթեզ) թույլ է տալիս արտադրել ոսկու նանոկառուցվածքներ, ինչպիսիք են ոսկու նանոշերտերը, նանոգողերը, նանոգոտիները և այլն՝ միատեսակ չափերով և ձևաբանությամբ:
Ստորև կարող եք գտնել ընտրված սոնոքիմիական ուղիներ՝ ոսկու նանոմասնիկների պատրաստման համար։

Ուլտրաձայնային բարելավված Թուրքևիչ մեթոդ

Sonication-ը օգտագործվում է ուժեղացնելու Turkevich ցիտրատ-վերականգնման ռեակցիան, ինչպես նաև փոփոխված Turkevich ընթացակարգերը:
Թուրքևիչի մեթոդը արտադրում է մոտ 10–20 նմ տրամագծով ոսկու գնդաձև նանոմասնիկներ: Ավելի մեծ մասնիկներ կարող են արտադրվել, բայց միաձույլ ցրվածության և ձևի գնով: Այս մեթոդով տաք քլորաուրիկ թթուն մշակվում է նատրիումի ցիտրատի լուծույթով՝ առաջացնելով կոլոիդային ոսկի։ Թուրքևիչի ռեակցիան ընթանում է անցողիկ ոսկյա նանոլարերի ձևավորմամբ։ Այս ոսկյա նանոլարերը պատասխանատու են ռեակցիայի լուծույթի մուգ տեսքի համար՝ նախքան այն կարմրավուն դառնալը:
Ֆուենտես-Գարսիա և այլք։ (2020 թ.), ով սոնոքիմիապես սինթեզել է ոսկու նանոմասնիկները, հայտնում է, որ հնարավոր է արտադրել ոսկու նանոմասնիկներ բարձր կլանման փոխազդեցությամբ՝ օգտագործելով ուլտրաձայնայինացումը որպես էներգիայի միակ աղբյուր՝ նվազեցնելով լաբորատոր պահանջները և վերահսկելով պարզ պարամետրերը փոփոխող հատկությունները:
Լի et al. (2012) ցույց տվեց, որ ուլտրաձայնային էներգիան առանցքային պարամետր է 20-ից 50 նմ կարգավորելի չափերի գնդաձև ոսկու նանոմասնիկների (AuNPs) արտադրության համար: Սոնոսինթեզը նատրիումի ցիտրատի կրճատման միջոցով առաջացնում է մոնոդիսպերս գնդաձև ոսկու նանոմասնիկներ ջրային լուծույթում մթնոլորտային պայմաններում:

Ուլտրաձայնի օգտագործմամբ Թուրքևիչ-Ֆրենս մեթոդ

Վերը նկարագրված ռեակցիայի ուղու փոփոխությունը Թուրքևիչ-Ֆրենս մեթոդն է, որը ոսկու նանոմասնիկների սինթեզի պարզ բազմաստիճան գործընթաց է: Ուլտրաձայնային ախտորոշումը նպաստում է Թուրքևիչ-Ֆրենս ռեակցիայի ուղին նույն ձևով, ինչ Թուրքևիչ երթուղին: Թուրքևիչ-Ֆրենս բազմաստիճան գործընթացի սկզբնական քայլը, որտեղ ռեակցիաները տեղի են ունենում հաջորդաբար և զուգահեռաբար, ցիտրատի օքսիդացումն է, որը տալիս է դիկարբոքսի ացետոն: Այնուհետև աուրիկական աղը վերածվում է աուրուսային աղի և Au0, իսկ աուրուս աղը հավաքվում է Au-ի վրա0 ատոմները AuNP-ն ձևավորելու համար (տե՛ս ստորև ներկայացված սխեման):

Gold nanoparticle synthesis via Turkevich method can be efficiently improved by the application of high-intensity ultrasound (sonochemistry).

Ոսկու նանոմասնիկների սինթեզ Տուրկևիչի մեթոդով.
սխեման և ուսումնասիրություն. © Zhao et al., 2013

Սա նշանակում է, որ դիկարբոքսի ացետոնը, որը առաջանում է ցիտրատի, այլ ոչ թե ինքնին ցիտրատի օքսիդացումից, գործում է որպես իրական AuNP կայունացուցիչ թուրքևիչ-Ֆրենս ռեակցիայում: Ցիտրատային աղը լրացուցիչ փոփոխում է համակարգի pH-ը, որն ազդում է ոսկու նանոմասնիկների (AuNPs) չափերի և չափերի բաշխման վրա: Թուրքևիչ-Ֆրենս ռեակցիայի այս պայմանները արտադրում են ոսկու գրեթե միաձույլ նանոմասնիկներ՝ մասնիկների չափսերով 20-ից 40 նմ: Մասնիկների ճշգրիտ չափը կարող է փոփոխվել լուծույթի pH-ի փոփոխության, ինչպես նաև ուլտրաձայնային պարամետրերի հիման վրա: Ցիտրատով կայունացված AuNP-ները միշտ ավելի մեծ են, քան 10 նմ՝ տրինատրիումի ցիտրատ դիհիդրատի սահմանափակ վերականգնողական ունակության պատճառով: Այնուամենայնիվ, օգտագործելով Դ2O-ն որպես լուծիչ H-ի փոխարեն2O-ն AuNP-ների սինթեզի ժամանակ թույլ է տալիս սինթեզել AuNP-ներ 5 նմ մասնիկի չափով: Որպես հավելում Դ2O բարձրացնել ցիտրատի վերականգնող ուժը, D-ի համակցությունը2O և C6Հ9Նա3The9. (տես Zhao et al., 2013)

Sonochemical reactors with 2 high-power ultrasound probes (sonotrodes) for improved nanoparticle synthesis on industrial scale.

Sonochemical inline ռեակտորները թույլ են տալիս արդյունաբերական մասշտաբով նանոմասնիկների (օրինակ՝ AuNPs) ճշգրիտ վերահսկվող սինթեզ: Նկարում պատկերված է երկուսը UIP1000hdT (1kW, 20kHz) ուլտրաձայնային սարքեր հոսքի բջիջներով:

Արձանագրություն Sonochemical Turkevich-Frens երթուղու համար

Տուրկևիչ-Ֆրենս մեթոդով ոսկու նանոմասնիկները ներքևից վեր սինթեզելու համար 50 մլ քլորաուրիկ թթու (HAuCl)4), 0,025 մՄ լցնում են 100 մլ ապակե բաժակի մեջ, որի մեջ տրինատրիումի ցիտրատի 1 մլ 1,5% (վ/վ) ջրային լուծույթ (Na):3Ct) ավելացվում է ուլտրաձայնային եղանակով սենյակային ջերմաստիճանում: Ուլտրաձայնային հետազոտությունը կատարվել է 60 Վտ, 150 Վտ և 210 Վտ հզորությամբ: The Na3Ct/HAuCl4 Նմուշներում օգտագործված հարաբերակցությունը 3:1 է (w/v): Ուլտրաձայնային աշխատանքից հետո կոլոիդային լուծույթները ցույց տվեցին տարբեր գույներ՝ մանուշակագույնը՝ 60 Վտ և կարմրավուն՝ 150 և 210 Վտ հզորությամբ նմուշների համար: Ավելի փոքր չափսեր և ոսկու նանոմասնիկների ավելի գնդաձև կլաստերներ ստացվել են ձայնային արտանետման հզորության բարձրացման արդյունքում՝ համաձայն կառուցվածքային բնութագրման: Ֆուենտես-Գարսիա և այլք։ (2021 թ.) իրենց հետազոտություններում ցույց են տալիս մեծացող ձայնային ազդեցությունը մասնիկների չափի, բազմաեզրական կառուցվածքի և օպտիկական հատկությունների վրա՝ սոնոքիմիապես սինթեզված ոսկու նանոմասնիկների և դրանց առաջացման ռեակցիայի կինետիկայի վրա: Երկուսն էլ՝ 16 նմ և 12 նմ չափերով ոսկու նանոմասնիկները կարող են արտադրվել հատուկ սոնոքիմիական ընթացակարգով։ (Fuentes-García et al., 2021)

Gold nanoparticles can be efficiently synthesized via sonochemical route.

(ա, բ) TEM պատկեր և (գ) սոնոքիմիապես սինթեզված ոսկու նանոմասնիկների (AuNPs) չափերի բաշխում
Պատկեր և ուսումնասիրություն. © Dheyab et al., 2020:

Ultrasonically stirred reactor for sonochemical applications including bottom-up nanoparticle synthesis, catalytic reactions and many other.

Ուլտրաձայնային հուզված ռեակտորը հետ ուլտրաձայնային UP200St ուժեղացված նանոմասնիկների սինթեզի (սոնոսինթեզ) համար։

Ոսկու նանոմասնիկների սոնոլիզ

Ոսկու մասնիկների փորձարարական առաջացման մեկ այլ մեթոդ սոնոլիզն է, որտեղ ուլտրաձայնը կիրառվում է 10 նմ-ից ցածր տրամագծով ոսկու մասնիկների սինթեզի համար: Կախված ռեակտիվներից, սոնոլիտիկ ռեակցիան կարող է իրականացվել տարբեր ձևերով: Օրինակ՝ HAuCl-ի ջրային լուծույթի արտաձայնային ախտահանում4 գլյուկոզայի, հիդրօքսիլային ռադիկալների և շաքարի պիրոլիզի ռադիկալների հետ գործում են որպես վերականգնող նյութեր: Այս ռադիկալները ձևավորվում են ինտենսիվ ուլտրաձայնի հետևանքով ստեղծված փլուզվող խոռոչների և զանգվածային ջրի միջերեսային շրջանում: Ոսկու նանոկառուցվածքների մորֆոլոգիան 30–50 նմ լայնությամբ և մի քանի միկրոմետր երկարությամբ նանոժապավեններ են։ Այս ժապավենները շատ ճկուն են և կարող են թեքվել 90°-ից մեծ անկյուններով: Երբ գլյուկոզան փոխարինվում է ցիկլոդեքստրինով՝ գլյուկոզայի օլիգոմերով, ստացվում են միայն գնդաձև ոսկու մասնիկներ, ինչը ենթադրում է, որ գլյուկոզան էական նշանակություն ունի մորֆոլոգիան դեպի ժապավեն ուղղելու համար:

Սոնոքիմիական նանո-ոսկու սինթեզի օրինակելի արձանագրություն

Ցիտրատով պատված AuNP-ների սինթեզման համար օգտագործվող պրեկուրսոր նյութերը ներառում են HAuCl4, նատրիումի ցիտրատ և թորած ջուր։ Նմուշը պատրաստելու համար առաջին քայլը ներառում էր HAuCl-ի տարրալուծումը4 0,03 Մ կոնցենտրացիայով թորած ջրի մեջ: Այնուհետև HAuCl լուծույթը4 (2 մլ) կաթիլաբար ավելացվել է 20 մլ 0,03 մ նատրիումի ցիտրատի ջրային լուծույթին: Խառնման փուլում բարձր խտության ուլտրաձայնային զոնդ (20 կՀց) ուլտրաձայնային շչակով լուծույթի մեջ տեղադրվեց 5 րոպե 17,9 Վտ. սմ ձայնային հզորությամբ:2
(տես Dhabey at al. 2020)

Ոսկու նանոգոտի սինթեզ՝ օգտագործելով Sonication

Ultrasonically synthesized gold nanobelts with single-crystalline morphology.Մեկ բյուրեղային նանոգոտիները (տե՛ս TEM պատկերը ձախից) կարող են սինթեզվել HAuCl-ի ջրային լուծույթի սինթեզման միջոցով:4 α-D-գլյուկոզայի առկայության դեպքում՝ որպես ռեագեններ: Սոնոքիմիապես սինթեզված ոսկու նանոգոտիները ցույց են տալիս միջին լայնությունը 30-ից 50 նմ և մի քանի միկրոմետր երկարություն: Ոսկու նանոգոտիների արտադրության ուլտրաձայնային ռեակցիան պարզ է, արագ և խուսափում է թունավոր նյութերի օգտագործումից: (տես Zhang et al, 2006 թ.)

Մակերեւութային ակտիվ նյութեր, որոնք ազդում են ոսկու NP-ների սոնոքիմիական սինթեզի վրա

Քիմիական ռեակցիաների վրա ինտենսիվ ուլտրաձայնի կիրառումը սկսում և նպաստում է փոխակերպմանն ու բերքատվությանը: Մասնիկների միատեսակ չափը և որոշակի նպատակային ձևեր/ձևաբանություններ ստանալու համար մակերեսային ակտիվ նյութերի ընտրությունը կարևոր գործոն է: Սպիրտների ավելացումն օգնում է նաև վերահսկել մասնիկների ձևն ու չափը։ Օրինակ, ադ-գլյուկոզայի առկայության դեպքում հիմնական ռեակցիաները ջրային HAuCl-ի սոնոլիզի գործընթացում4 ինչպես պատկերված է հետևյալ հավասարումներով (1-4).
(1) Հ2 O —> H∙ + OH∙
(2) շաքար —> պիրոլիզի ռադիկալներ
(3) ԱIII + նվազեցնող ռադիկալներ —> Au0
(4) nAu0 —> AuNP (նանոգոտիներ)
(տես Zhao et al., 2014)

Sonochemical reactor for industrial reactions such as synthesis and catalysis improved by high-intensity ultrasound.

Ուլտրաձայնային քիմիական ռեակտորի տեղադրում MSR-4 4x-ով 4 կՎտ ուլտրաձայնային սարք (ընդհանուր 16 կՎտ ուլտրաձայնային հզորություն) արդյունաբերական արտադրական գործընթացների համար:

Զոնդի տիպի ուլտրաձայնային սարքերի հզորությունը

Ultrasonic probe-type device for sonochemical reactions such as the synthesis of gold nanoparticles via Turkevich method or sonolysis (bottom-up).Ուլտրաձայնային զոնդերը կամ սոնոտրոդները (նաև կոչվում են ուլտրաձայնային եղջյուրներ) բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային և ակուստիկ կավիտացիա են հաղորդում քիմիական լուծույթների մեջ շատ կենտրոնացված ձևով: Էլեկտրաէներգիայի ուլտրաձայնի ճշգրիտ վերահսկելի և արդյունավետ փոխանցումը թույլ է տալիս հուսալի, ճշգրիտ վերահսկելի և վերարտադրելի պայմաններ, որտեղ քիմիական ռեակցիայի ուղիները կարող են սկսվել, ուժեղացվել և փոխվել: Ի հակադրություն, ուլտրաձայնային բաղնիքը (նաև հայտնի է որպես ուլտրաձայնային մաքրող միջոց կամ տանկ) ապահովում է ուլտրաձայնային շատ ցածր էներգիայի խտությամբ և պատահականորեն առաջացող կավիտացիայի բծերով հեղուկի մեծ ծավալի մեջ: Սա անվստահելի է դարձնում ուլտրաձայնային լոգանքները ցանկացած sonochemical ռեակցիաների համար:
«Ուլտրաձայնային մաքրման վաննաներն ունեն հզորության խտություն, որը համապատասխանում է ուլտրաձայնային շչակի կողմից առաջացած էներգիայի փոքր տոկոսին: Մաքրող վաննաների օգտագործումը սոնոքիմիայում սահմանափակ է, հաշվի առնելով, որ մասնիկների լրիվ միատարր չափերը և մորֆոլոգիան միշտ չէ, որ ձեռք են բերվում: Դա պայմանավորված է ուլտրաձայնի ֆիզիկական ազդեցության միջուկացման և աճի գործընթացների վրա»: (González-Mendoza et al. 2015)

Նանո-ոսկու ուլտրաձայնային սինթեզի առավելությունները

  • պարզ մեկ զամբյուղի արձագանքը
  • բարձր արդյունավետություն
  • Անվտանգ
  • արագ գործընթաց
  • ցածր գին
  • գծային scalability
  • բնապահպանական, կանաչ քիմիա

Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր ոսկու նանոմասնիկների սինթեզի համար

Hielscher Ultrasonics-ը մատակարարում է հզոր և հուսալի ուլտրաձայնային պրոցեսորներ նանոմասնիկների սոնոքիմիական սինթեզի (սոնո-սինթեզ) համար, ինչպիսիք են ոսկին և այլ ազնիվ մետաղական նանոկառուցվածքներ: Ուլտրաձայնային գրգռումը և ցրումը մեծացնում են զանգվածի փոխանցումը տարասեռ համակարգերում և նպաստում է ատոմների կլաստերների թրջմանը և հետագա միջուկացմանը՝ նանո-մասնիկները նստեցնելու նպատակով: Նանոմասնիկների ուլտրաձայնային սինթեզը պարզ, ծախսարդյունավետ, կենսահամատեղելի, վերարտադրվող, արագ և անվտանգ մեթոդ է:
Hielscher Ultrasonics-ը մատակարարում է հզոր և ճշգրիտ կառավարելի ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ նանո չափի կառուցվածքների ձևավորման համար, ինչպիսիք են նանոշերերները, նանոռողակները, նանոգոտիները, նանո ժապավենները, նանոկլաստերը, միջուկային կեղևի մասնիկները և այլն:
Մեր հաճախորդները գնահատում են Hielscher թվային սարքերի խելացի առանձնահատկությունները, որոնք հագեցած են խելացի ծրագրաշարով, գունավոր հպման էկրանով, տվյալների ավտոմատ արձանագրումով ներկառուցված SD-քարտով և ունեն ինտուիտիվ ընտրացանկ՝ օգտագործողի համար հարմար և անվտանգ շահագործման համար:
Լաբորատորիայի համար 50 Վտ ձեռքի ուլտրաձայնային սարքերից մինչև 16000 Վտ հզորությամբ հզոր արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգերի ամբողջ հզորությունը ընդգրկելով՝ Hielscher-ն ունի իդեալական ուլտրաձայնային կարգավորում ձեր կիրառման համար: Սոնոքիմիական սարքավորումները հոսքային ռեակտորներում խմբաքանակային և շարունակական ներկառուցված արտադրության համար մատչելի են ցանկացած նստարանային և արդյունաբերական չափսերի համար: Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում:

Տեղեկատվության պահանջ





Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:

խմբաքանակի Volume Ծախսի Rate Առաջարկվող սարքեր
1-ից 500 մլ 10-ից մինչեւ 200 մլ / վրկ UP100H
10-ից մինչեւ 2000 մլ 20-ից 400 մլ / վրկ Uf200 ः տ,, UP400St
01-ից մինչեւ 20 լ 02-ից 4 լ / րոպե UIP2000hdT
10-ից 100 լ 2-ից 10 լ / րոպե UIP4000hdT
na 10-ից 100 լ / րոպե UIP16000
na ավելի մեծ Կլաստերի UIP16000

Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!

Հարցրեք ավելին

Խնդրում ենք օգտագործել ստորև բերված ձևը `ուլտրաձայնային պրոցեսորների, ծրագրերի և գնի վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու համար: Մենք ուրախ կլինենք ձեզ հետ քննարկել ձեր գործընթացը և առաջարկել ձեզ ուլտրաձայնային համակարգ, որը բավարարում է ձեր պահանջները:









Խնդրում ենք նկատի ունենալ մեր Գաղտնիության քաղաքականություն,




Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային համասեռացուցիչներ `լաբորատոր, պիլոտային և արդյունաբերական մասշտաբով ծրագրերը խառնելու, ցրելու, էմուլգացման և արդյունահանման համար:

Գրականություն / Հղումներ


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային հոմոգենացնողներից ` Լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափը