녹색 Sonochemical 경로 실버 나노 입자를

은 나노 입자 (AgNPs)는 항균 성 특성, 광학 적 특성 및 높은 전기 전도성으로 인해 나노 물질을 자주 활용합니다. 카파 카라기난을 이용한 소노케미컬 루트는 은나노 입자의 제조를 위한 간단하고 편리하며 환경 친화적인 합성 방법이다. θ-carrageenan은 천연 친환경 안정제로 사용되며, 전력 초음파는 녹색 환원제 역할을 합니다.

은 나노 입자의 녹색 초음파 합성

Elsupikhe 외.(2015)는 은 나노입자(AgNPs)의 제조를 위한 녹색 초음파 보조 합성 경로를 개발하였다. 소노화학은 많은 습식 화학 반응을 촉진하는 것으로 잘 알려져 있습니다. 초음파 처리는 자연 안정제로 θ-카라기난과 AgNPs를 합성 할 수 있습니다. 반응은 실온에서 실행되며 불순물없이 fcc 결정 구조로 은 나노 입자를 생성합니다. AgNPs의 입자 크기 분포는 σ-카라기난의 농도에 의해 영향을 받을 수 있다.

은 NPs의 녹색 sonochemical 합성. (확대하려면 클릭!)

초음파 처리하에 σ-카라기난으로 덮여 있는 Ag-NPs 충전 그룹 간의 상호 작용 계획. [엘수피케 외. 2015]

절차

    Ag-NPs는 AgNO를 감소시킴으로써 합성되었습니다. 계보 - 카라기난의 존재에 초음파를 사용하여. 다른 샘플을 얻기 위해 0.1 M AgNO의 10 mL을 추가하여 5 개의 현탁액을 제조했습니다. 40-mL θ-카라기난. 사용된 σ-카라기난 용액은 각각 0.1, 0.15, 0.20, 0.25 및 0.3 wt%였다.
    용액을 AgNO를 얻기 위해 1시간 동안 교반하였다./θ-카라기난.
    그런 다음, 샘플은 강렬한 초음파 조사에 노출되었다 : 초음파 장치의 진폭 UP400S (400W, 24kHz)는 50%로 설정하였다. 초음파 처리는 실온에서 90 분 동안 적용되었습니다. 초음파 액체 프로세서의 sonotrode UP400S 반응 용액에 직접 침지하였습니다.
    초음파 처리 후, 현탁액을 15분 동안 원심분리하고 이중 증류수로 4회 세척하여 은이온 잔류물을 제거했습니다. 침전된 나노입자는 Ag-NPs를 수득하기 위해 밤새 진공 하에서 40°C에서 건조되었다.

방정식

  1. Nh2영형 —초음파 처리–> + H + OH
  2. OH + RH –> R + H2영형
  3. 아그노 (주)–가수분해–> Ag + + 아니오
  4. R + Ag+ —> Ag° + R’ + H+
  5. Ag+ + H –감소–> Ag°
  6. Ag+ + H2영형 —> Ag° + OH + H+

분석 및 결과

결과를 평가하기 위해, 시료는 UV-가시 분광 분석, X선 회절, FT-IR 화학 분석, TEM 및 SEM 이미지로 분석하였다.
Ag-NPs의 수는 증가 와 함께 증가 θ-카라기난 농도. Ag/θ-카라기난의 형성은 표면 플라스몬 흡수 최대가 402~420nm에서 관찰된 UV-가시분광법에 의해 결정되었다. X선 회절(XRD) 분석은 Ag-NPs가 면 중심 입방 구조임을 보여주었습니다. 푸리에 변환 적외선 (FT-IR) 스펙트럼은 σ-카라기난에서 Ag-NPs의 존재를 나타냈다. 전송 전자 현미경(TEM) 이미지는 4.21nm에 가까운 평균 입자 크기를 가진 Ag-NPs의 분포를 보였다. 스캔 전자 현미경 검사법 (SEM) 이미지는 Ag-NPs의 구형 모양을 설명했다. SEM 분석은 증가 된 σ-carrageenan 농도, Ag/θ-carrageenan의 표면에 있는 변경이 발생했다는 것을 보여줍니다, 그래서 구형의 소형 Ag-NPs 획득했습니다.

Sonochemically 합성 Ag/θ-카라기난의 TEM 이미지. (확대하려면 클릭하십시오!)

TEM 이미지 및 비노케미컬적으로 합성된 Ag/θ-카라기난의 상이한 농도에서 에상응하는 크기 분포. [0.1%, 0.2%, 0.3% 및 0.3%].

초음파 검사기 UP400S와 은 나노 입자 (AgNPs)의 소노 케미컬 합성

Ag+/θ-카라기난(왼쪽) 및 초음파 처리된 Ag/θ-carrageenan(오른쪽). 초음파 처리는 90 분 동안 UP400S로 수행되었습니다. [Elsupikhe 등. 2015]

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UP400S 초음파 균질화 (확대하려면 클릭!)

UP400S – Ag 나노 입자의 초음파 합성에 사용되는 초음파 장치

초음파 합성 은 나노 입자의 SEM 이미지 (확대하려면 클릭!)

Σ-카라기난의 상이한 농도에서 Ag/θ-카라기난에 대한 SEM 이미지. [0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.3%]. [엘수피케 외. 2015]

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기본 정보

sonochemistry

강력한 초음파가 용액 (액체 또는 슬러리 상태)의 화학 반응에 적용되면 음향 캐비테이션으로 알려진 물리적 인 현상으로 인해 특정 활성화 에너지를 제공합니다. 캐비테이션은 높은 전단력과 매우 높은 온도 및 냉각 속도, 압력 및 액체 제트와 같은 극한 조건을 생성합니다. 이 강렬한 힘은 반응을 개시하고 액체 상에 있는 분자의 매력적인 힘을 파괴할 수 있습니다. 수많은 반응은 초음파 조사, 예를 들어 초음파 검사, 졸 - 겔 경로, 팔라듐, 라텍스, 하이드록샤파티트 그리고 다른 많은 물질. 더보기 여기에 소노화학!

실버 나노 입자

은 나노 입자는 1nm와 100nm 사이의 크기를 특징으로한다. 자주 '은'으로 설명하면서’ 일부는 표면 대 벌크 은 원자의 큰 비율로 인해 은 산화물의 큰 비율로 구성되어 있습니다. 은 나노 입자는 다른 구조로 나타날 수 있습니다. 가장 일반적으로 구형 은 나노 입자는 합성되지만 다이아몬드, 팔각형 및 얇은 시트도 활용됩니다.
실버 나노 입자는 의료 응용 프로그램에서 매우 빈번합니다. 은 이온은 생리 활성이며 강력한 항균 및 살균 효과가 있습니다. 매우 넓은 표면적으로 수많은 리간드의 조정이 가능합니다. 다른 중요한 특성은 전도성과 독특한 광학 적 특성입니다.
전도성 기능의 경우, 은 나노 입자는 종종 복합 재료, 플라스틱, 에폭시 및 접착제에 통합됩니다. 은 입자는 전기 전도도를 증가; 따라서 은 페이스트와 잉크는 전자 제품 제조에 자주 사용됩니다. 은 나노 입자는 표면 플라스몬을 지지하기 때문에 AgNPs는 뛰어난 광학 적 특성을 가지고 있습니다. 플라스모닉 실버 나노입자는 표면 강화 라만 분광법(SERS) 및 표면 플라스몬 필드 강화 형광 분광법(SPFS)과 같은 센서, 검출기 및 분석 장비에 사용됩니다.

카라기난

카라기난은 붉은 해초의 다양한 종에서 발견되는 저렴한 천연 폴리머입니다. 카라기난은 겔화, 농축 및 안정화 특성으로 식품 산업에서 널리 사용되는 선형 황산 다당류입니다. 그들의 주요 응용 프로그램은 식품 단백질에 강한 바인딩으로 인해 유제품 및 육류 제품에 있습니다. 칼라기난의 세 가지 주요 품종이 있으며, 이는 황산의 정도가 다릅니다. 카파 카라기난은 이당당 1개의 황산염 그룹을 가지고 있다. 이오타 카라기난(이오타 카라기넨)에는 이당당 2개의 황산염이 있습니다. 람다 카라기난(λ-카라기넨)에는 이당류당 3개의 황산염이 있습니다.
카파 카라기난(θ-carrageenan)은 D-갈락토제와 3,6-안하이드로-D-갈락토제의 황산 다당류의 선형 구조를 갖는다.
θ-카라기난은 식품 산업에서 널리 사용된다, 예를 들어 겔화제 및 질감 수정을 위해. 아이스크림, 크림, 코티지 치즈, 밀크 쉐이크, 샐러드 드레싱, 가당 연유, 두유에 첨가제로 찾을 수 있습니다. & 다른 식물 우유, 소스는 제품 점도를 증가시다.
또한, σ-carrageenan은 샴푸와 화장품 크림의 증점제, 치약 (성분 분리를 방지하는 안정제), 소방 폼 (발포체가 끈적 거리는 원인이되는 증점제), 공기 청정기 젤과 같은 비 식품에서 발견 될 수 있습니다. 신발 폴란드어 (점도를 높이기 위해), 세포 / 효소를 고정화하는 생명 공학, 의약품 (알약 / 정제의 비활성 부형제), 애완 동물 사료 등