꿀과 초음파나노실버 합성

나노 실버는 의학 및 재료 과학에서 재료를 강화하기 위해 항균 특성에 사용됩니다. 초음파는 물에 구형 은 나노 입자의 신속하고 효과적이며 안전하며 환경 친화적 인 합성을 허용합니다. 초음파 나노 입자 합성은 작은 생산에서 대규모 생산으로 쉽게 확장 할 수 있습니다.

콜로이드 나노 실버의 초음파 보조 합성

초음파 조사하에서 합성 반응인 소노케미칼 합성은 은, 금, 자석, 하이드록샤파티트, 클로로퀸, 페로브스카이트, 라텍스 및 다른 많은 나노 물질.

초음파 습식 - 화학 합성

은 나노 입자의 경우, 여러 초음파 보조 합성 경로가 알려져 있습니다. 아래는 꿀을 환원 및 리간드 캡핑 제로 사용하는 초음파 합성 경로가 제시된다. 포도당과 과당과 같은 꿀 성분은 합성 과정에서 캡핑 및 환원제로서의 역할을 담당합니다.
나노 입자 합성에 대 한 가장 일반적인 방법 처럼, 초음파 나노-실버 합성 젖은 화학의 범주에 속한다, 너무. 초음파는 용액 내에서 은 나노 입자의 핵 형성을 촉진합니다. 초음파 촉진 핵 형성은 은 전구체 (은 이온 복합체), 예를 들어 질산은 (AgNO) 때 발생합니다._삼) 또는 은 과염소산염 (AgClO)₄), 꿀과 같은 환원제가 존재할 때 콜로이드 은으로 감소된다. 용액의 은 이온 농도가 충분히 증가하는 조건에서 용해 된 금속 은 이온은 함께 결합하여 안정적인 표면을 형성합니다. 은 이온의 클러스터가 여전히 작을 때, 그것은 부정적인 에너지 균형으로 인해 정력적으로 불리한 상태입니다. 음의 에너지 균형은 용존 은 입자의 농도를 감소시킴으로써 얻은 에너지가 새로운 표면을 생성하여 소비되는 에너지보다 낮기 때문에 발생합니다.
클러스터가 임계 반경에 도달하면 정력적으로 유리한 지점이 되며, 계속 성장할 수 있을 만큼 안정적입니다. 성장 단계 동안, 더 많은 은 원자는 용액을 통해 확산하고 표면에 부착. 용존 원자 은의 농도가 특정 지점으로 감소하면 핵 형성 임계값에 도달하여 원자가 안정된 핵을 형성하기 위해 더 이상 결합 할 수 없습니다. 이 핵 형성 임계값에서 새로운 나노 입자의 성장이 멈추고, 나머지 용존 은은 용액 내의 성장하는 나노 입자로 확산에 의해 흡수됩니다.
초음파 처리는 질량 전달, 즉 클러스터의 습윤을 촉진하여 더 빠른 핵 형성을 초래합니다. 정밀하게 제어된 초음파 처리에 의해 나노 입자 구조의 성장 속도, 크기 및 형상을 결정할 수 있습니다.
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나노 입자 합성의 종래의 방법과 녹색 합성 방법의 비교.

초음파 나노 실버 합성의 사례 연구

자료: 질산은 (AgNO_삼)은전구체로서; 캡핑 / 환원제로 꿀; 물
초음파 장치 : UP400St

초음파 합성 프로토콜

콜로이드 은 나노 입자를 합성하는 가장 좋은 조건은 다음과 같은 것으로 나타났습니다 : 천연 꿀에 의해 매개 된 초음파 하에서 질산은 감소. 간단히, 꿀을 함유한 질산은 용액 20 ml(0.3M) (20 wt%) 30 분 동안 주변 조건하에서 고강도 초음파 조사에 노출되었습니다. UP400S (400W, 24 kHz) 반응 용액에 직접 담그고 있습니다.

최적의 조건에서 합성된 Ag-NPs의 입자 크기 분포; 은 농도 (0.3 M), 꿀 농도 (20 wt %), 초음파 조사 시간 (30 분)
사진 출처: Oskuee et al. 2016

식품 등급의 꿀은 캡핑 / 안정화 및 환원제로 사용되며, 이는 수성 핵 형성 용액과 침전 된 나노 입자를 매니 폴드 응용 제품에 대해 깨끗하고 안전합니다.
초음파 처리 시간이 증가함에 따라 은 나노 입자가 작아지고 농도가 향상됩니다.
수성 꿀 용액에서 초음파는 은 나노 입자의 형성에 영향을 미치는 핵심 요소입니다. 진폭, 시간 및 연속 대 맥동 초음파와 같은 초음파 처리 매개 변수는 은 나노 입자의 크기와 양을 제어 할 수있는 주요 요인입니다.

은 나노 입자의 초음파 합성 결과

초음파 적으로 촉진, 꿀 매개 합성 UP400St 구형 은 나노 입자 (Ag-NPs)의 평균 입자 크기는 약 11.8nm입니다. 은 나노 입자의 초음파 합성은 간단하고 빠른 원 팟 방법입니다. 물과 꿀을 재료로 사용하면 반응비용이 비용 효율적이고 매우 환경 친화적입니다.
꿀을 환원 및 캡핑 제로 사용하는 초음파 합성 기술은 금, 팔라듐 및 구리와 같은 다른 귀금속으로 확장 될 수 있으며 의학에서 산업으로 다양한 추가 응용 프로그램을 제공합니다.

TEM 이미지(A) 및 Ag-NPs의 입자 크기 분포(B)는 최적의 조건에서 합성된다.

초음파 처리에 의한 핵 형성 및 입자 크기에 영향을 미치는

초음파는 요구 사항에 맞는 실버 나노 입자와 같은 나노 입자의 생산을 가능하게합니다. 초음파 처리의 세 가지 일반적인 옵션은 출력에 중요한 영향을 미칩니다 :
초기 초음파 처리 : 과포화 용액에 초음파를 짧은 응용 프로그램은 핵의 파종 및 형성을 시작할 수 있습니다. 초음파 처리는 초기 단계에서만 적용됨에 따라 후속 결정 성장이 방해받지 않고 진행되어 더 큰 결정이 발생합니다.
연속 초음파 처리 : 과포화 용액의 지속적인 조사는 사용되지 않는 초음파가 많은 핵을 생성하여 많은 작은 결정의 성장을 초래하기 때문에 작은 결정을 초래합니다.
펄스 초음파 처리 : 펄스 초음파는 결정된 간격으로 초음파를 적용한다는 것을 의미합니다. 초음파 에너지의 정밀하게 제어 된 입력은 맞춤형 결정 크기를 얻기 위해 결정 성장에 영향을 미칠 수 있습니다.

합성을 위한 고성능 초음파

Hielscher 초음파는 소노 합성 및 소노 촉매를 포함한 초음파 화학 응용 프로그램에 강력하고 신뢰할 수있는 초음파 프로세서를 공급합니다. 초음파 혼합 및 분산은 질량 전달을 증가시키고 나노 입자를 침전시키기 위해 원자 클러스터의 습윤 및 후속 핵 형성을 촉진합니다. 나노 입자의 초음파 합성은 간단하고 비용 효율적이며 생체 적합성, 재현 가능, 신속하고 안전한 방법입니다.
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아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.