Zielona sonochemicznych Droga do nanocząstek srebra
Nanocząstki srebra (AgNPs) są często wykorzystywane nanomateriały, ze względu na ich właściwości przeciwbakteryjne, właściwości optycznych i wysokiej przewodności elektrycznej. Sonochemicznego droga stosująca kappakaragenan jest prosty, wygodny i przyjazny dla środowiska sposób syntezy do wytwarzania cząstek srebra nano. kappa-karagen jest używany jako naturalny stabilizator ekologicznego, podczas gdy moc aktów ultrasonograficznych jako zielony środka redukującego.
Zielony ultradźwiękowe syntezy nanocząstek srebra
Elsupikhe i in. (2015) opracowali zielony ultradźwiękowo Wspomagane drogę syntezy dla wytwarzania nanocząstek srebra (AgNPs). Sonochemia jest dobrze wiadomo, że sprzyjają wiele reakcji chemicznych na mokro. Sonikacyjne umożliwia synthsize AgNPs z kappa-karageniny jako stabilizatora naturalnego. Reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej i tworzy nanocząstki srebra FCC struktury krystalicznej bez zanieczyszczeń. Rozkład wielkości cząstek AgNPs można wpływać poprzez stężenie kappa-karageniną.
Schemat interakcji między Ag-NPS naładowanych grup, które są ograniczone z kappa-karageniną z sonifikacją. [Elsupikhe i in. 2015]
Procedura
- AG-NPS zostały zsyntetyzowane przez redukcję AgNC3 stosując ultrasonikacji w obecności kappa-karageniną. W celu uzyskania różnych próbek pięć Zawiesiny wytworzono przez dodanie 10 ml 0,1 M AgNC3 do 40 ml i kappa-karageniny. Roztwory κ-karagenina Zastosowano 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 i 0,3% wagowych, odpowiednio.
- Roztwory mieszano przez 1 h do uzyskania AgNC3/ Κ-karagenina.
- Następnie, próbki poddano działaniu ultradźwięków intensywnym: Amplituda urządzenia ultradźwiękowego UP400S (400W, 24kHz) została ustawiona na 50%. Sonikacja stosowano przez 90 minut w temperaturze pokojowej. Sonotroda tego ultradźwiękowego procesorów ciekłych UP400S zanurzano bezpośrednio w roztworze reakcyjnym.
- Po sonifikacji, zawiesiny wirowano przez 15 minut i przemyto wodą podwójnie destylowaną cztery razy w celu usunięcia pozostałości jonów srebra. Wytrącone nanocząstki wysuszono w temperaturze 40 ° C pod próżnią przez noc do uzyskania Ag-NPS.
Równanie
- nH2O —ultradźwiękami–> + H OH
- OH + RH –> R + H2O
- AGNO3–hydroliza–> Ag+ + NO3–
- R + Ag+ —> AG ° + R’ + H+
- Ag+ + H –redukcje–> AG °
- Ag+ + H2O —> AG ° + OH + H+
Analiza i wyników
W celu oceny wyników, próbki analizowano za pomocą analizy spektroskopowej UV, dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego, analiza chemiczna FT-IR, TEM i obrazy SEM.
Liczba Ag-NP wzrosła wraz ze wzrostem stężenia κ-karagenu. Tworzenie Ag / κ-karagenu określano za pomocą spektroskopii UV-vis, gdzie maksymalna absorpcja plazmy powierzchniowej była obserwowana przy 402 do 420 nm. Analiza metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) wykazała, że Ag-NP są strukturą sześcienną skupioną na twarzy. Widmo w podczerwieni z transformatą Fouriera (FT-IR) wskazało na obecność Ag-NP w κ-karageninie. Obraz z transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) dla najwyższego stężenia κ-karagenu wykazał dystrybucję Ag-NP o średnim rozmiarze cząstek bliskim 4,21 nm. Obrazy ze skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) ilustrują sferyczny kształt elektrod Ag-NP. Analiza SEM wykazuje, że wraz ze wzrostem stężenia κ-karagenu wystąpiły zmiany powierzchni Ag / κ-karagenu, tak że małych rozmiarów Ag-NPS z kulistym kształcie Otrzymano.
Obrazy TEM i odpowiednie rozkłady wielkości dla sonochemically syntetyzowany Ag / kappa-karageniny w różnych stężeniach kappa-karageniną. [0,1%, 0,2% i 0,3%, odpowiednio (a, b, c)].
Ag + / κ-karagen (z lewej) i poddano działaniu ultradźwięków Ag / κ-karagen (po prawej). Ultradźwiękami przeprowadzano z UP400S przez 90 minut. [Elsupikhe i in. 2015]
UP400S – ultradźwiękowe urządzenie stosowane do sonochemicznego syntezy nanocząstek Ag
Obrazy SEM Ag / kappa-karageniny w różnych stężeniach kappa-karageniną. [0,1%, 0,2% i 0,3%, odpowiednio (a, b, c)]. [Elsupikhe i in. 2015]
Literatura / Referencje
- Elsupikhe, Randa Fawzi; Shamelin, Kamyar; Ahmad Mansor B; Ibrahim, Ani Azowa; Zainudin, Norhazlin (2015): Zielony sonochemicznego syntezy nanocząstek srebra w różnych stężeniach kappa-karageniną. Nanoskali Research Letters 10. 2015.
Podstawowe informacje
przyspieszenie reakcji chemycznych (sonochemia).
Gdy silny ultradźwięki stosuje się do reakcji chemicznej w roztworze (ciekłym lub zawiesiny), to zapewnia specyficzną energię aktywacji na skutek zjawiska fizycznego znanego jako kawitacji akustycznej. Kawitacja generuje wysokie siły ścinające i ekstremalnych warunkach, takich jak bardzo wysokich temperatur i szybkości chłodzenia, ciśnienie i ciekłych strumieni. Te intensywne siły mogą inicjować reakcje i zniszczyć siły przyciągania cząsteczek w fazie ciekłej. Liczne reakcje są znane korzyści z ultradźwięków, np sonolysis, zol-żel droga, Sonochemicznego Synteza paladium, lateks, hydroksyapatyt oraz wiele innych substancji. Więcej o Sonochemia tutaj!
Nanocząstki srebra
Srebra nano-cząstki charakteryzują się wielkością w zakresie od 1 nm do 100 nm. Choć często opisywane jako „srebrny’ niektóre z nich składa się z dużym udziałem tlenku srebra ze względu na duży stosunek powierzchni do większość atomów srebra. Nanocząsteczki srebra mogą pojawiać się z różnych struktur. Najczęściej sferyczne nanocząstki srebra są syntetyzowane, ale diamentowe, ośmiokątne i cienkie arkusze są również wykorzystywane.
Nanocząstki srebra są bardzo często odwiedzane w zastosowaniach medycznych. Jony srebra są bioaktywne i mają silne działanie przeciwbakteryjne i bakteriobójcze. Ich bardzo duża powierzchnia pozwala na koordynację licznych ligandów. Inne ważne cechy to przewodność i unikalne właściwości optyczne.
Ich przewodzące, nanocząstki srebra często włączone w kompozyty, tworzywa sztuczne, epoksydowe i klejów. Cząstki srebra zwiększenia przewodności elektrycznej; Dlatego srebrne pasty i tusze są często stosowane w produkcji elektroniki. Ponieważ nanocząstki srebra wspierać plazmony powierzchniowych, AgNPs mają doskonałe właściwości optyczne. Plasmonic nanocząstki srebra są stosowane do czujników, detektorów i urządzeń analitycznych, takich jak w przypadku powierzchniowo wzmocnionego spektroskopii Ramana (SERS) i powierzchni plazmowej wspomaganego polem spektroskopia fluorescencyjna (SPFS).
karagen
Karagenina jest tanim naturalnym polimerem, który występuje w różnych gatunków czerwonych alg. Karageniny liniowych siarczanowanych polisacharydów, które są powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym, dla ich żelującego, zagęszczające i stabilizujące. Ich głównym zastosowaniem jest mlecznych i mięsnych produktów, ze względu na ich silne wiązanie białek spożywczych. Istnieją trzy główne odmiany karagen, które różnią się pod względem stopnia zasiarczenia. Kappa-karagen ma jedną grupę siarczanową za disacharyd. Jota-karagenina (ι-carrageenen) posiada dwa siarczany na disacharyd. Lambda karagen (λ-carrageenen) ma trzy siarczany na disacharyd.
Karageniny kappa (κ-karagen) ma strukturę liniową siarczanowanego polisacharydu D-galaktozy i 3,6-anhydro-D-galaktozy.
κ- karagen jest szeroko stosowany w przemyśle spożywczym, np jako środek żelujący i zmiany struktury. Można go znaleźć jako dodatek do lodów, śmietany, twarogu, sałatek, koktajli mlecznych, mleka skondensowane słodzone mleko sojowe, & Inne rośliny mleka, sosy do podwyższenia lepkości produktu.
Ponadto κ-karagenina może być w produktach nie-żywnościowych, takich jak zagęszczacz szamponów i kosmetycznych, kremów, w paście do zębów (w stabilizatorze w celu zapobiegania składniki rozdzielające), pianki przeciwpożarowego (jako zagęszczacza spowodowania piany stają się lepkie), żele odświeżających , but polska (w celu zwiększenia lepkości) w biotechnologii, do unieruchamiania komórek / enzymów, w farmaceutyki (jako nieaktywny zaróbkę w tabletki / tabletki), karmy dla zwierząt domowych itd