Verde Route sonoquímicos de nanopartículas de prata
nanopartículas de prata (AGNPS) são frequentemente utilizados nanomateriais, devido às suas propriedades anti-microbianas, propriedades ópticas e alta condutividade eléctrica. A via sonoquímica usando kappa carragenano é um método de síntese simples, conveniente e amigo do ambiente para a preparação de nanopartículas de prata. k-carragenano é usado como um estabilizador natural, ecológica, enquanto de ultra-som de energia actua como um agente redutor verde.
Verde Ultrasonic Síntese de nanopartículas de prata
Elsupikhe et al. (2015) desenvolveram um verde rota de síntese por ultra-som assistida para a preparação de nanopartículas de prata (AGNPS). Sonochemistry é bem conhecida de promover a muitas reacções molhado-químicas. Sonicação permite synthsize AGNPS com κ-carragenano como o estabilizador natural. A reacção é executada à temperatura ambiente e produz nanopartículas de prata com estrutura de cristal fcc, sem quaisquer impurezas. A distribuição do tamanho de partícula das AGNPS pode ser influenciada pela concentração de κ-carragenano.
Esquema de interacção entre o Ag-NPs de grupos que são seladas com κ-carragenano sob sonicação carregada. [Elsupikhe et al. 2015]
Procedimento
- O Ag-NPs foram sintetizados por redução AgNO3 utilizando ultra-sons na presença de κ-carragenano. Para obter diferentes amostras, foram preparadas cinco suspensões, por adição de 10 mL de 0,1 M AgNO3 para 40 mL κ-carragenano. As soluções κ-carragenano utilizados foram de 0,1, 0,15, 0,20, 0,25, e 0,3% em peso, respectivamente.
- As soluções foram agitadas durante 1 hora para se obter AgNO3/ Κ-carragenano.
- Em seguida, as amostras foram expostas a irradiação de ultra-sons intensos: A amplitude do dispositivo de ultra-sons UP400S (400W, 24 kHz) foi definida como 50%. A sonicao foi aplicada durante 90 minutos à temperatura ambiente. O sonotrodo dos processadores de ultra-sons líquidos UP400S foi imerso directamente na solução de reacção.
- Depois de sonicao, as suspensões foram centrifugadas durante 15 min e lavou-se com água duplamente destilada quatro vezes para remover os resíduos de ião prata. As nanopartículas precipitadas foram secas a 40 ° C sob vácuo durante a noite para se obter o Ag-PN.
Equação
- Nh2O —sonicação–> + H + OH
- OH + RH –> R + H2O
- Agno3–hidrólise–> AG + + não3–
- R + AG+ —> ° Ag + R’ + H+
- Ag+ + H –reduções–> ° Ag
- Ag+ + H2O —> Ag ° + OH + H+
Análise e Resultados
Para avaliar os resultados, as amostras foram analisadas por análise de espectroscopia de UV-visível, difracção de raios-X, análise química de FT-IR, TEM e SEM imagens.
O número de Ag-NP aumentou com o aumento das concentrações de κ-carragenina. A formação de Ag / κ-carragenano foi determinada por espectroscopia UV-visível onde o máximo de absorção de plasmão de superfície foi observado entre 402 e 420nm. A análise de difração de raios X (XRD) mostrou que os Ag-NPs são de uma estrutura cúbica centrada na face. O espectro de infravermelho transformado de Fourier (FT-IR) indicou a presença de Ag-NPs em κ-carragenano. A imagem de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) para a maior concentração de κ-carragenina mostrou a distribuição de Ag-NP com um tamanho médio de partícula próximo a 4,21nm. As imagens de microscopia eletrônica de varredura (SEM) ilustram a forma esférica dos Ag-NPs. A análise SEM mostra que, com o aumento da concentração de κ-carragenina, ocorreram alterações na superfície de Ag / κ-carragenano, de modo que de tamanho reduzido para Ag-NPs com forma esférica foram obtidos.
imagens TEM e distribuições de tamanho correspondente para sonochemically sintetizado Ag / κ-carragenano em concentrações diferentes de κ-carragenano. [0,1%, 0,2%, e 0,3%, respectivamente (a, b, c)].
Ag + / κ-carragenano (esquerda) e sonicada Ag / κ-carragenano (direita). Sonicação foi realizada com os UP400S para 90min. [Elsupikhe et al. 2015]
UP400S – o dispositivo de ultra-sons utilizado para a síntese de nanopartículas sonoquímica Ag
As imagens SEM para Ag / κ-carragenano em concentrações diferentes de κ-carragenano. [0,1%, 0,2%, e 0,3%, respectivamente (a, b, c)]. [Elsupikhe et al. 2015]
Literatura / Referências
- Elsupikhe, Randa Fawzi; Shamelin, Kamyar; Ahmad Mansor B; Ibrahim, nem Azowa; Zainudin, Norhazlin (2015): síntese sonoquímica verde de nanopartículas de prata a concentrações variáveis de κ-carragenano. Nanoescala Research Letters 10. 2015.
Informação básica
sonoquímica
Quando o ultra-som é aplicado poderoso para reacções químicas em solução (líquido ou lama), que fornece energia de activação específica, devido a um fenómeno físico, conhecido como cavitação acústica. Cavitação cria forças de cisalhamento elevadas e condições extremas, tais como temperaturas muito elevadas e velocidades de arrefecimento, pressões e jactos de líquido. Estas forças intensas pode iniciar as reacções e destruir as forças atractivas de moléculas na fase líquida. Numerosas reacções são conhecidos beneficiar de irradiação ultra-sónica, por exemplo sonólise, rota sol-gel, Síntese de sonoquímica paládio, látex, hidroxiapatita e muitas outras substâncias. Leia mais sobre Sonochemistry aqui!
nanopartículas de prata
nano-partículas de prata são caracterizados por um tamanho compreendido entre 1 nm e 100 nm. Enquanto frequentemente descrita como sendo ‘prata’ alguns são compostos por uma grande percentagem de óxido de prata devido à sua grande proporção de átomos de prata de superfície-para-volume. nanopartículas de prata pode aparecer com diferentes estruturas. Mais vulgarmente, as nanopartículas de prata esférica são sintetizados, mas diamante, folhas finas octogonais e também são utilizados.
nanopartículas de prata são altamente freqüentado em aplicações médicas. Os íons de prata são bioativo e tem fortes efeitos antimicrobianos e germicidas. Sua área de superfície extremamente grande permite a coordenação de vários ligantes. Outras características importantes são a condutividade e propriedades ópticas únicas.
Por suas características condutoras, nanopartículas de prata, muitas vezes incorporadas em compósitos, plásticos, epóxis e colas. As partículas de prata aumentar a condutividade eléctrica; Por conseguinte, pastas de prata e tintas são frequentemente utilizados no fabrico de produtos electrónicos. Desde nanopartículas de prata apoiar os plasmons de superfície, AGNPS têm excelentes propriedades ópticas. nanopartículas de prata plasmonic são usados para sensores, detectores e equipamentos analíticos tais como Espectroscopia Raman amplificada por superfície (SERS) e Superfície Plasmon Campo-enhanced espectroscopia de fluorescência (PESA).
carragena
A carragenina é um polímero natural mais barato, que é encontrado em várias espécies de algas vermelhas. Carrageninas s polissacidos sulfatados lineares que são amplamente utilizados na indústria alimentar, para a sua gelificação, espessamento, e propriedades de estabilização. Sua principal aplicação é em lácteos e produtos de carne, devido à sua forte ligação às proteínas dos alimentos. Existem três principais variedades de carragenina, que diferem em seu grau de sulfatação. Kappa-carragenano tem um grupo sulfato por dissacárido. Iota-carragenano (ι-carragenina) tem dois sulfatos por dissacárido. Lambda carragenano (λ-carragenina) tem três sulfatos por dissacárido.
Kappa carragenano (κ-carragenano) tem uma estrutura linear de polissacárido sulfatado de D-galactose e 3,6-anidro-D-galactose.
carragenano κ- é amplamente utilizado na indústria alimentar, por exemplo como agente de gelificação e para a modificação da textura. Ela pode ser encontrada como aditivo em sorvete, creme, queijo cottage, batidos de leite, molhos para salada, adoçadas leites condensados, leite de soja & outros leites vegetais, e molhos para aumentar a viscosidade do produto.
Além disso, κ-carragenano pode ser encontrado em produtos não alimentares, tais como espessante em champô e cosmética cremes, na pasta de dentes (como estabilizador para evitar componentes de separação), espuma combate ao incêndio (como espessante para fazer com que a espuma se tornar pegajosa), géis de ambientador de ar , sapato polonês (para aumentar a viscosidade), na biotecnologia para imobilizar células / enzimas, em produtos farmacêuticos (como um excipiente em comprimidos inactivo / comprimidos), em alimentos para animais domésticos etc.