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.

síntese sonoquímica verde de NPs de prata. (Clique para ampliar!)

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

  1. Nh2O —sonicação–> + H + OH
  2. OH + RH –> R + H2O
  3. Agno3–hidrólise–> AG + + não3
  4. R + AG+ —> ° Ag + R’ + H+
  5. Ag+ + H –reduções–> ° Ag
  6. 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 de sonochemically sintetizado Ag / κ-carragenano. (Clique para ampliar!)

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)].

sonoquímica síntese de nanopartículas de prata (AGNPS) com o ultrasonicator UP400S

Ag + / κ-carragenano (esquerda) e sonicada Ag / κ-carragenano (direita). Sonicação foi realizada com os UP400S para 90min. [Elsupikhe et al. 2015]

Pedido de informação





homogeneizador de ultra-som UP400S (Clique para ampliar!)

UP400S – o dispositivo de ultra-sons utilizado para a síntese de nanopartículas sonoquímica Ag

imagens SEM de nanopartículas de prata ultra-som sintetizado (Clique para ampliar!)

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]

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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.