Ультразвуковая технология Хильшера

Зеленый сонохимический путь к серебряным наночастицам

Серебряные наночастицы (AgNP) часто используют наноматериалы из-за их антимикробных свойств, оптических свойств и высокой электропроводности. Сонохимический маршрут с использованием каппа-каррагинана представляет собой простой, удобный и экологически чистый метод синтеза для получения наночастиц серебра. κ-carrageenan используется как естественный экологически чистый стабилизатор, в то время как ультразвук силы действует как зеленый восстановитель.

Зеленый ультразвуковой синтез серебряных наночастиц

Elsupikhe et al. (2015) разработали зеленый метод ультразвуковой стимуляции для получения наночастиц серебра (AgNPs). Известно, что сонохимия способствует многим влажно-химическим реакциям. Sonication позволяет синтезировать AgNP с κ-каррагинан в качестве естественного стабилизатора. Реакция протекает при комнатной температуре и дает наночастицы серебра с ГЦК кристаллической структурой без каких-либо примесей. На распределение частиц по размерам AgNP может влиять концентрация κ-каррагенана.

Зеленый сонохимический синтез серебряных NP. (Нажмите, чтобы увеличить!)

Схема взаимодействия между заряженными группами Ag-NP, которые ограничены κ-каррагинаном при обработке ультразвуком. [Elsupikhe et al. 2015]

Процедура

    Ag-NP были синтезированы путем снижения AgNO3 используя ультразвук в присутствии κ-каррагинана. Для получения разных образцов готовили пять суспензий, добавляя 10 мл 0,1 М AgNO3 к 40-мл κ-каррагинан. Используемые растворы κ-каррагинана составляли 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 и 0,3 мас.% Соответственно.
    Растворы перемешивали в течение 1 часа, получая AgNO3/ Κ-каррагинана.
    Затем образцы подвергались интенсивному ультразвуковому облучению: амплитуда ультразвукового устройства Up400s (400 Вт, 24 кГц) было установлено на 50%. Ультразвук применяли в течение 90 мин при комнатной температуре. Сонотрод ультразвуковых жидкостных процессоров Up400s погружают непосредственно в реакционный раствор.
    После обработки ультразвуком суспензии центрифугировали в течение 15 мин и четыре раза промывали двойной дистиллированной водой для удаления остатка ионов серебра. Осажденные наночастицы сушили при 40 ° С в вакууме в течение ночи для получения Ag-NP.

Уравнение

  1. нГн2О —разрушение ультразвуком–> + H + OH
  2. ОН + RH –> R + H2О
  3. AgNO3–гидролиз–АГЗ НЕТ3
  4. Р. А.+ —> Ag ° + R’ + Н+
  5. Ag+ + Н –сокращения–> Ag °
  6. Ag+ + Н2О —> Ag ° + OH + H+

Анализ и результаты

Для оценки результатов образцы анализировали с помощью УФ-видимого спектроскопического анализа, рентгеновской дифракции, химического анализа FT-IR, изображений ТЕА и СЭМ.
Количество Ag-NP увеличилось с увеличением концентрации κ-каррагинана. Образование Ag / κ-каррагинана определяли с помощью УФ-видимой спектроскопии, где максимум поглощения поверхностного плазмона наблюдался при 402-420 нм. Анализ рентгеновской дифракции (XRD) показал, что Ag-NP имеют гранецентрированную кубическую структуру. Инфракрасный (FT-IR) спектр фурье-преобразования показал присутствие Ag-NP в κ-каррагенане. Прозрачная электронная микроскопия (TEM) для самой высокой концентрации κ-каррагинана показала распределение Ag-NP со средним размером частиц около 4,21 нм. Изображения сканирующей электронной микроскопии (SEM) иллюстрируют сферическую форму Ag-NP. Анализ СЭМ показывает, что с увеличением концентрации κ-каррагинана произошли изменения на поверхности Ag / κ-каррагинана, так что малогабаритные Ag-NP со сферической формой были получены.

TEM изображения сонохимически синтезированного Ag / κ-каррагенана. (Нажмите, чтобы увеличить!)

TEM и соответствующие распределения по размерам для сонохимически синтезированного Ag / κ-каррагинана при различных концентрациях κ-каррагенана. [0,1%, 0,2% и 0,3% соответственно (a, b, c)].

Сонохимический синтез наночастиц серебра (AgNPs) с ультразвуковым прибором UP400S

Ag + / κ-каррагинан (слева) и обработанный ультразвуком Ag / κ-каррагенан (справа). Ультразвук проводился с UP400S в течение 90 мин. [Elsupikhe et al. 2015]

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковой гомогенизатор UP400S (Нажмите, чтобы увеличить!)

Up400s – ультразвуковое устройство, используемое для сонохимического синтеза наночастиц Ag

СЭМ-изображения ультратонких синтезированных наночастиц серебра (Нажмите, чтобы увеличить!)

SEM-изображения для Ag / κ-каррагинана при различных концентрациях κ-каррагенана. [0,1%, 0,2% и 0,3% соответственно (a, b, c)]. [Elsupikhe et al. 2015]

Свяжитесь с нами / Спросите дополнительную информацию

Поговорите с нами о ваших требованиях к обработке. Мы порекомендуем наиболее подходящие параметры настройки и обработки для вашего проекта.





Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,




Основная информация

Sonochemistry

Когда к химическим реакциям в растворе (жидком или суспензионном состоянии) применяется мощный ультразвук, он обеспечивает определенную энергию активации из-за физического явления, известного как акустическая кавитация. Кавитация создает высокие силы сдвига и экстремальные условия, такие как очень высокие температуры и скорости охлаждения, давления и жидкие струи. Эти интенсивные силы могут инициировать реакции и разрушать притягательные силы молекул в жидкой фазе. Известно, что многочисленные реакции вызваны ультразвуковым облучением, например сонолизом, золь-гель, сонохимический синтез палладий, латекс, гидроксиапачу и многие другие вещества. Узнайте больше о сонохимия здесь!

Серебряные наночастицы

Серебряные наночастицы характеризуются размером от 1 до 100 нм. Хотя часто описывается как «серебро’ некоторые из них состоят из большого процента оксида серебра из-за их большого отношения атомов серебра от поверхности к объему. Серебряные наночастицы могут появляться с различными структурами. Чаще всего синтезируются сферические наночастицы серебра, но также используются алмазные, восьмиугольные и тонкие листы.
Серебряные наночастицы очень часто встречаются в медицинских приложениях. Ионы серебра являются биологически активными и имеют сильные антимикробные и гермицидные эффекты. Их чрезвычайно большая площадь поверхности позволяет согласовать многочисленные лиганды. Другими важными характеристиками являются проводимость и уникальные оптические свойства.
Для их проводящих свойств серебряные наночастицы часто включаются в композиты, пластмассы, эпоксидные смолы и клеи. Частицы серебра увеличивают электропроводность; поэтому серебряные пасты и чернила часто используются в производстве электроники. Поскольку наночастицы серебра поддерживают поверхностные плазмоны, AgNP обладают превосходными оптическими свойствами. Наночастицы плазмонных серебра используются для датчиков, детекторов и аналитического оборудования, таких как спектроскопия с улучшенными полями (SERS) и спектроскопия флуоресценции поверхностного плазмонного поля (SPFS).

каррагинан

Каррагинан - дешевый природный полимер, который встречается у разных видов красных водорослей. Каррагинаны представляют собой линейные сульфатированные полисахариды, которые широко используются в пищевой промышленности, для их желирующих, утолщающих и стабилизирующих свойств. Их основное применение заключается в молочных и мясных продуктах, благодаря их сильному связыванию с пищевыми белками. Существует три основных разновидности каррагинана, которые отличаются степенью сульфатирования. Каппа-каррагинан имеет одну сульфатную группу на дисахарид. Йота-каррагенан (ι-каррагенен) имеет два сульфата на дисахарид. Лямбда каррагинан (λ-каррагенен) имеет три сульфата на дисахарид.
Kappa carrageenan (κ-каррагенан) имеет линейную структуру сульфатированного полисахарида D-галактозы и 3,6-ангидро-D-галактозы.
κ-каррагинан широко используется в пищевой промышленности, например, в качестве желирующего агента и для модификации текстуры. Его можно найти в качестве добавки в мороженое, сливки, творог, молочные коктейли, салатные заправки, подслащенные сгущенные молочные продукты, соевое молоко & другие растительные молоки и соусы для повышения вязкости продукта.
Кроме того, κ-каррагенан можно найти в непродовольственных продуктах, таких как загуститель в шампунях и косметических кремах, в зубной пасте (в качестве стабилизатора для предотвращения отделения компонентов), пена для тушения пожара (в качестве загустителя, чтобы пена стала липкой), гели для освежителя воздуха , ботинок для обуви (для увеличения вязкости), в биотехнологии для иммобилизации клеток / ферментов, в фармацевтических препаратах (как неактивный эксципиент в таблетках / таблетках), в кормах для домашних животных и т. д.