Нано-серебро используется для его антибактериальных свойств для укрепления материалов в медицине и материаловедении. Ультразвукация обеспечивает быстрый, эффективный, безопасный и экологически чистый синтез сферических наночастиц серебра в воде. Ультразвуковой синтез наночастиц может быть легко масштабируется от малого до большого производства.

Ультрасонически-ассистированный синтез коллоидного нано-серебряного

Сонохимический синтез, которые являются синтетическими реакциями при ультразвуковом облучении, широко используется для производства наночастиц, таких как серебро, золото, магнетит, гидроксиапачу, Хлорохин, Перовскит, латекс и многие другие наноматериалы.

Ультразвуковой влажный химический синтез

Для серебряных наночастиц известно несколько ультрасонически-с помощью путей синтеза. Ниже представлен ультразвуковой синтез с использованием меда в качестве редуктора и укупорки лиганда. Компоненты меда, такие как глюкоза и фруктоза, отвечают за его роль как укупорки, так и уменьшающего агента в процессе синтеза.
Как и большинство распространенных методов синтеза наночастиц, ультразвуковой синтез наносеребра также подпадает под категорию влажной химии. Ультразвуковая защита способствует нуклеации серебряных наночастиц в растворе. Ультрасонически продвигаемый нуклеации возникает при серебристом предшественнике (серебряном ионном комплексе), например, нитрате серебра (AgNO₃) или серебряный перхлорат (AgClO₄), сводится к коллоидного серебра в присутствии редукционного агента, например меда. При условии, что концентрация ионов серебра в растворе увеличивается достаточно, растворенные металлические ионы серебра связываются вместе и образуют стабильную поверхность. Когда скопление ионов серебра еще невелико, это энергетически неблагоприятное состояние из-за отрицательного энергетического баланса. Отрицательный энергетический баланс возникает после того, как энергия, полученная за счет снижения концентрации растворенных частиц серебра, ниже, чем энергия, затраченная на создание новой поверхности.
Когда скопление достигает критического радиуса, который является точкой, когда он становится энергетически благоприятным, он достаточно стабилен, чтобы продолжать расти. Во время фазы роста больше атомов серебра рассеивается через раствор и прикрепляются к поверхности. Когда концентрация растворенного атомного серебра уменьшается до определенной точки, порог ядра достигается так, что атомы не могут больше связываться вместе, чтобы сформировать стабильное ядро. На этом пороге нуклеации рост новых наночастиц прекращается, а оставшееся растворенное серебро поглощается путем диффузии в растущие наночастицы в растворе.
Соникация способствует массовому переносу, т.е. смачиванию кластеров, что приводит к более быстрому нуклеации. Точно контролируемым звукованием можно определить темп роста, размер и форму наночастиц.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о другом зеленом методе ультрасонически синтезировать нано-серебро с помощью каррагинана!

Сравнение традиционных методов и методов зеленого синтеза синтеза наночастиц.

Пример ультразвукового нано-серебряного синтеза

Материалы: нитрат серебра (AgNO₃) в качестве серебряного предшественника; мед как укупорки / редукта; Воды
Ультразвуковое устройство: UP400St

Протокол ультразвукового синтеза

Наилучшие условия для синтеза коллоидных наночастиц серебра оказались следующими: уменьшение нитрата серебра под ультразвуковое опосредовано натуральным медом. Кратко, 20 мл раствора нитрата серебра (0,3 М), содержащего мед (20 вт%) подвергся воздействию высокоинтенсивного ультразвукового облучения в условиях окружающей среды в течение 30 мин. Ультразвуковая была проведена с помощью ультразвукового зонда UP400S (400 Вт, 24 кГц) погружен непосредственно в реакционное решение.

Распределение размеров частиц Ag-NPs синтезируется в оптимальных условиях; концентрации серебра (0,3 М), концентрации меда (20 вт) и время ультразвукового облучения (30 мин)
источник фото: Oskuee et al. 2016

Мед пищевого класса используется в качестве укупорки / стабилизации и уменьшения агента, что делает aqueous ядро раствор ажий и осажденных наночастиц чистым и безопасным для многообразия приложений.
По мере увеличения времени ультразвуковой ультразвуковой ультразвуковой аттестации наночастицы серебра становятся меньше и их концентрация повышается.
В растворе вавного меда ультразвуковая ультразвуковая система является ключевым фактором, влияющим на образование наночастиц серебра. Параметры соники, такие как амплитуда, время и непрерывный против пульсирующего ультразвука являются основными факторами, которые позволяют контролировать размер и количество наночастиц серебра.

Результат ультразвукового синтеза серебряных наночастиц

Ультрасонически продвигаемый, медо-опосредованный синтез с UP400St привело к сферическим нано-частицам серебра (Ag-NPs) со средним размером частиц около 11,8 нм. Ультразвуковой синтез серебряных наночастиц является простым и быстрым методом одного горшка. Использование воды и меда в качестве материалов, делает реакцию экономически эффективной и исключительно экологически чистой.
Представленный метод ультразвукового синтеза с использованием меда в качестве редуктора и укупорки может быть распространен на другие благородные металлы, такие как золото, палладий и медь, который предлагает различные дополнительные применения от медицины до промышленности.

TEM изображение (A) и его распределение размера частиц (B) Ag-NPs синтезированы в оптимальных условиях.

Влияние ядры и размер частиц путем Sonication

Ультразвук позволяет производить наночастицы, такие как наночастицы серебра с учетом требований. Три общих варианта звуковой отработки оказывают существенное влияние на выход:
Первоначальная Озвучивание: Краткое применение ультразвуковых волн к перенасыщению раствора может инициировать посев и образование ядер. Поскольку звукование применяется только на начальном этапе, последующий рост кристалла происходит беспрепятственно, в результате чего повлекли за собой большие кристаллы.
Непрерывное Озвучивание: Непрерывное облучение перенасыщенным раствором приводит к попажению мелких кристаллов, так как неиспользованная ультразвуковая защита создает много ядер, что приводит к росту многих мелких кристаллов.
Импульсная звукозагация: Пульсированное УЗИ означает применение ультразвука в определенных интервалах. Точно контролируемый ввод ультразвуковой энергии позволяет влиять на рост кристалла, чтобы получить индивидуальный размер кристалла.

Высокопроизводительные ультразвуковые для синтеза

Hielscher Ultrasonics поставляет мощные и надежные ультразвуковые процессоры для сонохимических применений, включая соносинтез и соно-катализ. Ультразвуковое смешивание и рассеивание увеличивает передачу массы и способствует смачиванию и последующему ядру атомных скоплений с целью осаждения наночастиц. Ультразвуковой синтез наночастиц является простым, экономичным, биосовместимым, воспроизводимым, быстрым и безопасным методом.
Hielscher Ultrasonics поставляет мощные и точно управляемые ультразвуковые процессоры для нуклеации и осадков наноматериалов. Все цифровые устройства оснащены интеллектуальным программным обеспечением, цветным сенсорным дисплеем, автоматической записью данных на встроенной SD-карте и оснащены интуитивно понятным меню для удобной и безопасной работы.
Покрывая полный диапазон мощности от 50 Вт портативных ультразвуковых для лаборатории до 16000 Ватт мощных промышленных ультразвуковых систем, Hielscher имеет идеальную ультразвуковую установку для вашего приложения. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет круглосуточно работать на тяжелых грузах и в сложных условиях.
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов: