Sintezni nano-Silver z medom in Ultrasonics

Nano-Silver uporablja za svoje antibakterijske lastnosti za krepitev materialov v medicini in materialni znanosti. Ultrasonication omogoča hitro, efficacious, varno in okolju prijazno sintezo sferičnih srebrnih nanodelcev v vodi. Ultrazvočni nanodelna sinteza lahko enostavno pomanjšana od malih do velikih proizvodnje.

Ultrazvočno podprto sinteza koloidni nano-Silver

Sonokemijska sinteza, ki so sintetične reakcije pod ultrazvočnim obsevanjem, se pogosto uporabljajo za proizvodnjo nanodelcev, kot so srebro, zlato, magnetite, hidroksiapatit, Klorokin, Perovskite, Švedska, lateks in mnogih drugih nano-materialov.

Ultrazvočni Wet-Chemical sinteza

Za srebrne nano-delce, je znano, več ultrazvočno podprto sintezo poti. Spodaj, je predstavljena ultrazvočni sintezni poti z medom kot zmanjšanje in ligand omejevanje sredstev. Komponente medu, kot sta glukoza in fruktoza, so odgovorne za njeno vlogo, tako za omejevanje kot za reduciranje v procesu sinteze.
Kot večina pogostih metod za sintezo nanodelcev, ultrazvočni nano-srebrna sinteza spada pod kategorijo mokre kemije, preveč. Ultrasonication spodbuja nukleacijo srebrnih nano-delcev v raztopini. Ultrazvočno spodbujati nukleacijo pojavi, ko srebro predhodnik (srebro ion kompleks), npr srebrovega nitrata (AgNO₃) ali srebrni perklorat (AgClO₄), se zmanjša na koloidni srebro v prisotnosti reducirajočih povzročitelja, kot je med. Pod pogojem, da se koncentracija srebrnih ionov v raztopini dovolj poveča, se raztopljeni kovinski srebrni ioni vežejo skupaj in tvorijo stabilno površino. Ko je gruča srebrnih ionov še vedno majhna, je zaradi negativne energijske bilance to energično neugodno stanje. Negativna energijska bilanca nastane, ker je energija, pridobljena z zmanjšanjem koncentracije raztopljenih srebrnih delcev, nižja od energije, ki se porabi z ustvarjanjem nove površine.
Ko gruča doseže kritični polmer, kar je točka, ko postane energično ugodna, je dovolj stabilna, da še naprej raste. V fazi rasti, več srebrnih atomov difuz skozi raztopino in pritrdite na površje. Ko se koncentracija raztopljenega atomskega srebra zmanjša na določeno točko, se doseže prag nukleacije, tako da se atomi ne morejo več zavezati skupaj, da bi tvorili stabilno jedro. Na tej nukleacijski prag, rast novih nanodelcev preneha, in preostali raztopljeni srebro se absorbira z difuzijo v naraščajoče nanodelce v raztopini.
Ultrazvoka spodbuja množični prenos, to je močenje grozdov, ki ima za posledico hitrejše nukleacijo. Z natančno nadzorovano ultrazvočno razbijanje, se lahko določi hitrost rasti, velikost in obliko nano-delcev struktur.
Kliknite tukaj, da preberete več o drugi zeleni metodi za ultrazvočno sintetizirajo nano-srebro z uporabo carrageenan!

Primerjava konvencionalnih metod in zelenih metod sinteze nanodelov.

Študija primera ultrazvočne nano-srebrna sinteza

Materialov: srebrovega nitrata (AgNO₃) kot srebrni predhodnik; medu kot sredstvo za omejevanje/zmanjševanje; Vode
Ultrazvočna naprava: UP400St

Ultrazvočni sintezni protokol

Najboljši pogoji za sintetizirati koloidni srebrni nanodelci so ugotovili, da je naslednje: zmanjšanje srebrovega nitrata pod ultrazvokom posreduje naravni medu. Na kratko, 20 ml raztopine srebrovega nitrata (0,3 M), ki vsebuje med (20 WT%) je bil izpostavljen visoko intenzivnostjo ultrazvočnega sevanja v pogojih okolja za 30 min. Ultrasonication je bila izvedena s sondo tipa ultrasonicator UP400S (400W, 24 kHz) neposredno potopimo v reakcijsko raztopino.

Porazdelitev velikosti delcev AG-NPs, sintetiziranih v optimalnih pogojih; koncentracije srebra (0,3 M), koncentracije medu (20 WT%) in ultrazvočni čas obsevanja (30 min)
Slika vir: Oskuee et al. 2016

Hrana-Grade medu se uporablja kot omejevanje/stabilizacijski in reducirajočih sredstvo, zaradi česar vodno nukleacijo rešitev in oborjene nanodelci čista in varna za mnogovrstne aplikacije.
Kot ultrasonication čas povečuje, srebrni nanodelci postanejo manjši in njihova koncentracija je povečana.
V vodno raztopino medu, ultrasonication je ključni dejavnik, ki vpliva na nastanek srebrnih nano-delcev. Ultrazvoka parametre, kot so amplitude, čas in neprekinjeno vs utripajoča ultrazvok so glavni dejavniki, ki omogočajo nadzor velikosti in količine srebrnih nano-delcev.

Rezultat ultrazvočne sinteze srebrnih nanodelcev

Ultrazvočno spodbujati, med-posredovana sinteza z UP400St je povzročil sferične srebrne nano-delce (AG-NPs) s povprečno velikostjo delcev približno 11,8 nm. Ultrazvočni sinteza srebrnih nano-delcev je preprost in hiter eno pot metoda. Uporaba vode in medu kot materialov, je reakcija stroškovno učinkovita in izjemno okolju prijazna.
Predstavljena tehnika ultrazvočne sinteze z medom kot zmanjšanje in omejevanje agent se lahko razširi na druge plemenitimi kovinami, kot so zlato, Paladij in baker, ki ponuja različne dodatne uporabe od medicine do industrije.

Ta slika (A) in njena porazdelitev velikosti delcev (B) AG-NPs sintetizirajo v optimalnih pogojih.

Vplivanje Nukleacije in velikost delcev z ultrazvočno razbijanje

Ultrazvok omogoča proizvodnjo nano-delcev, kot so srebrni nano-delci, prilagojene zahtevam. Tri splošne možnosti ultrazvoka imajo pomembne učinke na izhod:
Začetno ultrazvočnega razbijanja: Kratka uporaba ultrazvočnih valov na prenasičena rešitev lahko sproži sejanje in nastanek jedra. Kot ultrazvoka se uporablja le v začetni fazi, naknadno kristalno rast prihodkov neoviran posledico večjih kristalov.
Stalno ultrazvočnega razbijanja: Neprekinjeno obsevanje prenasičena rešitev rezultatov v majhnih kristalov, saj unzamrznjena ultrasonication ustvarja veliko jedra, ki izhajajo iz rasti številnih majhnih kristalov.
Impulzni ultrazvočno razbijanje: Impulzni ultrazvok pomeni uporabo ultrazvoka v določenih časovnih presledkih. Natančno nadzorovano vnos ultrazvočne energije omogoča, da vplivajo na rast kristalov, da bi dobili prilagojene velikosti kristalov.

Visoko zmogljivih Ultrasonicators za sintezo

Hielscher Ultrazvočna dobavlja močne in zanesljive ultrazvočne procesorje za sonokemijske aplikacije, vključno z Sono-sintezo in Sono-Catalysis. Ultrazvočni mešanje in disperzirati poveča prenos mase in spodbuja močenje in naknadno nukleacijo atoma grozdov, da se oborijo nano-delcev. Ultrazvočna sinteza nano-delcev je preprost, stroškovno učinkovit, biokompatibilni, ponovljivi, hitri in varni metodi.
Hielscher Ultrazvočna dobavlja močne in natančno obvladljive ultrazvočne procesorje za nukleacijo in obarjanje nano-materialov. Vse digitalne naprave so opremljene z inteligentno programsko opremo, barvnim zaslonom na dotik, samodejnim snemanjem podatkov na vgrajeni kartici SD in imajo intuitiven meni za uporabniku prijazno in varno delovanje.
Pokrivanje celotnega obsega moči od 50 vatov ročni ultrasonicators za laboratorij do 16.000 vatov močnih industrijskih ultrazvočnih sistemov, Hielscher je idealna Ultrazvočna nastavitev za vašo prijavo. Robustnost Hielscher je Ultrazvočna oprema omogoča 24/7 delovanje na težka in v zahtevnih okoljih.
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators: