Hielscher ультразвукова технологія

Зелений сонохімічний шлях до наночастинок срібла

Наночастинки срібла (AgNPs) часто використовують наноматеріали завдяки своїм антимікробним властивостям, оптичним властивостям та високій електропровідності. Сонохімічний шлях використання каппа карагенану - це простий, зручний і екологічно чистий метод синтезу для одержання срібних наночастинок. κ-каррагенан використовується як природний екологічно чистий стабілізатор, у той час як ультразвук потужності діє як зелений відновник.

Зелений ультразвуковий синтез срібних наночастинок

Elsupikhe et al. (2015 р.) Розробили зелений маршрут синтезу з ультразвуковим приводом для отримання наночастинок срібла (AgNP). Сонохімія, як відомо, сприяє багатьом мокро-хімічним реакціям. Sonication дозволяє синтезувати AgNP з κ-карагенаном як природний стабілізатор. Реакція протікає при кімнатній температурі і виробляє наночастинки срібла з кристалічною структурою ГКК без будь-яких домішок. Розподіл частинок за AgNP може впливати на концентрацію κ-каррагенану.

Зелений сонохімічний синтез сріблястих NP. (Натисніть, щоб збільшити!)

Схема взаємодії між зарядженими групами Ag-NP, які обмежені κ-карагенаном при ультразвукової обробці. [Elsupikhe та співавт. 2015 р.]

Процедура

    Ag-NP синтезували шляхом зменшення AgNO3 використовуючи ультразвукове дослідження у присутності κ-каррагенану. Для одержання різних зразків готували п'ять суспензій, додаючи 10мл 0,1М AgNO3 до 40-мл κ-каррагенану. Використовувані розчини κ-каррагенану становили 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 і 0,3% мас. Відповідно.
    Розчини перемішували протягом 1год., Щоб одержати AgNO3/ κ-каррагенан.
    Потім зразки піддавалися інтенсивному ультразвуковому опроміненню: амплітуда ультразвукового пристрою UP400S (400 Вт, 24 кГц) встановлено до 50%. Анікуляцію застосовували протягом 90 хв при кімнатній температурі. Сонотрод ультразвукових рідких процесорів UP400S був занурений безпосередньо в реакційний розчин.
    Після обробки ультразвуком суспензії центрифугували протягом 15 хв та чотири рази промивали подвійною дистильованою водою, щоб видалити залишок іонів срібла. Осаджені наночастинки сушили при 40 ° С під вакуумом протягом ночі, щоб одержати Ag-NP.

Рівняння

  1. nH2О. —Аніксія–> + Н + ОН
  2. OH + RH –> R + H2О.
  3. AgNo3–гідроліз–> AG + + NO3
  4. R + Ag+ —> Ag ° + R’ + H+
  5. Ag+ + H –скорочення–> Ag °
  6. Ag+ + H2О. —> Ag ° + OH + H+

Аналіз та результати

Для оцінки результатів, проби аналізували методом UV-видимого спектроскопічного аналізу, рентгенівської дифракції, хімічного аналізу FT-IR, зображень TEM та SEM.
Кількість Ag-NP зростає з збільшенням концентрації κ-карагенану. Формування Ag / κ-карагенану визначали методом UV-видимого спектроскопії, де максимальний максимум поглинання поверхневого плазмону спостерігався при 402-420 нм. Аналіз рентгеноструктурного аналізу (XRD) показав, що Ag-NP мають кубічну структуру, орієнтовану на обличчя. Спектр інфрачервоного перетворення Фур'є (FT-IR) показав присутність Ag-NP у κ-каррагенані. Трансмісійне електронне мікроскопічне зображення (TEM) для найвищої концентрації κ-каррагенану показало розподіл Ag-NP з середнім розміром часток біля 4.21nm. Сканування електронної мікроскопії (SEM) зображень ілюструє сферичну форму Ag-NP. Аналіз SEM показує, що зі збільшенням концентрації κ-каррагенану відбулося зміна поверхні Ag / κ-карагенану, так що дрібні Ag-NP зі сферичною формою були отримані.

TEM-зображення із синхронним синтезом Ag / κ-каррагенану. (Натисніть, щоб збільшити!)

ТЕМ-зображення та відповідні розмірні розподіли для сонохімічно синтезованого Ag / κ-карагенану при різних концентраціях κ-каррагенану. [0,1%, 0,2% та 0,3% відповідно (a, b, c)].

Сонохімічний синтез наночастинок срібла (AgNP) з ультразвуковим ультразвуком UP400S

Ag + / κ-каррагенан (ліворуч) та ультразвуковий Ag / κ-каррагенан (праворуч). Sonication виконувалися UP400S протягом 90 хвилин. [Elsupikhe та співавт. 2015 р.]

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвуковий гомогенізатор UP400S (натисніть, щоб збільшити!)

UP400S – ультразвуковий пристрій, який використовується для синхронізації наночастинок Ag

SEM-зображення з ультразвуковим синтезом наночастинок срібла (натисніть, щоб збільшити!)

SEM-зображення для Ag / κ-каррагенану при різних концентраціях κ-каррагенану. [0,1%, 0,2% та 0,3% відповідно (a, b, c)]. [Elsupikhe та співавт. 2015 р.]

Зв'яжіться з нами / Запитуйте додаткову інформацію

Розкажіть нам про ваших вимогах до обробки. Ми будемо рекомендувати найбільш підходящі налаштування та параметри обробки для вашого проекту.





Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.




Основна інформація

Сонохімія

Коли при застосуванні потужних ультразвуку до хімічних реакцій у розчині (у рідкому або суспензійному стані) це забезпечує певну енергію активації через фізичне явище, відоме як акустична кавітація. Кавітація створює високі зсувні сили та екстремальні умови, такі як дуже висока температура і швидкість охолодження, тиск і рідкі струми. Ці інтенсивні сили можуть ініціювати реакції та руйнувати привабливі сили молекул у рідкій фазі. Як відомо, численні реакції отримують від ультразвукового опромінення, наприклад, соноліз, соль-гелевий маршрут, сонохімічний синтез Росії паладій, латекс, гідроксиапатит і багато інших речовин. Докладніше про Сонохімія тут!

Срібні наночастинки

Срібні наночастинки характеризуються розміром від 1 нм до 100 нм. Хоча часто часто називають "сріблом"’ деякі з них складаються з великого відсотка оксиду срібла через їх велике співвідношення атомів поверхні та обсягу срібла. Срібні наночастинки можуть з'явитися з різними структурами. Найчастіше синтезовані сферичні наночастинки срібла, але також використовуються алмазні, восьмикутні та тонкі аркуші.
Наночастинки срібла дуже часто зустрічаються в медичних цілях. Іони срібла є біологічно активними та мають сильні антимікробні та герміцидні дії. Їх надзвичайно велика площа поверхні дозволяє координувати численні ліганди. Іншими важливими характеристиками є провідність та унікальні оптичні властивості.
Для їх провідних функцій наночастинки срібла часто включаються в композити, пластики, епоксидні матеріали та клеї. Частки срібла збільшують електропровідність; тому виготовлення електроніки часто використовують срібні пасти та чорнило. Оскільки наночастинки срібла підтримують поверхневі плазмони, AgNPs мають видатні оптичні властивості. Наночастинки плазмонного срібла використовуються для датчиків, сповіщувачів та аналітичного обладнання, таких як поверхнева поглиблене раманове спектроскопія (SERS) та спектроскопія флюоресценції полімерів з поверхневими плазмонами (SPFS).

Каррагінан

Каррагенан - дешевий натуральний полімер, який зустрічається у різних видах червоних морських водоростей. Каррагенини - це лінійні сульфатовані полісахариди, які широко використовуються в харчовій промисловості, для їх гелеутворення, потовщення та стабілізуючих властивостей. Їх головне застосування в молочних та м'ясних продуктах, завдяки їх сильній зв'язці з харчовими білками. Існує три основні сорти карагенану, які відрізняються ступенем їх сульфатування. Каппа-каррагенан має одну сульфатну групу на дисахарид. Йота-карагенан (і-каррагенин) має два сульфати на дисахарид. Лембда-карагенан (λ-каррагенин) має три сульфати на дисахарид.
Каппа карагенан (κ-каррагенан) має лінійну структуру сульфатованого полісахариду D-галактози та 3,6-ангідро-D-галактози.
κ-каррагенан широко використовується в харчовій промисловості, наприклад, як гелеутворювач і для модифікації текстури. Його можна зустріти як добавку в морозиві, вершках, сирках, молочних коктейлях, салатних перев'язках, підсолодженому згущеному молоці, соєвому молоці & інші молочні рослини та соуси, щоб збільшити в'язкість продукту.
Крім того, κ-каррагенан можна знайти в нехарчових продуктах, таких як загусник у шампуні та косметичні креми, у зубній пасті (як стабілізатор, що запобігає розділенню компонентів), піногарне вогнегасне (як загусник, щоб спінений стати липким), освіжувачі повітря , полірування взуття (для підвищення в'язкості), в біотехнології, щоб іммобілізувати клітини / ферменти, у фармацевтичних препаратах (як неактивний допоміжний засіб у таблетках / таблетках), у тваринництві та ін.