Nano-kumushni asal va ultratovush bilan sintez qilish

Kolloid nano-kumushning ultrasonik yordami bilan sintez

Ultrasonik nurlanish ostida sintetik reaktsiyalar bo'lgan sonokimyoviy sintez kumush, oltin, magnetit, nanopartikullarni ishlab chiqarish uchun keng qo'llaniladi. hidroksiapatit, Xlorokin, Perovskite, lateks va boshqa ko'plab nano-materiallar.

Ultrasonik ho'l kimyoviy sintez

Kumush nano zarrachalari uchun bir nechta ultratovush yordamida sintez qilish yo'nalishlari ma'lum. Quyida asalni pasaytiruvchi va ligand qoplovchi vositalar sifatida ishlatadigan ultrasonik sintez yo'nalishi keltirilgan. Asal tarkibiy qismlari, masalan, glyukoza va fruktoza, uning sintez jarayonida kapsula va kamaytiruvchi vosita rolini bajaradi.
Nanopartikullar sintezining eng keng tarqalgan usullari singari, ultrabinafsha nano-kumush sintezi ham ho'l kimyoviy toifaga kiradi. Ultrasonikatsiya eritma ichidagi kumush nano-zarralarini nukleatsiyasiga yordam beradi. Ultrasonik ravishda targ'ib qilingan nukleatsiya kumush nitrat (kumush ion kompleksi), masalan, kumush nitrat (AgNO) mavjud bo'lganda sodir bo'ladi.₃) yoki kumush perklorat (AgClO)₄), asal kabi kamaytiruvchi vosita ishtirokida kolloid kumushgacha kamayadi. Eritmada kumush ionlarining konsentratsiyasi etarlicha ko'paygan taqdirda, eritilgan metall kumush ionlari bir-biriga yopishib, barqaror sirt hosil qiladi. Kumush ionlari klasteri hali ham kichik bo'lganda, u salbiy energiya balansi tufayli energetik jihatdan yoqimsiz holatdir. Salbiy energiya balansi erigan kumush zarralar kontsentratsiyasini kamaytirish natijasida olingan energiya yangi sirt hosil qilish uchun sarflanadigan energiyadan past bo'lganligi sababli sodir bo'ladi.
Klaster kritik radiusga etganida, ya'ni u energiya jihatidan ijobiy tomonga o'zgarganda, u o'sishda davom etadigan darajada barqaror bo'ladi. O'sish bosqichida ko'proq kumush atomlari eritma orqali tarqaladi va sirtga yopishadi. Eritilgan atom kumushining kontsentratsiyasi ma'lum bir nuqtaga tushganda, yadro hosil bo'lishi uchun atomlar bir-biri bilan uzoqroq bog'lay olmasligi uchun nukleatsiya chegarasiga erishiladi. Ushbu nukleatsiya chegarasida yangi nanopartikullarning o'sishi to'xtaydi va qolgan eritilgan kumush eritmadagi o'sayotgan nanopartikullarga tarqalish orqali so'riladi.
Sonikasyon massa almashinuvini, ya'ni tezroq nukleatsiyaga olib keladigan klasterlarning namlanishini ta'minlaydi. Aniq boshqariladigan sonikatsiya yordamida nano-zarrachali tuzilmalarning o'sish sur'ati, hajmi va shakli aniqlanishi mumkin.
Carrageenan yordamida nano-kumushni ultratovush bilan sintez qilish uchun boshqa yashil usul haqida ko'proq ma'lumot olish uchun bu erni bosing!

Ananaviy usullarni va nano-zarrachalar sintezining yashil sintez usullarini taqqoslash.

Ultrasonik nano-kumush sintezini o'rganish

Materiallar: kumush nitrat (AgNO)₃) kumushdan oldingi narsa sifatida; asalni yopuvchi / kamaytiruvchi vosita sifatida; suv
Ultrasonik qurilma: UP400St

Ultrasonik sintez protokoli

Kolloid kumush nano-zarrachalarni sintez qilish uchun eng yaxshi sharoitlar quyidagilar deb topildi: Tabiiy asal yordamida ultratovush orqali kumush nitratni kamaytirish. Qisqacha aytganda, asal (20 vt%) o'z ichiga olgan 20 ml kumush nitrat eritmasi (20 vt%) atrof muhitda 30 minut davomida yuqori intensivlikdagi ultratovush nurlanishiga duchor bo'ldi. Ultrasonikatsiya zond tipidagi ultrasonikator yordamida amalga oshirildi UP400S (400W, 24 kHz) to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya eritmasiga botiriladi.

Optimal sharoitda sintez qilingan Ag-NPsning zarracha kattalikdagi taqsimoti; kumush kontsentratsiyasi (0,3 M), asal kontsentratsiyasi (20%%) va ultratovush nurlanish vaqti (30 min)
rasm manbai: Oskuee va boshqalar. 2016 yil

Oziq-ovqat asalidan qoplama / turg'unlashtiruvchi va qaytaruvchi vosita sifatida foydalaniladi, bu suvli nukleatsiya eritmasi va cho'kindi nanopartikullarni toza va ko'p qirrali dasturlar uchun xavfsiz qiladi.
Ultrasonikatsiyaning vaqti oshgani sayin, kumush nanopartikullar kichrayib, ularning konsentratsiyasi yaxshilanadi.
Suvli asal eritmasida ultrasonikatsiya kumush nano-zarrachalarning shakllanishiga ta'sir qiluvchi asosiy omildir. Pulsatsiya qiluvchi ultratovush kabi amplituda, vaqt va doimiy kabi sonikatsion parametrlar kumush nano zarrachalarining hajmi va miqdorini nazorat qilish imkonini beradigan asosiy omillardir.

Kumush nanohissellarni ultrasonik sintezining natijasi

Bu bilan ultratovush orqali targ'ib qilingan, asal vositasida sintez UP400St natijada o'rtacha zarracha 11,8 nm bo'lgan sferik kumush nano-zarrachalarga (Ag-NP) olib keldi. Kumush nano-zarralarini ultrasonik sintez qilish oddiy va tezkor bitta potli usul. Suv va asalni material sifatida ishlatish reaktsiyani iqtisodiy va ekologik jihatdan toza qiladi.
Asalni pasaytiruvchi va yopuvchi vosita sifatida ishlatiladigan ultratovushli sintez usulini tibbiyotdan sanoatgacha turli xil qo'shimcha dasturlarni taklif qiladigan oltin, palladiy va mis kabi boshqa qimmatbaho metallarga ham qo'llash mumkin.

TEM tasviri (A) va uning zarrachalari hajmining tarqalishi (B) tegmaslik sharoitlarda sintezlanadi.

Sonikatsiya orqali nukleat va zarrachalar hajmiga ta'sir qilish

Ultratovush yordamida nano-zarrachalar, masalan, kumush nano-zarrachalar ishlab chiqarish mumkin. Sonikasyonun uchta umumiy varianti natijaga muhim ta'sir ko'rsatadi:
Boshlang'ich sonikasyon: Ultratovush to'lqinlarining yuqori to'yingan eritmaga qisqa qo'llanilishi yadrolarni urug'lanishiga va shakllanishiga olib kelishi mumkin. Sonikasyon faqat dastlabki bosqichda qo'llanilganligi sababli, keyingi kristall o'sishi to'sqinliksiz o'sib boradi va natijada katta kristallar paydo bo'ladi.
Uzluksiz sonikasyon: Supero'tkazilgan eritmaning doimiy nurlanishi kichik kristallarga olib keladi, chunki to'xtatilmagan ultrasonikatsiya ko'plab kichik kristallarning ko'payishiga olib keladigan juda ko'p yadrolarni hosil qiladi.
Pulsatsiya qilingan sonikatsiya: Pulsatsiyalangan ultratovush ma'lum vaqt oralig'ida ultratovushni qo'llashni anglatadi. Ultrasonik energiyaning aniq boshqariladigan usuli moslashtirilgan kristall hajmini olish uchun kristall o'sishiga ta'sir ko'rsatishga imkon beradi.

Sintez uchun yuqori samarali ultrasonikatorlar

Hielscher Ultrasonics sono-sintez va sono-katalizni o'z ichiga olgan sonokimyoviy dasturlar uchun kuchli va ishonchli ultrasonik protsessorlarni etkazib beradi. Ultrasonik aralashtirish va tarqalish massa almashinuvini oshiradi va nano-zarrachalarni cho'ktirish uchun atom klasterlarining namlanishiga va keyinchalik nukleatsiyasiga yordam beradi. Nano zarrachalarni ultrasonik sintez qilish oddiy, iqtisodiy jihatdan samarali, biokompozitsiyali, ko'paytiriladigan, tezkor va xavfsiz usul.
Hielscher Ultrasonics nano-materiallarning yadrolari va yog'inlari uchun kuchli va aniq boshqariladigan ultrasonik protsessorlarni etkazib beradi. Barcha raqamli qurilmalar aqlli dasturiy ta'minot, rangli sensorli displey, o'rnatilgan SD-kartada ma'lumotlarni avtomatik ravishda yozish va foydalanuvchilarga qulay va xavfsiz ishlashi uchun sezgir menyu bilan ta'minlangan.
Laboratoriya uchun 50 vattli qo'lda ishlaydigan ultrasonikatorlarning 16000 vattgacha bo'lgan kuchli sanoat ultrasonik tizimlarini o'z ichiga olgan to'liq quvvat oralig'ini qamrab olgan Hielscher sizning ilovangiz uchun ideal ultrasonik sozlamalarga ega. Hielscherning ultratovushli uskunalari mustahkamligi og'ir sharoitlarda va talab qilinadigan sharoitlarda 24/7 ishlashga imkon beradi.
Quyidagi jadval sizga bizning ultrasonicators taxminiy qayta ishlash quvvatiga ega ekanligidan dalolat beradi: