Síntesis eficiente yéetel controlada ti' nanopartículas táak'iin
Le nanopartículas táak'iin beyo' yéetel morfología uniformes páajtal sintetizar u bix eficiente tumen yóol sonoquímica. Le reacción química promovida tumen ultrasonidos ti' le síntesis nanopartículas táak'iin u controlar u yéetel precisión en cuanto a le Buka'aj, u páajtalil (je'ebix, nanoesferas, nanovarillas, nanocinturones, etcétera) yéetel u morfología le partículas. Le procedimiento químico xoknáalo'obo', sencillo, séeba'an yéetel ecológico ku cha'antik jump'éel producción fiable ti' nanoestructuras táak'iin escala industrial.
Nanopartículas ka nanoestructuras táak'iin
Le nanopartículas táak'iin yéetel le ka'ansaj Buka'aj nanométrico ku implementan ampliamente ti' R&Mulix yéetel procesos industriales debido a propiedades únicas le táak'iin Buka'aj nanométrico, incluidas le yáantajo'ob electrónicas, magnéticas yéetel ópticas, le táanil Buka'aj cuántico, u resonancia le plasmón superficial, le ka'anal actividad catalítica, le autoensamblaje ichil uláak' propiedades. Le sikte ka'anatako'ob le nanopartículas táak'iin (Au-NPs) yaan tak u búukinta'al bey catalizador tak le fabricación dispositivos nanoelectrónicos, Bey u búukinta'al ti' máak, nanofotónica, nanomagnética, biosensores, sensores químicos, utia'al u aplicaciones ópticas yéetel teranósticas, ma'alo'ob meyaj beetik u fármacos, bey uláak' utilizaciones.
Métodos síntesis nanopartículas táak'iin
Le partículas táak'iin nanoestructuradas páajtal sintetizar u yéetel ya'abkach rutas yo'osal ultrasonidos ka'anal rendimiento. Le ultrasonicación ma' chéen leti' jump'éel láaka sencilla, xoknáalo'obo' yéetel fiable, sino ba'ax ku crea le condiciones utia'al u reducción química ti' le iones táak'iin xma' agentes químicos tóxicos wa agresivos yéetel ku cha'antik le formación nanopartículas metales nobles ti' jejeláas morfologías. Le elección u bejil yéetel u Ts'a'akal sonoquímico (xan k'ajóolta'an bix sonosíntesis) ku cha'antik producir nanoestructuras táak'iin bey nanosferas táak'iin, nanovarillas, nanocinturones, etcétera, yéetel jump'éel Buka'aj yéetel morfología uniformes.
Tu continuación u kaxtik rutas sonoquímicas u seleccionadas utia'al wa u nanopartículas táak'iin yilik.
Método Turkevich mejorado tumen ultrasonidos
Le sonicación ku meyajtiko'ob utia'al intensificar reacción reducción citrato Turkevich, bey le procedimientos modificados ti' Turkevich.
Le método Turkevich u yaantal nanopartículas esféricas táak'iin modestamente monodispersas u paach u 10-20 nm metros. U páajtal producir partículas asab nukuch, ba'ale' u k'a'nabo' ti' le monodispersidad yéetel u páajtalil. Ti' le método, le ácido cloroáurico chokoj lela' yéetel juntúul solución citrato sodio, produciendo coloidal táak'iin. Le reacción Turkevich ku yaantal yéetel le formación nanocables táak'iin transitorios. Le nanocables táak'iin ku responsables ti' le apariencia oscura ti' le solución reacción Ma'ili' ti' u u sut chak rubí.
Fuentes-García et ti' le. (2020), ku sintetizaron sonoquímicamente nanopartículas táak'iin, informan ti' le factible fabricar nanopartículas táak'iin yéetel interacción ka'anal absorción utilizando le ultrasonicación bey chen fuente energía, reduciendo le requisitos laboratorio yéetel controlando le propiedades modificando parámetros sencillos.
Máax xokik et ti' le. (2012) demostraron ti' le energía ultrasónica u ti'al jump'éel parámetro clave producir nanopartículas esféricas táak'iin (AuNPs) tu tamaños ajustables ti' 20 u 50 nm. Le sonosíntesis yo'osal reducción citrato sodio u yaantal nanopartículas táak'iin esféricas monodispersas ti' solución acuosa ti' condiciones atmosféricas.
Le método Turkevich-Frens yo'osal ultrasonido
Jump'éel uchik u péeksa'al u bejil reacción descrita ka'achij leti' le método Turkevich-Frens, Lela' jump'éel tuukula' simple u ya'ab k'oja'ano'ob wook utia'al u síntesis nanopartículas táak'iin. Le ultrasonicación promueve u yiik' reacción Turkevich-Frens u ti' jump'éelili' kuchil-bix ken u bejil Turkevich. Le paso inicial ti' le tuukula' ya'ab wook Turkevich-Frens, tu'ux le reacciones ocurren ti' serie yéetel paralelo, jach u oxidación le citrato ku acetona dicarboxi. Ts'o'okole', le ta'abo' áurica reduce ta'ab áurica yéetel Au0, yéetel le ta'abo' aurosa ensambla ti' le Au0 átomos utia'al u formar le AuNP (wil esquema in continuación).
Síntesis nanopartículas táak'iin yo'osal le método Turkevich.
scheme and study: ©Zhao et al., 2013[/caption]
Lela' u k'áat u ya'al ti' le dicarboxiacetona resultante ti' le oxidación citrato kúuchil citrato ti' yan actúa bey le estabilizador xíimbal tumen u AuNP ti' le reacción Turkevich-Frens. Le ta'abo' citrato modifica adicionalmente u pH le yaan, ku influye ti' le Buka'aj yéetel le distribución le Buka'aj le nanopartículas táak'iin (AuNPs). Táan a condiciones le reacción Turkevich-Frens ku ts'áiko'ob nanopartículas táak'iin óol monodispersas yéetel tamaños partícula ichil 20 yéetel 40 nm. Le Buka'aj exacto le partículas u modificar u en función de u variación u pH le solución, bey je'el bix ti' le parámetros ultrasónicos. Le AuNP estabilizadas yéetel citrato nojochtale'ex Mantats' 10 nm, debido a le limitada Buka'aj u ba'al reductora ti' le citrato trisódico dihidratado. Ba'ale' u búukinta'al Mulix2O bey disolvente kúuchil H2O ichil le síntesis AuNPs ku cha'antik sintetizar AuNPs yéetel jump'éel Buka'aj partícula 5 nm. A medida ti' le adición D2O aumenta u muuk' reductora le citrato, le combinación D2O yéetel C6H9Na3O9. (cf. Zhao et ti' le., 2013).
Protocolo utia'al u bejil sonoquímica Turkevich-Frens
Con el Fin de sintetizar nanopartículas táak'iin ichil jump'éel procedimiento u kaambal ti' ka'anal yo'osal le método Turkevich-Frens, 50 ml ácido cloroáurico (HAuCl4), ku vierten 0,025 mM ti' jump'éel vaso u precipitados u vidrio 100 mL, le ku vierten 1 mL solución acuosa u citrato trisódico (Na) ti' le 1,5 ti chúumuk (p'el leti' v).3(Ct) ku añade yáanal ultrasonidos temperatura ambiente. Le ultrasonicación ku beetajo' 60 W, 150 W yéetel 210 W. Le Na3Ct leti' HAuCl4 Le relación utilizada ti' le muestras jach u 3:1 (p'el leti' v). Ka' le ultrasonicación, le soluciones coloidales mostraron jejeláas boonilo'ob, violeta utia'al u muestras u 60 W yéetel rojo rubí utia'al u muestras 150 yéetel 210 W. U produjeron tamaños asab mejen yéetel ku asab esféricos ti' nanopartículas táak'iin aumentando le potencia sonicación, de acuerdo con caracterización estructural.. Fuentes-García et ti' le. (2021) muestran ti' u investigaciones le k'a'am influencia le aumento ti' le sonicación ti' le Buka'aj partícula, le ba'ax poliédrica yéetel le propiedades ópticas ti' le nanopartículas táak'iin sintetizadas sonoquímicamente yéetel le cinética reacción utia'al u formación. Tanto le nanopartículas táak'iin yéetel jump'éel Buka'aj 16 nm bix u 12 nm páajtal producir u yéetel juntúul procedimiento sonoquímico tu p'iss bey. (Fuentes-García et ti' le., 2021).
Sonólisis nanopartículas táak'iin
Uláak' método utia'al u generación experimental ti' partículas táak'iin leti' le sonólisis, le ku u aplican ultrasonidos utia'al u síntesis partículas táak'iin yéetel jump'éel metros inferior u 10 nm. Dependiendo de le reactivos, le reacción sonolítica ku páajtal bisik ka'ansaj ya'abkach maneras. Je'ebix, le sonicación jump'éel solución acuosa u HAuCl4 Yéetel le glucosa, le radicales hidroxilo yéetel le radicales ku pirólisis monkaab tuukulo'ob bey agentes reductores. Le radicales ku táakpajalo'ob ti' le petenil interfacial ichil le cavidades juubutako'ob creadas tumen ultrasonidos intensos yéetel ja' ti' granel. Morfología le nanoestructuras táak'iin le nanocintas yéetel juntúul anchura 30-50 nm yéetel juntúul longitud ya'ab micrómetros. Táan a cintas le jach flexibles ka páajtal wuts'ik u yéetel ángulos superiores ti' 90 °. Le ken u glucosa le u reemplazada tumen ciclodextrina ti', jump'éel oligómero glucosa, chéen ku obtienen partículas esféricas táak'iin, ku sugiere ti' le glucosa le tuukulo'obo' utia'al u dirigir le morfología ti' jump'éel k'axnak'.
Protocolo ejemplar utia'al u síntesis sonoquímica u nano-oro
Le materiales precursores utilizados utia'al u sintetizar AuNPs recubiertos u citrato incluyen HAuCl4, citrato sodio yéetel destilada ja'. Utia'al u mentik le muestra, le yáax paso consistió ti' le disolución ku HAuCl4 ichil ja' destilada yéetel juntúul concentración 0,03 M. Posteriormente, le solución ku HAuCl4 (2 mL) ku añadió gota ti' gota ti' 20 mL solución acuosa u citrato sodio 0,03 M. Ichil le fase mezcla, ku insertó ti' le solución sonda ultrasónica u ka'anal densidad (20 kHz) yéetel juntúul bocina ultrasónica ichil 5 min ti' jump'éel potencia sondeo 17,9 W·cm2
(cf. Dhabey at ti' le. 2020).
Síntesis nanocinturones táak'iin yo'osal sonicación
Le nanocinturones monocristalinos (wilik u le wíimbala' TEM ti' le izquierda) páajtal sintetizar u yo'osal le sonicación jump'éel solución acuosa ti' HAuCl4 ti' meyajo'ob α-Mulix-glucosa bey regeneradores. Le nanocinturones táak'iin sintetizados sonoquímicamente muestran jump'éel ancho taamedio 30 50 nm yéetel ya'ab micrómetros longitud. Le reacción ultrasónica utia'al u producción nanocinturones táak'iin jach sencilla, rápida yéetel evita u búukinta'al sustancias kúuchilo'ob tu'ux yaan. (cf. Zhang et ti' le, 2006).
Tensioactivos utia'al u influir ti' le síntesis sonoquímica ti' NPs táak'iin
U kaambalil yo'osal ultrasonidos intensos yóok'ol le reacciones químicas Revolución ka promueve le tzeltalo'obo' yéetel le rendimientos. Con el Fin de kéen p'áatak jump'éel Buka'aj partícula xan yéetel ciertas formas leti' morfologías específicas, u elección le tensioactivos jach jump'éel factor crítico. Le adición alcoholes ku yáantik xan controlar u páajtalil yéetel le Buka'aj le partículas. Je'ebix, ti' meyajo'ob a-d-glucosa, le k'ajle' reacciones ti' le tuukula' sonólisis HAuCl acuoso4 Bix u ye'esik ti' le je'ela' ecuaciones (1-4):
(1) H2 O —> H∙ + OH∙
(2) sugar —> pyrolysis radicals
(3) un
(4) nAu0 —> AuNP (nanobelts)
(cf. Zhao et ti' le., 2014).
U páajtalil le ultrasonidos bin yano'ob sonda
Le sondas ultrasónicas wa sonotrodos (xan llamados bocinas ultrasónicas) proporcionan ultrasonidos u ka'anal intensidad yéetel cavitación acústica bix jach focalizada ti' soluciones químicas. Le yaantal eficiente yéetel controlable yéetel precisión le ultrasonidos potencia ku cha'antik crear condiciones fiables, controlables yéetel precisión yéetel reproducibles, ti' ku u páajtal máaxo'ob, intensificar yéetel ku k'ex le vías reacción química. Tuméen le contrario, jump'éel wichkíil ultrasónico (xan k'ajóolta'an bix limpiador ultrasónico wa tanque) suministra ultrasonidos yéetel juntúul densidad potencia jach baja yéetel ti'its cavitación u ku ts'áiko'ob aleatoriamente ti' jump'éel nuxi' volumen líquido. Le je'ela' ku beetik le kúuchil p'oktal ultrasónicos ma' k'áati' fiables utia'al mix reacción sonoquímica.
"Le kúuchil p'oktal u limpieza ultrasónicos yaan jump'éel densidad potencia ichil jump'éel chan porcentaje ti' le generada tumen juntúul bocina ultrasónica. U búukinta'al kúuchil p'oktal limpieza tu sonoquímica le limitado, teniendo tu yilaje' u ma' Mantats' u chukik jump'éel Buka'aj partícula yéetel u jump'éel morfología jaatsatako'ob homogéneos. Le ba'ala' k'a'ana'an u le táanil físicos ti' le ultrasonido yóok'ol le procesos nucleación yéetel tuméen". (Bo'olil-Mendoza et le. 2015).
- Reacción simple u jump'éel tin juunal kuum
- Ka'anal eficiencia
- Yantio'
- Tuukula' séeba'an
- Yáanal ta manaj
- Escalabilidad lineal
- Química ya'ax yéetel respetuosa yéetel ka'a jeets'
Ultrasonidos u ka'anal rendimiento utia'al u síntesis nanopartículas táak'iin
Hielscher Ultrasonics suministra procesadores ultrasónicos potentes yéetel fiables utia'al u síntesis sonoquímica (sonosíntesis) u nanopartículas bey le táak'iin yéetel uláak' nanoestructuras metales nobles. Le agitación yéetel dispersión ultrasónica aumenta transferencia juuch' ti' sistemas heterogéneos ka favorece le humectación yéetel posterior nucleación le ku átomos utia'al u precipitar nanopartículas. Le síntesis ultrasónica ti' nanopartículas jach jump'éel método sencillo, rentable, biocompatible, reproducible, séeba'an yéetel seguro.
Hielscher Ultrasonics suministra procesadores ultrasónicos potentes yéetel controlables yéetel precisión utia'al u formación ka'ansaj Buka'aj nanométrico bey nanosferas, nanovarillas, nanocinturones, nanocintas, nanoclústeres, partículas núcleo yéetel capa, etcétera.
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Pi'ixil le rango k'iini' u potencia, tak ultrasonidos portátiles u 50 vatios utia'al u laboratorio tak 16.000 vatios potentes sistemas ultrasónicos industriales, Hielscher ti' le configuración ultrasónica beetike' uts utia'al u ka'anatako'ob. Le nu'ukulo'ob sonoquímicos utia'al u producción ti' internet ichil continua yéetel tumen lotes ti' reactores flujo continuo u disponibles ti' je'el Buka'aj sobremesa yéetel industrial. Robustez le nu'ukulilo'ob ultrasónicos ti' Hielscher ku cha'antik jump'éel funcionamiento 24 leti' 7 ti' entornos aalo'ob ka exigentes.
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:
Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
U 1 u 500 ml | U 10 ti' 200 ml leti' min | UP100H |
U 10 ti' 2000 ml | Ti' 20 u 400 ml leti' min | UP200Ht, UP400St |
0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000hdT |
n.d. | U 10 ti' 100 L leti' min | UIP16000 |
n.d. | Mayor | Racimo u UIP16000 |
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Bibliografía leti' Referencias
- Pan, H.; Low, S;, Weerasuriya, N; Wang, B.; Shon, Y.-S. (2019): Morphological transformation of gold nanoparticles on graphene oxide: effects of capping ligands and surface interactions. Nano Convergence 6, 2; 2019.
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- Dheyab, M.; Abdul Aziz, A.; Jameel, M.S.; Moradi Khaniabadi, P.; Oglat, A.A. (2020): Rapid Sonochemically-Assisted Synthesis of Highly Stable Gold Nanoparticles as Computed Tomography Contrast Agents. Appl. Sci. 2020, 10, 7020.
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- Zhao, Pengxiang; Li, Na; Astruc, Didier (2013): State of the art in gold nanoparticle synthesis. Coordination Chemistry Reviews, Volume 257, Issues 3–4, 2013. 638-665.