Hopean nanopartikkelien synteesi Mikroaaltouunien synteesi

- Jun 02, 2017 -

Mikroaaltouunilla toimiva synteesi on lupaava menetelmä hopea-NP: n syntetisoimiseksi. Mikroaaltokuumennus on parempi kuin tavanomainen öljyhauteeseen, kun se tulee jatkuvasti tuottaen nanorakenteiden kanssa pienempiä kokoja, kapeampi kokojakauma ja korkeampi kiteisyysaste ( 57 ). Mikroaaltokuumennus on reaktioajat ovat lyhyempiä, vähemmän energiaa, ja parempi tuote saannot, joka estää hiukkasten agglomeroitumisen muodostettu ( 57 ). Lisäksi muut kuin poistaminen öljyhauteen, Mikroaaltoavusteiset synteesi yhdessä hyvänlaatuinen reaktioväliaineesta, voidaan myös vähentää huomattavasti kemialliset jätteet ja reaktioajat useissa orgaanisissa synteeseissä ja kemiallisia muutoksia ( 58 ).

Ilmoitettiin, että hopea-NP: t voitaisiin syntetisoida mikroaaltosignaalisella synteesimenetelmällä käyttäen karboksimetyyliselluloosa-natriumia pelkistävänä ja stabiloivana aineena. Koko riippui natriumkarboksimetyyliselluloosan ja hopeanitraatin konsentraatiosta. Tuotettu NP: itä oli yhtenäinen ja pysyvä, ja oli stabiili huoneen lämpötilassa 2 kuukausi ilman näkyviä muutoksia ( 59 ). Tuotanto hopeaa NP läsnä Pt siemeniä, polyvinyylipyrrolidonia ja etyleeniglykolia on myös raportoitu ( 60 ).

Lisäksi tärkkelystä on käytetty templaattina ja pelkistysaineena hopeaproteaattisten NP-yhdisteiden synteesille, joiden keskimääräinen koko on 12 nm, käyttämällä mikroaaltouunia synteettistä menetelmää. Tärkkelys toimii templaattina, n aggregaation estämiseen valmistettu hopea NP: itä ( 61 ). Mikroaallot yhdessä polyolin menetelmä sovellettiin synteesiin hopea nanospheroids käyttäen etyleeniglykolia ja poly-N-vinyylipyrrolidoni, kuten vähentää ja stabilointiaineita, vastaavasti ( 62 ). Tyypillisessä polyolin prosessi epäorgaanista suolaa vähennetään polyoli (esim, etyleeniglykoli joka toimii sekä liuottimena ja pelkistysaineen) korkeassa lämpötilassa. Yin ja työtoverit ( 63 ) raportoivat, että laajamittainen ja sen koko säädettiin hopea NP voidaan syntetisoida nopeasti mikroaaltosädetyksessä vesiliuoksesta hopeanitraatin ja trinatriumsitraattia, kun läsnä on formaldehydiä pelkistysaineena. Tuottujen hopeaproteaattien koko- ja kokojakauma riippuu voimakkaasti hopeakationien tilasta alkuperäisessä reaktioliuoksessa. Hopea NP erilaisia muotoja voidaan syntetisoida mikroaaltouuni säteilyttämällä hopeanitraatin-etyleeni-glykoli-H 2 [PtCl 6] -poly (vinyylipyrrolidoni) liuos sisällä 3 min ( 64 ). Lisäksi käyttö mikroaaltosäteilytyksen tuottamaan monodisperssejä hopea NP käyttämällä emäksisten aminohappojen (kuten pelkistimiä) ja liukoista tärkkelystä (suoja-aine) on raportoitu ( 65 ). Radiolyysiä hopeaionien etyleeniglykoli, syntetisoimiseksi hopea NP: itä, on myös raportoitu ( 66 ). Lisäksi silika-aero-geelillä tuettuja hopeayhdistelmiä tuotettiin gamma-radiolyysillä. Tuotettu hopearyppäitä olivat stabiileja 2-9 pH-alueella ja alkoi agglomeroituminen pH> 9 ( 67 ). Oligokitosaa stabilointiaineena voidaan käyttää hopea-NP: n valmistuksessa gammasäteilyllä. On raportoitu, että vakaa hopea NP: tä (5-15 nm) syntetisoitiin 1,8-9,0 pH-alueella tällä menetelmällä ( 68 ). Hopea NP (4-5 nm) myös syntetisoida γ-gammasäteilytys etikkahapon veden liuoksia, jotka sisältävät hopeanitraattia ja kitosaania ( 69 ).

Hopeisia nanospheroideja (1-4 nm) on tuotettu γ-säteilyllä hopea-liuoksella optisesti läpinäkyvässä epäorgaanisessa mesohuokoisessa piidioksidissa. Hopeien ionien pienentyminen matriisissa tuottaa hydratoidut elektronit ja hydroalkyyliradikaalit, jotka syntyvät 2-propanoli-liuoksen radiolyysiä varten. Tuotettu NP sisällä piidioksidimatriisin olivat stabiileja hapen läsnä ollessa vähintään useita kuukausia ( 70 ). Lisäksi hopea NP on valmistettu säteilyttämällä, joka on valmistettu sekoittamalla hopeanitraatin ja poly-vinyyli-alkoholi, jossa on 6 MeV elektroneilla ( 71 ). Pulssi radiolyysiä tekniikkaa on sovellettu tutkia reaktioita epäorgaanisten ja orgaanisten lajien hopean nanopartikkeleiden synteesiä, ymmärtää sääteleviin tekijöihin muoto ja koko, että NP: itä on syntetisoitu yhteinen pelkistysmenetelmällä käyttäen sitraatti-ioneja (kuten vähentäminen ja stabiloivia aineita) ( 72 ) , ja osoittaa aseman fenolijohdannaiset muodostumiseen hopeaa NP pelkistämällä hopea-ionien kanssa dihydroksi bentseeni ( 73 ). Dihydroksi bentseeni voitaisiin käyttää vähentämään hopeaioneja syntetisoimiseksi vakaa hopea NP (joiden keskimääräinen koko on 30 nm), ilmassa, vesipitoisella liuokset ( 73 ).

Hopea-, kulta-, platina- ja kulta-palladium-nanorakenteita on valmistettu käyttäen mikroaaltouunia synteettistä lähestymistapaa. NP-molekyylien morfologiaa ja kokoa voidaan kontrolloida muuttamalla joitain kokeellisia parametreja, kuten metallisten prekursoreiden, pinta-aktiivisten polymeerien, liuottimien ja lämpötilan pitoisuus. Lisäksi monodispergoituja hopeapaneeleja voidaan syntetisoida suurina määrinä käyttämällä mikroaaltoavusteista kemian menetelmää vesipitoisessa järjestelmässä. Tässä menetelmässä aminohapot toimivat pelkistysaineina ja liukoinen tärkkelys toimii suojaavana aineena.

Ei vain hopeaa, mutta hopea seostettu lantaanikromiittien voidaan myös syntetisoida mikroaaltoja ( 74 ). Mikroaaltouunia ja lämpöhäviöitä voidaan kytkeä syntetisoimaan hopeavälejä, jotka voidaan sijoittaa hapetetulle hiilipaperielektrodille. Tämän menetelmän avulla syntetisoidut hopeapenkit säilyttävät tasaisen koon hiukkasten välillä ja ovat hyvin dispergoituneet hiilipaperialustan päälle. Hopean NP: n mikroaaltoavusteinen synteesi on mahdollista sijoittamalla hopeakatalyytit hiilipaperielektrodien päälle. Tämä menetelmä voidaan mahdollisesti käyttää alkalipolttokennot koska synteesi tapahtuu nopeasti, on suuri aktiivisuus, ja prosessi on hyvin yksinkertainen ( 75 ).

Nanosidoituneita kalsiumia puutteellisia hydroksi-apatiitteja voidaan käyttää nanosidoituneen kalsium-puutteellisen hydroksiapatiitin synnyttämiseen hopea-substituutiolla kolmella eri pitoisuudella mikroaaltouunilla syntetisoidulla synteesillä. Tämä tutkimus osoitti, että mikroaaltoprosessin parametrien säätely voisi vaikuttaa valmistettujen kiteiden kokoon. Osoitettiin, että mikroaaltoteholla oli enemmän vaikutusta hiukkasten kokoon kuin hoidon kesto. Seuraavaa jauheainetta voitaisiin käyttää lääketieteen ja biolääketieteellisen tekniikan alalla siirrettävien ja päällystettävien metallisten implanttien valmistamiseen bakteeri-infektioiden torjumiseksi ilman antibioottien käyttöä. Tämä menetelmä voi vähentää lääkkeiden kustannuksia ja aikaa sairaalahoitoon ( 76 ).

Polymeeripohjaiset hopeiset komposiitit valmistettiin käyttäen mikroaaltoenergiaa rajapinnan polymeroinnin perusteella. Vettä / kloroformiliitäntää käytettiin mikroaaltosäteilytyksen aikana ilman hapetinta. Tuotetun hopea NP (noin 20 nm kokoisia) olivat pallomaisia ja dispergoidaan hyvin ( 77 ). Hopeanitraatti tuotti hopea -ioneja pyrroli-termisen polymeroinnin suhteen. Iionit muunnettiin hopea / polypyyroli-nano-komposiiteiksi. Lähetyselektronimikroskopia (TEM) -kuvat osoittivat, että hiukkaset olivat kooltaan noin 5-10 nm. Hopea / polypyyrole oli paksu kalvo, joka voi aistia ammoniakkia, rikkivetyä, ja hiilidioksidi 100, 250, ja 350 ° C: ssa, vastaavasti ( 78 ).

Mikroaaltosäteilyä ja etyleeniglykolia voidaan käyttää hopeaväreiden syntetisoimiseksi hopeanitraatista lämpötiloissa 100 - 200 ° C. On raportoitu, että kun polyvinyylipyrrolidonia käytettiin seos hopeanitraattia, NPS vaihteli 62-78 nm halkaisijaltaan ( 79 ). Lisäksi Fe-Ag kaksimetallinen NP voitaisiin syntetisoida käyttämällä mikroaaltokuumennuksella ja öljyliukoisen hopeasuolan ( 80 ). Tuotetut hopea-NP: t karakterisoitiin jäädytysssausreplikaation TEM avulla, joka paljasti nanopartikkelin halkaisija ja jakautuminen. Tuotetun hopea NP (30 nm) oli pallomainen ( 81 ).

Alkoksisilaanien hydrolyysiin yhdessä hopeasuolan, läsnä ollessa mikroaaltosäteilytyksen, voi tuottaa hopea / SiO 2 komposiitti sooleja, jotka osoittivat antimikrobisia ominaisuuksia ( 82 ). Meng ja työtoverit ( 83 ) käsitellään hyödyntäminen eri vesi-pohjainen synteesireittejä kohti kuvion-ohjattu synteesi hopea NP: itä ja mikrorakenteet. Seuraavassa kuvataan useampia potentiaalisia menetelmiä, joissa käytetään kaupallisia mikroaaltouuneja, edullisia / pienitehoisia ultraäänipuhdistusaineita tai kahden elektrodin sähkökemiaa. Hopean nanorakenteiden synteesi erilaisilla muodoilla liuoksessa ja niiden dopingin modifioimattomalla piidioksidilla ja hiilikuiduilla / hiilipallojen sisäpuolella tutkittiin.

Mikroaaltouudistettua synteesiä käytettiin erilaisten nanosilverkolloidien valmistukseen. Hopeanitraatti sekoitettiin natriumsitraatin kanssa ja jaettiin sitten viiteen ryhmään. Jokainen ryhmä lämmitettiin vaihtelevalla ajanjaksolla eri lämpötiloissa. Se määritettiin, että nanohopea kolloidien oli negatiivisesti varautunut pinta kuumennettaessa pitkän aikaa ja positiivisesti varautunut pinta, kun kuumennetaan lyhyen aikaa ( 84 ). Lisäksi, piidioksidi-alumiinioksidia, voidaan käyttää syntetisoimaan hopea NP: itä kanssa esiasteiden kuten Ag 2O tai AgNO 3. Hiukkaset olivat niin pieniä kuin halkaisijaltaan 3 nm tai jopa 50 nm. Niitä ei ole hapetettu, ja hiukkaset olivat hyvin hajallaan ( 85 ). Toisessa tutkimuksessa nanosilver / polyvinyylipyrrolidoni-komposiittimateriaalit syntetisoitiin käyttäen mikroaaltomenetelmää. Tuotettu NP vaihteli 15-25 nm ja jakautuivat tasaisesti ulos polyvinyylipyrrolidoni matriisin ( 86 ).

Polymeerit ja polysakkaridit

Hopea-NP: t valmistettiin käyttäen vettä ympäristöystävällisenä liuottimena ja polysakkarideina päällystys / pelkistysaineina. Esimerkiksi, tärkkelyksen synteesiä-hopea NP suoritettiin tärkkelystä (sulkuaineena) ja β-D-glukoosi (pelkistimen) kanssa kuumennettiin varovasti järjestelmä ( 87 ).

Tärkkelyksen ja tuotettujen hopea-NP: n väliset sitovat vuorovaikutukset olivat heikkoja ja voivat olla palautuvia korkeammissa lämpötiloissa, jolloin syntetisoidut NP: t erotetaan. Dual polysakkaridi toiminto, hopea NP syntetisoitiin pelkistämällä hopeaioneja sisällä nanoskooppisten tärkkelystä malleja ( 87 , 88 ). Laaja vyöhykkeiden verkko malleissa tarjosi pinnan passivointia tai suojaa nanopartikkelien aggregaatiolta. Vihreä synteesi hopea NP: itä käyttämällä negatiivisesti varautuneen hepariinin (vähentäminen / stabiloivan aineen ja nukleaatio ohjain) raportoitiin myös kuumentamalla liuos, jossa oli hopeanitraattia ja hepariinia 70 ° C: ssa noin 8 tuntia ( 89 ). TEM-mikrosertifikaatit osoittivat, että hiukkaskoko kasvoi hopea-NP: iden kanssa lisääntyneillä hopeanitraattipitoisuuksilla (substraatilla) ja hepariinilla. Lisäksi hepariinipitoisuuden muutokset vaihtelivat hopeisen NP: n morfologian ja koon mukaan. Syntetisoitu hopea NP oli erittäin stabiili, eikä osoittanut merkkejä aggregaatiota kahden kuukauden jälkeen ( 89 ). Toisessa tutkimuksessa, vakaa hopea NP (10-34 nm) syntetisoitiin autoklavoimalla liuosta, jossa oli hopeanitraattia (substraatti) ja tärkkelys (capping / pelkistysaineen) 15 psi: n paineessa ja 121 ° C: ssa 5 minuutin ajan ( 90 ). Nämä NP: t olivat stabiileja liuoksessa kolme kuukautta noin 25 ° C: ssa. Pienemmät hopea NP (≤ 10 nm) syntetisoitiin sekoittamalla kaksi liuosta hopeanitraattia, joka sisälsi tärkkelystä (sulkuaineena), ja liuoksia, jotka sisältävät glukoosia (pelkistimen) kanssa pyörivän kiekon reaktori, jossa reaktioaika on pienempi kuin 10 min ( 91 ) .

Hopeanitraattia, glukoosia, natriumhydroksidia ja tärkkelystä voidaan käyttää vastaavasti esiasteeksi, pelkistysaineena, kiihdyttimena ja stabilointiaineena hopeanitraatin pelkistyksen synteesissä. Polyetyleeniglykoli (pelkistin ja stabiloiva aine) käytettiin valmistaa stabiileja monodispersisiä hopea kolloideja (~ 10 nm) ( 92 ). Biologisesti hajoava tärkkelys toimi stabiloivana aineena syntetisoimaan hopeaproteaasit (5-20 nm). Analyysit osoittivat, että NP: itä oli päällystetty tärkkelystä ( 93 ).

Hopea-NP: t (~ 13 ± 3 nm) voidaan syntetisoida käyttämällä sulfatoitua polysakkaridia, joka voidaan saada merenpunaisesta levästä; Porphyra vietnamensis. Ilmoitettiin, että polysakkarideista peräisin oleva sulfaattiosa oli mukana hopeanitraattien pelkistämisessä. Zeta-potentiaalimittaukset -35,05 mV: lla osoittivat, että anioninen polysakkaridi oli todellakin rajannut nanopartikkelien pinnat ja vaikuttanut sähköstaattiseen stabiilisuuteen. NPS olivat stabiileja hyvin laajalla pH-alueella, 2-10, ja elektrolyytin pitoisuus 10 -2 M ( 94 ).

Polymeerejä, joilla on ioninvaihtokyky, voidaan käyttää monilla tieteenaloilla. Polymeeri käytti usein sisältämiä fosfonihappo- ryhmiä ja niillä oli pieni molekyylipaino. Esimerkiksi hopea-NP: t stabiloitiin ioninvaihtopolymeerin läsnäollessa. Pinnan morfologia osoitti, että kuutiot ja suorakulmaisen särmiön rakenteet muodostettiin ( 95 ). Polypropeenipolymeerejä, kuten syklodekstriiniä, joka on oksastettu polyakryylihapolla, voidaan käyttää tuottamaan hopeapaneeleja, joissa kaliumia sulfaattia käytettiin initiaattorina. Yhteispolymeeri vähentää ja stabiloi hopea-ioneja, jotka antoivat hopea-NP: t. Pitoisuus alkali-, hopeanitraatti, kopolymeeri, ja menetelmässä kuumennetaan kaikki tärkeä rooli määritettäessä koko tuotetun NP: itä ( 96 ).

Poly (metyylivinyylietero- maleiinihappoanhydridiä) voitaisiin myös käyttää pelkistävänä ja stabiloivana aineena. Tuotettu NP oli stabiili huoneen lämpötilassa jopa kuukauden ja oli 5-8 nm kerros poly (metyylivinyylieetteri etherco-maleiinianhydridi), joka ympäröi niitä ( 97 ). On raportoitu, että NP: itä (10,2-13,7 nm) oli pintakeskinen kuutio (FCC) rakenteet, ei kokoamiseen, ja erittäin pallomaisia ( 98 ). Sarkar ja kollegat ( 99 ) tutkitaan synteesi hopea nanolankojen ja NP: itä. Polypoliprosessin avulla muodostettiin polymeerin avulla hopeisia nanoja ja NP: t. Ilmoitettiin, että NP: t olivat kooltaan 60 - 200 nm ja niillä oli prismamaiset ja kuusikulmaiset muodot, kun taas nanoputkien halkaisijat olivat 50-190 nm ja pituudet välillä 40-1000 um. Reaktio tapahtui 210 ° C: ssa, kun etyleeniglykolia käytettiin liuottimena. Nano-klusterien erilaiset fotoluminesenssipäästöt levitettiin metanolin ja etyleeniglykolin läpi huoneenlämpötilassa. Heräte aallonpituudet mitattiin välillä 300 ja 414 nm ( 99 ). Muuttamalla pelkistäviä ja sulkeutuvia aineita, joita käytetään syntetisoimaan hopeayhdisteitä, voi myös muuttaa NP: n morfologioita. Synteesi tuotti NP: t, jotka olivat muodoltaan pallomaisia ​​ja noin 15-43 nm kokoisia sen jälkeen, kun niitä kuumennettiin 70 ° C: ssa 30 minuutin ajan; Kun huoneenlämpötilassa hiukkaset olivat vain 8-24 nm. Natriumhydroksidin vähentynyt suola etyleeniglykolissa ja kuutiot muodostettiin jonkin aggregaation jälkeen. Lisäämällä 5 painoprosenttia polyvinyylipyrrolidonia 1 paino-% tärkkelysliuosta (aq) valmistettiin pallomaisten ja anisotrooppisten rakenteiden seoksia. Reaktio tapahtui 70 ° C: ssa 1 h ( 100 ).


Pari:Hopean nanopartikkeleiden karakterisointi Seuraava:Hopean nanopartikkeleiden synteesiTulostusmenetelmät