Hopean nanopartikkeleiden synteesi Fysikaaliset menetelmät

- May 09, 2017 -

Haihdutus-kondensaatio ja laser-ablaatio ovat tärkeimmät fysikaaliset lähestymistavat. Liuotinsaastumisen puuttuminen valmistetuissa ohutkalvoissa ja NP: n jakautumisen yhtenäisyys ovat fysikaalisten synteesimenetelmien edut verrattuna kemiallisiin prosesseihin. Fysikaalinen synteesi hopea-NP: t, joissa käytetään putkiuunia ilmakehän paineessa, on joitakin haittoja, esimerkiksi putkiuunissa on suuri tila, kuluttaa suurta määrää energiaa ja nostaa ympäristön lämpötilaa lähdemateriaalin ympärillä ja vaatii paljon aikaa saavuttaa Lämpöstabiilius. Lisäksi tyypillinen putkiuunin vaatii virrankulutus enemmän kuin useita kilowattia ja esilämmitysaika usean kymmenen minuutin päästä stabiilin käyttölämpötilan ( 12 , 13 ). On osoitettu, että hopea NP: itä voidaan syntetisoida pieni keraaminen lämmitin paikallinen lämmitys alue ( 14 ). Pieni keraaminen lämmitin käytettiin haihduttamaan lähdemateriaaleja. Höyrystetty höyry voi jäähtyä sopivalla nopeudella, koska läm- mityspinnan läheisyydessä oleva lämpötilatradientti on erittäin jyrkkä verrattuna putkiuuniuunin lämpötilaan.

Tämä mahdollistaa pienien NP-yhdisteiden muodostumisen suurella pitoisuudella. Hiukkasen muodostuminen on erittäin vakaa, koska lämmitinpinnan lämpötila ei vaihtele ajan myötä. Tämä fyysinen menetelmä voi olla käyttökelpoinen nanohiukkasten generaattori pitkän aikavälin kokeissa hengitysteitse toksisuustutkimukset, ja kalibrointilaite nanohiukkasten mittauslaitteet ( 14 ). Tulokset osoittivat, että geometrinen keskimääräinen halkaisija, geometrinen keskihajonta ja NP: n kokonaislukumäärät lisääntyvät lämmittimen pintalämpötilalla. Pallomaisia NP: ää ilman agglomeraatiota havaittiin jopa suurella pitoisuudella lämmityspatterin lämpötilan ollessa korkea. Geometrinen keskimääräinen halkaisija ja hopea-NP: n geometrinen keskihajonta olivat vastaavasti alueella 6,2-21,5 nm ja 1,23-1,88 nm.

Hopea NP voitaisiin syntetisoida laserablaation metallisten irtotavaran liuoksessa ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ). Ablaation tehokkuus ja tuotettujen nano-hopeahiukkasten ominaispiirteet riippuvat monista parametreista, mukaan lukien metallisen kohteen kohdistuvan laserin aallonpituus, laserpulssien kesto (femto-, pico- ja nanosekunnissa), lasersäde ablaatiotehon kesto ja tehokas nestemäisen väliaineen kanssa tai ilman, että läsnä on pinta-aktiivisia aineita ( 20 , 21 , 22 , 23 ).

Yksi tärkeä etu laser-ablaatiotekniikassa verrattuna muihin menetelmiin metallikolloidien tuottamiseksi on kemiallisten reagenssien puuttuminen liuoksissa. Näin ollen, puhdas ja epäpuhtauksista metalli kolloidit edelleen sovelluksia voidaan valmistaa tällä tekniikalla ( 24 ). Hopea nanospheroids (20-50 nm) valmistettiin laserablaation vedessä femtosekuntilaserin pulssien 800 nm: ssä ( 25 ). Kolloidisten hiukkasten muodostumis- tehokkuutta ja kokoa verrattiin nanosekuntalasepulssien avulla valmistettujen kolloidisten partikkeleiden tasoon. Tuloksena femtosekundipulssien muodostumistehokkuus oli huomattavasti pienempi kuin nanosekundipulsseilla. Femtosekundipulssien valmistelemien kolloidien koko olivat vähemmän hajonneita kuin nanosekundipulsseilla valmistetut kolloidit. Lisäksi todettiin, että abtaation tehokkuus femtosekundin ablaatiossa vedessä oli alhaisempi kuin ilmassa, kun taas nanosekundipulssien tapauksessa ablaatiotekniikka oli samanlainen sekä vedessä että ilmassa.

Tien ja työtoverit ( 26 ), jota käytetään Kaaripurkauskammiossa menetelmä valmistaa hopeaa NP suspensio deionisoituun veteen, jossa ei ole lisätty pinta-aktiivisia aineita. Tässä synteesissä hopeajohdot (Gredmann, 99,99% halkaisijaltaan 1 mm) upotettiin deionisoituun veteen ja käytettiin elektrodeina. Hopean kulman kulutusnopeudella 100 mg / min, jolloin saatiin metalleja hopeavärejä, joiden koko oli 10 nm, ja ionipitoinen hopea, joka saatiin pitoisuuksina noin 11 ppm ja 19 ppm vastaavasti. Siegel ja kollegat ( 27 ) osoittivat synteesin hopea NP: itä suoraan metallin sputteroimalla nestemäiseen aineeseen. Menetelmä, joka yhdistää metallin fysikaalisen kertymisen propaani-1,2,3-trioliin (glyseroliin), tarjoaa mielenkiintoisen vaihtoehdon aikaavieviin, märkäpohjaisiin kemiallisiin synteesimenetelmiin. Hopeaväleillä on pyöreä muoto, jonka keskimääräinen halkaisija on noin 3,5 nm ja keskihajonta 2,4 nm. Havainnoitiin, että NP: n koonjakautuma ja yhtenäinen hiukkadispersio pysyvät muuttumattomina laimennetuille vesiliuoksille glyseroli / vesi-suhteeseen saakka 1:20.


Pari:Hopean nanopartikkeleiden synteesi Kemiallinen pelkistys Seuraava:Hopean nanopartikkelien synteesi eri muotoilla