Syntese av sølvnanopartikler Mikrobølgeassistert syntese

- Jun 02, 2017-

Mikrobølgeassistert syntese er en lovende metode for syntese av sølv-NP. Mikrobølgeovn oppvarming er bedre enn et vanlig oljebad når det gjelder konsekvent å gi nanostrukturer med mindre størrelser, smalere størrelsesfordeler og høyere krystallisering ( 57 ). Mikrobølgeoppvarming har kortere reaksjonstider, redusert energiforbruk og bedre produktutbytter som forhindrer agglomerering av partiklene dannet ( 57 ). I tillegg til eliminering av oljebadet, kan mikrobølgeassistert syntese i forbindelse med godartede reaksjonsmedier også drastisk redusere kjemisk avfall og reaksjonstider i flere organiske synteser og kjemiske transformasjoner ( 58 ).

Det ble rapportert at sølv NP kunne syntetiseres ved hjelp av mikrobølgeassistert syntesemetode ved bruk av karboksymetylcellulose-natrium som reduksjons- og stabiliseringsmiddel. Størrelsen var avhengig av konsentrasjonen av natriumkarboksymetylcellulose og sølvnitrat. De produserte NP var ensartede og stabile og var stabile ved romtemperatur i 2 måneder uten synlige endringer ( 59 ). Produksjon av sølv NP i nærvær av Pt-frø, polyvinylpyrrolidin og etylenglykol ble også rapportert ( 60 ).

Videre har stivelse blitt anvendt som en mal og reduksjonsmiddel for syntese av sølv-NP med en gjennomsnittsstørrelse på 12 nm ved bruk av mikrobølgesøttet syntetisk metode. Stivelse fungerer som en mal, som forhindrer aggregering av produserte sølv-NP ( 61 ). Mikrobølger i kombinasjon med polyol-prosess ble påført for syntese av sølvnanospheroider ved bruk av etylenglykol og poly N-vinylpyrrolidon som henholdsvis reduksjons- og stabiliseringsmidler ( 62 ). I et typisk polyolprosess reduseres uorganisk salt av polyolen ( f.eks. Etylenglykol som tjener som både løsningsmiddel og reduksjonsmiddel) ved høy temperatur. Yin og kollegaer ( 63 ) rapporterte at store og størrelsesstyrte sølv-NP'er raskt kunne syntetiseres under mikrobølgebestråling fra en vandig løsning av sølvnitrat og trinatriumcitrat i nærvær av formaldehyd som reduksjonsmiddel. Størrelse og størrelsesfordeling av produserte sølv-NP er sterkt avhengig av tilstandene av sølvkatjoner i den opprinnelige reaksjonsløsning. Sølv NP med forskjellige former kan syntetiseres ved mikrobølgebestråling av en sølvnitrat-etylenglykol-H 2 [PtCl 6 ] -poly (vinylpyrrolidon) løsning innen 3 minutter ( 64 ). Dessuten er det rapportert om bruk av mikrobølgebestråling for å produsere monodisperserte sølv-NP med basiske aminosyrer (som reduksjonsmidler) og oppløselig stivelse (beskyttelsesmiddel) ( 65 ). Radiolyse av sølvioner i etylenglykol, for å syntetisere sølv-NP, ble også rapportert ( 66 ). Videre ble sølv-NP'er støttet på silika-aero-gel produsert ved bruk av gammarolysolyse. De produserte sølvklyngene var stabile i 2-9 pH-område og startet agglomerering ved pH> 9 ( 67 ). Oligochitosan som stabilisator kan brukes ved utarbeidelse av sølv NP ved gammastråling. Det ble rapportert at stabile sølv-NP'er (5-15 nm) ble syntetisert i et 1,8-9,0 pH-område ved denne metoden ( 68 ). Sølv NP (4-5 nm) ble også syntetisert ved y-strålebestråling av eddiksyreoppløsninger inneholdende sølvnitrat og kitosan ( 69 ).

Sølv nanospheroider (1-4 nm) har blitt produsert ved hjelp av y-strålebestråling av sølvoppløsning i optisk gjennomsiktig uorganisk mesoporøs silika. Reduksjon av sølvioner inne i matrisen oppnås av hydraterte elektroner og hydroalkylradikaler fremstilt under radiolyse av 2-propanoloppløsning. De produserte NPene i silisiumdioksydmatrisen var stabile i nærvær av oksygen i minst flere måneder ( 70 ). Dessuten er sølv-NP'er produsert ved å bestråle en løsning, fremstilt ved å blande sølvnitrat og polyvinylalkohol, med 6-MeV-elektroner ( 71 ). Pulse-radiolyseteknikk har blitt anvendt for å studere reaksjoner av uorganiske og organiske arter i sølvnanopartiksyntesen, for å forstå faktorene som styrer formen og størrelsen på de NP som er syntetisert ved en felles reduksjonsmetode ved bruk av citrationer (som reduksjons- og stabiliseringsmidler) ( 72 ) , Og å demonstrere rollen av fenolderivater ved dannelse av sølv-NP ved reduksjon av sølvioner med dihydroksybenzen ( 73 ). Dihydroxybenzen kan brukes til å redusere sølvioner for å syntetisere stabile sølv-NP (med en gjennomsnittlig størrelse på 30 nm) i luftmettede vandige løsninger ( 73 ).

Sølv-, gull-, platin- og gull-palladiumnanostrukturer er blitt utarbeidet ved hjelp av mikrobølgebesøyd syntetisk tilnærming. Morfologier og størrelser av NP kan kontrolleres ved å endre noen eksperimentelle parametere som konsentrasjonen av metalliske forløpere, overflateaktive polymerer, løsningsmidler og temperatur. Videre kan monodisperse sølv-NP'er syntetiseres i store mengder ved hjelp av mikrobølgeassistert kjememetode i et vandig system. I denne metoden virker aminosyrer som reduksjonsmidler og oppløselig stivelse virker som et beskyttelsesmiddel.

Ikke bare sølv, men sølvdopte lantankromitter kan også syntetiseres med mikrobølgeenergi ( 74 ). Mikrobølgeenergi og termisk reduksjon kan kobles til å syntetisere sølv NP som kan avsattes på oksiderte karbonpapirelektroder. Sølv-NP'ene som syntetiseres gjennom denne metoden opprettholder en jevn størrelse mellom partikler og er godt dispergert over karbonpapir-substratet. Mikrobølgeassistert syntese av sølv NP er gjort mulig ved å avsette sølvkatalysatorene på karbonpapirelektroder. Denne metoden kan potensielt brukes i alkaliske brenselceller fordi syntesen skjer raskt, det er høy aktivitet, og prosessen er veldig enkel ( 75 ).

Nanoserte kalsium mangelfulle hydroksyapatitter kan brukes til å generere nanosert kalsiumfattig hydroksyapatitt med sølv-substitusjon i tre forskjellige konsentrasjoner ved hjelp av mikrobølgeassistert syntese. Denne studien viste at kontroll av parametrene i mikrobølge-prosessen kunne påvirke størrelsen på de fremstilte krystaller. Det ble vist at mikrobølgeffekten hadde mer innvirkning på partiklernes størrelse enn behandlingens lengde. Det etterfølgende pulverproduktet kan brukes innen medisin og biomedisinsk ingeniørfag for å lage transplantater og beleggmetallimplantater i tillegg til å arbeide mot bakterielle infeksjoner uten bruk av antibiotika. Denne metoden kan redusere medisinske kostnader og tid på sykehusinnleggelse ( 76 ).

Polymerbaserte sølvkompositter ble produsert ved hjelp av mikrobølgeenergi på basis av grensesnittpolymerisering. Et vann / kloroformgrensesnitt ble brukt under mikrobølgebestråling uten oksidasjonsmiddel. De produserte sølv-NP'ene (ca. 20 nm i størrelse) var sfæriske og godt dispergerte ( 77 ). Sølvnitrat ga sølvioner til termisk polymerisering av pyrrol. Jonene ble omdannet til sølv / polypyyrol nano-kompositter. Transmitterelektronmikroskopi (TEM) -bilder viste at partiklene var ca. 5-10 nm i størrelse. Sølv / polypyyrol hadde en tykk film som kunne påvise ammoniakk, hydrogensulfid og karbondioksid ved henholdsvis 100, 250 og 350 ° C ( 78 ).

Mikrobølge-stråling og etylenglykol kan brukes til å syntetisere sølvpulver fra sølvnitrat ved temperaturer på 100-200 ° C. Det ble rapportert at når polyvinylpyrrolidon ble brukt i blandingen av sølvnitrat, varierte NP fra 62 til 78 nm i diameter ( 79 ). Dessuten kunne Fe-Ag bimetalliske NP'er syntetiseres ved bruk av mikrobølgeoppvarming og et oljeløselig sølvsalt ( 80 ). De fremstilte sølv-NP'ene ble karakterisert gjennom fryseprosess-replikasjon TEM, som viste nanopartikkeldiameteren og fordelingen. De produserte sølv-NP'ene (30 nm) var sfæriske i form ( 81 ).

Hydrolyse av alkoksysilaner sammen med sølvsaltet, i nærvær av mikrobølgebestråling, kan produsere sølv / Si02- sammensatte soler, som viste antimikrobielle egenskaper ( 82 ). Meng og kollegaer ( 83 ) diskuterte bruken av ulike vannbaserte synteseveier mot den formstyrte syntesen av sølv-NP og mikrostrukturer. Flere en-pottemetoder som benytter kommersielle mikrobølgeovner, billige / lav-effekt-ultralydrensere eller elektroelektrode med to elektroder ble beskrevet. Syntese av sølvnanostrukturer med forskjellige former i oppløsning og deres doping på umodifisert silika og på / innvendig karbonflekker ble undersøkt.

Mikrobølgeassistert syntese ble brukt til å fremstille forskjellige typer nanosilverkolloider. Sølvnitrat ble blandet med natriumcitrat og deretter delt inn i fem grupper. Hver gruppe ble oppvarmet for varierende varighet av tid ved forskjellige temperaturer. Det ble bestemt at nanosilverkolloidene hadde en negativt ladet overflate når de ble oppvarmet i lang tid og en positivt ladet overflate ved oppvarming i en kort periode ( 84 ). Videre kan silisiumoksyd-alumina brukes til å syntetisere sølv-NP med forløpere som Ag20 eller AgNO3 . Partiklene var så små som 3 nm i diameter eller så store som 50 nm. De ble ikke oksidert, og partiklene var godt spredt ut ( 85 ). I en annen studie ble nanosilver / polyvinylpyrrolidon-komposittmaterialer syntetisert ved å bruke mikrobølgeinnretningen. De produserte NP'ene varierte fra 15-25 nm og ble jevnt fordelt i polyvinylpyrrolidonmatrisen ( 86 ).

Polymerer og polysakkarider

Sølv NPer ble fremstilt ved å bruke vann som et miljøvennlig løsningsmiddel og polysakkarider som kapsel / reduksjonsmidler. For eksempel ble syntese av stivelse-sølv-NPer utført med stivelse (kappemiddel) og P-D-glukose (reduksjonsmiddel) i et forsiktig oppvarmet system ( 87 ).

Bindingsinteraksjonene mellom stivelse og produserte sølv-NP'er var svake og kunne reversibel ved høyere temperaturer, slik at separasjon av de syntetiserte NP'ene. I dobbelt polysakkaridfunksjon ble sølv NP syntetisert ved reduksjon av sølvioner inne i nanoskopiske stivelsesmaler ( 87 , 88 ). Det omfattende nettverket av hydrogenbånd i malene ga overfladipassivering eller beskyttelse mot nanopartikkelaggregasjon. Grønn syntese av sølv-NPer ved bruk av negativt ladet heparin (reduksjons / stabiliserende middel og nukleeringsregulator) ble også rapportert ved oppvarming av en løsning av sølvnitrat og heparin til 70 ° C i ca. 8 timer ( 89 ). TEM mikrografer viste en økning i partikkelstørrelsen av sølv NP med økte konsentrasjoner av sølvnitrat (substrat) og heparin. Videre varierte endringer i heparin-konsentrasjonen morfologien og størrelsen på sølv-NP. De syntetiserte sølv-NPene var svært stabile og viste ingen tegn på aggregering etter to måneder ( 89 ). I en annen studie ble stabile sølv-NP'er (10-34 nm) syntetisert ved autoklavering av en løsning av sølvnitrat (substrat) og stivelse (kapping / reduksjonsmiddel) ved 15 psi og 121 ° C i 5 minutter ( 90 ). Disse NP'ene var stabile i oppløsning i tre måneder ved ca. 25 ° C. Mindre sølv-NP (≤ 10 nm) ble syntetisert ved å blande to oppløsninger av sølvnitratholdig stivelse (kappemiddel) og NaOH-oppløsninger som inneholder glukose (reduksjonsmiddel) i en spinndiskreaktor med en reaksjonstid på mindre enn 10 minutter ( 91 ) .

Sølvnitrat, glukose, natriumhydroksyd og stivelse kan henholdsvis anvendes som forløper, reduksjonsmiddel, akselerator og stabilisator for reduksjonssyntese av sølvnitrat. Polyetylenglykol (reduksjonsmiddel og stabiliseringsmiddel) ble anvendt for å fremstille stabile monodisperse sølvkolloider (~ 10 nm) ( 92 ). Bionedbrytbar stivelse arbeidet som stabiliseringsmiddel for å syntetisere sølv NP (5-20 nm). Analysene viste at NPene ble belagt med et stivelseslag ( 93 ).

Sølv NPer (~ 13 ± 3 nm) kan syntetiseres ved å bruke sulfatert polysakkarid som kan fås fra marine røde alger; Porphyra vietnamensis . Det ble rapportert at sulfatdel fra polysakkaridene var involvert i sølvnitratreduksjon. Zeta potensielle målinger på -35,05 mV viste at det anioniske polysakkaridet faktisk hadde avkortet nanopartiklerens overflater og bidratt til den elektrostatiske stabiliteten. NPene var stabile i et svært bredt pH-område, fra 2 til 10, og elektrolyttkonsentrasjonen på 10-2 M ( 94 ).

Polymerer som har ionbytbar kapasitet kan brukes i mange fagområder. Polymeren som ofte ble brukt inneholdt fosfonsyregrupper og hadde lav molekylvekt. For eksempel ble sølv-NP stabilisert i nærvær av en ionbytterpolymer. Overflatemorfologien indikerte at kuber og rektangulære prisme strukturer ble dannet ( 95 ). Sampolymerer som cyklodekstrin, podet med polyakrylsyre, kan brukes til å produsere sølv-NPer hvor kalium per sulfat ble brukt som initiator. Sampolymeren reduserer og stabiliserer sølvioner som gir sølv-NP'er. Konsentrasjonen av alkali, sølvnitrat, sampolymeren og metoden for oppvarming av alle spilte en viktig rolle for å bestemme størrelsen på de produserte NPene ( 96 ).

Poly (metylvinyleterkoliminsyreanhydrid) kan også brukes som et reduksjons- og stabiliseringsmiddel. De produserte NP'ene var stabile ved romtemperatur i opptil en måned og hadde en 5-8 nm belegg av poly (metylvinyleter-kole-maleinsyreanhydrid) rundt dem ( 97 ). Det ble rapportert at NPene (10,2-13,7 nm) var ansikts-sentrert kubiske (FCC) strukturer, ikke aggregerte, og veldig sfæriske i form ( 98 ). Sarkar og kollegaer ( 99 ) undersøkte syntesen av sølvnova og NP. Gjennom en polypol-prosess ble ved hjelp av en polymer dannet sølv nanotråder og NP'er. Det ble rapportert at NPene var 60-200 nm i størrelse og holdt prismatiske og sekskantede former mens nanotrådene hadde diametre fra 50 til 190 nm og lengder mellom 40 og 1000 um. Reaksjonen skjedde ved 210 ° C da etylenglykol ble anvendt som oppløsningsmiddel. Den forskjellige fotoluminescensutslipp fra nanoklyngene spredes ut gjennom metanol og etylenglykol ved romtemperatur. Excitasjonsbølgelengdene ble målt mellom 300 og 414 nm ( 99 ). Ved å endre reduksjons- og kappemidlene som brukes til å syntetisere sølv-NP, kan man også endre morfologiene til NPene. Syntese ga NPer som var sfæriske i form og rundt 15-43 nm i størrelse etter oppvarming ved 70 ° C i 30 minutter; Mens ved romtemperatur var partiklene bare 8-24 nm. Natriumhydroksyd redusert salt i etylenglykol og kuber ble dannet ved noen aggregering. Ved å tilsette 5 vekt% polyvinylpyrrolidon til 1 vekt% stivelsesløsning (aq) ble blandinger av sfæriske og anisotropiske strukturer produsert. Reaksjonen fant sted ved 70 ° C i 1 time ( 100 ).


Et par:Karakterisering av sølv nanopartikler Neste:Syntese av sølv nanopartikler Tollens metode