Syntese av sølv nanopartikler Fysiske metoder

- May 09, 2017-

Fordampningskondensasjon og laserablation er de viktigste fysiske tilnærmingene. Fraværet av løsningsmiddelforurensning i de fremstilte tynne filmene og likformigheten av NP-fordelingen er fordelene ved fysiske syntesemetoder i sammenligning med kjemiske prosesser. Fysisk syntese av sølv-NPer som bruker en rørovn ved atmosfærisk trykk, har noen ulemper, for eksempel har rørovnen en stor plass, forbruker mye energi mens det øker miljøtemperaturen rundt kildematerialet, og krever mye tid for å oppnå Termisk stabilitet. Videre krever en typisk rørovn en kraftforbruk på mer enn flere kilowatt og en forvarmingstid på flere ti minutter for å oppnå en stabil driftstemperatur ( 12 , 13 ). Det ble påvist at sølv NP kunne syntetiseres via en liten keramisk varmeapparat med et lokalt oppvarmingsområde ( 14 ). Den lille keramiske varmeapparatet ble brukt til å fordampe kildematerialer. Den fordampede dampen kan avkjøles med en passende rask hastighet, fordi temperaturgradienten i nærheten av varmeoverflaten er meget bratt i sammenligning med en rørovn.

Dette muliggjør dannelsen av små NP i høy konsentrasjon. Partikkelgenerasjonen er veldig stabil, fordi temperaturen på varmerflaten ikke svinger med tiden. Denne fysiske metoden kan være nyttig som nanopartikkelgenerator for langsiktige eksperimenter for studier av inhalasjonstoksisitet, og som en kalibreringsanordning for nanopartikler-måleutstyr ( 14 ). Resultatene viste at geometrisk gjennomsnittlig diameter, geometrisk standardavvik og total antall konsentrasjon av NP øker med oppvarmingens overflatetemperatur. Sfæriske NPer uten agglomerering ble observert, selv ved høy konsentrasjon med høye temperaturer på overflaten. Den geometriske middeldiameteren og den geometriske standardavviket for sølv-NP var henholdsvis 6,2-21,5 nm og 1,23-1,88 nm.

Sølv NP kan syntetiseres ved laserablation av metalliske bulkmaterialer i løsning ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ). Ablasjonseffektiviteten og egenskapene til produserte nanosølvpartikler er avhengige av mange parametere, inkludert laserens bølgelengde som rammer metallmålet, varigheten av laserpulserne (i femto-, pico- og nanosekund-regimet), laserfluensen , Ablasjonstidens varighet og det effektive flytende medium, med eller uten nærvær av overflateaktive midler ( 20 , 21 , 22 , 23 ).

En viktig fordel ved laserablationsteknikk sammenlignet med andre metoder for fremstilling av metallkolloider er fraværet av kjemiske reagenser i løsninger. Derfor kan rene og uforurensede metallkolloider for videre applikasjoner fremstilles ved denne teknikken ( 24 ). Sølv nanospheroider (20-50 nm) ble fremstilt ved laserablation i vann med femtosekund laserpulser ved 800 nm ( 25 ). Dannelseseffektiviteten og størrelsen av kolloidale partikler ble sammenlignet med de av kolloidale partikler fremstilt ved nanosekund laserpulser. Som et resultat var formasjonseffektiviteten for femtosekundpulser signifikant lavere enn for nanosekundpulser. Størrelsen på kolloider fremstilt ved femtosekundpulser var mindre dispergert enn kolloidene fremstilt ved nanosekundpulser. Videre ble det funnet at ablasjonseffektiviteten for femtosekund ablasjon i vann var lavere enn i luften, mens i tilfelle av nanosekundpulser var ablasjonseffektiviteten lik i både vann og luft.

Tien og kollegaer ( 26 ) brukte bueutladningsmetoden til å fremstille sølv NP-suspensjon i avionisert vann uten tilsatte overflateaktive midler. I denne syntesen ble sølvtrådene (Gredmann, 99,99%, 1 mm i diameter) nedsenket i avionisert vann og anvendt som elektroder. Med en sølvstangsforbrukningshastighet på 100 mg / min, som ga metalliske sølv-NP'er med en diameter på 10 nm og ionisk sølv oppnådd ved konsentrasjoner på henholdsvis ca. 11 ppm og 19 ppm. Siegel og kollegaer ( 27 ) demonstrerte syntesen av sølv NPer ved direkte metallsputtering i væskemediet. Metoden, som kombinerer fysisk avsetting av metall i propan-1,2,3-triol (glycerol), gir et interessant alternativ til tidkrevende, våtbaserte kjemiske synteseteknikker. Sølv NP har en rund form med en gjennomsnittlig diameter på ca. 3,5 nm med standardavviket 2,4 nm. Det ble observert at NP-størrelsesfordelingen og enhetlig partikkel-dispersjon forblir uendret for fortynnede vandige oppløsninger opp til glyserol-til-vannforhold 1:20.


Et par:Syntese av sølvnanopartikler Kjemisk reduksjon Neste:Syntese av sølv nanopartikler med forskjellige former