Synteza srebrnych nanocząstek Metody fizyczne

- May 09, 2017-

Najważniejszym podejściem fizycznym jest odparowanie - kondensacja i laserowa ablacja. Brak zanieczyszczeń rozpuszczalnikiem w przygotowanych cienkich foliach i jednorodność rozkładu NPs są zaletami metod syntezy fizycznej w porównaniu z procesami chemicznymi. Fizyczna synteza srebra NP z użyciem pieca rurowego pod ciśnieniem atmosferycznym ma pewne wady, np. Piec rurowy zajmuje dużą przestrzeń, zużywa dużą ilość energii, a jednocześnie podnosi temperaturę otoczenia wokół materiału źródłowego i wymaga dużo czasu, aby osiągnąć stabilność termiczna. Co więcej, typowy piec rurowy wymaga zużycia energii większej niż kilka kilowatów i czasu podgrzewania kilku dziesiątków minut, aby osiągnąć stabilną temperaturę roboczą ( 12 , 13 ). Wykazano, że srebro NP może być syntetyzowane za pomocą małej grzałki ceramicznej z lokalnym obszarem grzewczym ( 14 ). Do odparowywania materiałów źródłowych stosowano małą grzałkę ceramiczną. Odparowana para może ochłodzić się z odpowiednim szybkim tempem, ponieważ gradient temperatury w pobliżu powierzchni grzejnika jest bardzo stromy w porównaniu z pieciem rurowym.

Umożliwia to tworzenie małych NP w wysokich stężeniach. Wytwarzanie cząstek jest bardzo stabilne, ponieważ temperatura powierzchni grzejnika nie zmienia się wraz z upływem czasu. Ta fizyczna metoda może być użyteczna jako generator nanocząsteczkowy do długotrwałych eksperymentów w badaniach toksyczności inhalacyjnej oraz jako urządzenie kalibracyjne dla urządzeń do nanoszenia nanocząstek ( 14 ). Wyniki wykazały, że geometryczna średnica średnicy, geometryczne odchylenie standardowe oraz całkowite stężenie NP wzrasta wraz z temperaturą grzejnika. Zaobserwowano kuliste NP bez aglomeracji, nawet w wysokich stężeniach o wysokiej temperaturze powierzchni grzałki. Średnia średnica geometryczna i geometryczne odchylenie standardowe NP srebra mieściły się odpowiednio w zakresie odpowiednio 6.2-21.5 nm i 1.23-1.88 nm.

Srebro NP może być syntetyzowane przez laserową ablację metalicznych materiałów sypkich w roztworze ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ). Wydajność ablacji i charakterystyka wytwarzanych cząstek nano-srebra zależą od wielu parametrów, w tym długości fali lasera uderzającego o cel metaliczny, czasu trwania impulsów laserowych (w układzie femto, pico i nanosekunda), fluencji laserowej , Czas trwania ablacji i skuteczny ciekły ośrodek, z lub bez obecności środków powierzchniowo czynnych ( 20 , 21 , 22 , 23 ).

Ważną zaletą techniki ablacji lasera jest porównywalna z innymi metodami wytwarzania koloidów metali, brak jest odczynników chemicznych w roztworach. Dlatego te techniki ( 24 ) można wytworzyć czyste i nie zanieczyszczone metaliczne koloidy do dalszych zastosowań . Srebrne nanosfery (20-50 nm) przygotowano przez laserową ablację w wodzie z femto-sekundowymi impulsami laserowymi przy 800 nm ( 25 ). Skuteczność formowania i wielkość cząstek koloidalnych porównano z wydajnością cząstek koloidalnych przygotowanych za pomocą impulsów laserowych nanosekundowych. W rezultacie efektywność formowania impulsów femto-sekundowych była istotnie niższa niż w przypadku impulsów nanosekundowych. Wielkość koloidów wytworzonych przez impulsy femto-sekundowe była mniej rozproszona niż koloidy wytworzone przez impulsy nanosekundowe. Stwierdzono ponadto, że skuteczność ablacji w femtozolejowej ablacji w wodzie była niższa niż w powietrzu, podczas gdy w przypadku impulsów nanosekundowych skuteczność ablacji była podobna zarówno w wodzie, jak i w powietrzu.

Tien i współpracownicy ( 26 ) stosowali metodę wyładowywania łukowego w celu wytworzenia zawiesiny srebra NP w dejonizowanej wodzie bez dodatków środków powierzchniowo czynnych. W tej syntezie zanurzono druty srebra (Gredmann, 99,99%, średnica 1 mm) w wodzie dejonizowanej i wykorzystano jako elektrody. Przy szybkości zużycia pręta srebra wynoszącej 100 mg / min, otrzymując srebro metaliczne NP o wielkości 10 nm, a srebro jonowe otrzymano odpowiednio w stężeniach odpowiednio około 11 ppm i 19 ppm. Siegel i wsp. ( 27 ) wykazali syntezę srebrowych NP poprzez bezpośrednie napylanie metalu do ciekłego ośrodka. Metoda, łącząca fizyczne osadzanie metalu w propan-1,2,3 triol (glicerol), stanowi interesującą alternatywę dla czasochłonnych, opartych na mokrej technologii syntezy chemicznej. Srebro NP ma okrągły kształt o średniej średnicy około 3,5 nm przy standardowym odchyleniu 2,4 nm. Zaobserwowano, że rozkład wielkości cząstek stałych i jednorodna dyspersja cząstek pozostaje niezmieniona dla rozcieńczonych roztworów wodnych do stosunku glicerolu do wody 1:20.


Para:Synteza nanocząstek srebra Redukcja chemiczna Następny:Synteza srebrnych nanocząstek o różnych kształtach