Sinteza nanoparticulelor de argint Metode fizice

- May 09, 2017-

Evaporarea-condensare și ablația cu laser sunt cele mai importante abordări fizice. Absența contaminării cu solvenți în peliculele subțiri preparate și uniformitatea distribuirii NPs sunt avantajele metodelor de sinteză fizică în comparație cu procesele chimice. Sinteza fizică a NP-urilor de argint folosind un cuptor tubular la presiune atmosferică are unele dezavantaje, de exemplu, cuptorul cu tub ocupă un spațiu mare, consumă o cantitate mare de energie în timp ce crește temperatura mediului în jurul materialului sursă și necesită mult timp pentru a realiza stabilitate termică. Mai mult, un cuptor cu tub tipic necesită un consum de energie mai mare de câteva kilowați și un timp de preîncălzire de câteva zeci de minute pentru a atinge o temperatură de funcționare stabilă ( 12 , 13 ). Sa demonstrat că NP-urile de argint ar putea fi sintetizate printr-un încălzitor ceramic mic cu o zonă de încălzire locală ( 14 ). Încălzitorul ceramic mic a fost folosit pentru a evapora materialele sursă. Vaporii evaporați se pot răci la o viteză rapidă adecvată, deoarece gradientul de temperatură în vecinătatea suprafeței încălzitorului este foarte abrupt în comparație cu cel al unui cuptor tubular.

Acest lucru face posibila formarea de NP-uri mici in concentratie mare. Generarea de particule este foarte stabilă, deoarece temperatura suprafeței încălzitorului nu fluctuează în timp. Această metodă fizică poate fi utilă ca generator de nanoparticule pentru experimente pe termen lung pentru studii de toxicitate prin inhalare și ca dispozitiv de calibrare pentru echipamentele de măsurare a nanoparticulelor ( 14 ). Rezultatele au arătat că diametrul geometric mediu, deviația geometrică standard și numărul total de concentrații de NP-uri cresc cu temperatura suprafeței încălzitorului. S-au observat NP-uri sferice fără aglomerare, chiar și la concentrații ridicate cu temperatură ridicată a suprafeței încălzitorului. Diametrul mediu geometric și deviația geometrică standard a NPs de argint au fost în intervalul 6.2-21.5 nm și 1.23-1.88 nm, respectiv.

Argoanele NP pot fi sintetizate prin ablația laser a materialelor metalice în vrac în soluție ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ). Eficiența de ablație și caracteristicile particulelor de nano-argint produse depind de mulți parametri, incluzând lungimea de undă a laserului care atinge ținta metalică, durata impulsurilor laser (în regimurile femto-, pico- și nanosecunde), fluența laserului , Durata timpului de ablație și mediul lichid eficient, cu sau fără prezența surfactanților ( 20 , 21 , 22 , 23 ).

Un avantaj important al tehnicii de ablație laser în comparație cu alte metode de producere a coloizilor metalici este absența reactivilor chimici în soluții. Prin urmare, prin această tehnică se pot prepara coloizi de metal pur și necontaminat pentru alte aplicații ( 24 ). Nanosheroizii de argint (20-50 nm) au fost preparați prin ablația laser în apă cu impulsuri laser femtosecunde la 800 nm ( 25 ). Eficiența formării și dimensiunea particulelor coloidale au fost comparate cu cele ale particulelor coloidale preparate prin impulsuri laser nanosecunde. Ca urmare, eficiența formării pentru impulsurile femtosecunde a fost semnificativ mai mică decât cea pentru impulsurile nanosecunde. Dimensiunile coloidelor preparate prin impulsuri femtosecunde au fost mai puțin dispersate decât cea a coloizilor preparați prin impulsuri nanosecunde. Mai mult, sa constatat că eficiența de ablație pentru ablația femtosecundă în apă a fost mai mică decât cea din aer, în timp ce în cazul impulsurilor nanosecunde, eficiența de ablație a fost similară atât în apă, cât și în aer.

Tien și colegii ( 26 ) au folosit metoda arcului de descărcare pentru fabricarea suspensiei de argint NP în apă deionizată fără agenți tensioactivi adăugați. În această sinteză, sârmele de argint (Gredmann, 99,99%, diametru de 1 mm) au fost scufundate în apă deionizată și utilizate ca electrozi. Cu o rată de consum de tije de argint de 100 mg / min, obținându-se NPs de argint metalic de dimensiune de 10 nm și argint ionic obținut la concentrații de aproximativ 11 ppm și 19 ppm, respectiv. Siegel și colegii ( 27 ) au demonstrat sinteza NP-urilor de argint prin pulverizarea directă a metalelor în mediul lichid. Metoda, combinând depunerea fizică a metalului în propan-1,2,3-triol (glicerol), oferă o alternativă interesantă la tehnicile de sinteză chimică cu consum redus de timp. Argintul NP are formă rotundă, cu diametrul mediu de aproximativ 3,5 nm, cu deviație standard 2,4 nm. S-a observat că distribuția mărimii NP și dispersia uniformă a particulelor rămân neschimbate pentru soluțiile apoase diluate până la raportul glicerol-apă 1:20.


O pereche de:Sinteza nanoparticulelor de argint Reducerea chimică Următoarea:Sinteza nanoparticulelor de argint cu forme diferite