סינתזה של חלקיקי כסף שיטות פיסיקליות

- May 09, 2017-

אידוי, עיבוי לייזר אבלציה הם הגישות הפיזיות החשובות ביותר. היעדר זיהום ממס בסרטים הדקים מוכנים והאחידות של הפצת NP הם היתרונות של שיטות סינתזה פיזית בהשוואה לתהליכים כימיים. סינתזה פיזית של NPs כסף באמצעות תנור צינור בלחץ אטמוספרי יש כמה חסרונות, למשל, תנור צינור תופסת שטח גדול, צורכת כמות גדולה של אנרגיה תוך העלאת הטמפרטורה הסביבתית סביב חומר המקור, ודורש הרבה זמן כדי להשיג יציבות תרמית. יתר על כן, תנור צינור טיפוסי דורש צריכת חשמל של יותר מ קילוואט כמה וכמה זמן התחממות של כמה עשרות דקות כדי להגיע טמפרטורת הפעלה יציבה ( 12 , 13 ). הוכח כי NPs כסף יכול להיות מסונתז באמצעות תנור קרמי קטן עם אזור חימום מקומי ( 14 ). תנור קרמיקה קטן שימש להתאדות חומרי המקור. אדי אידוי יכול להתקרר בקצב מהיר מתאים, כי שיפוע הטמפרטורה באזור של משטח החימום הוא תלול מאוד בהשוואה לזה של תנור צינור.

זה מאפשר את היווצרותם של NPs קטנים בריכוז גבוה. הדור החלקיקים הוא יציב מאוד, כי הטמפרטורה של משטח החימום לא להשתנות עם הזמן. שיטה פיזית זו יכולה להיות שימושית בתור גנרטור nanoparticle עבור ניסויים ארוכי טווח למחקרים רעילות שאיפה, וכמכשיר כיול עבור ציוד מדידה nanoparticle ( 14 ). התוצאות הראו כי קוטר ממוצע גיאומטרי, סטיית תקן גיאומטרי ואת ריכוז המספר הכולל של NPs להגדיל עם טמפרטורת משטח החימום. NPs כדוריים ללא agglomeration נצפו, אפילו בריכוז גבוה עם טמפרטורה גבוהה משטח החימום. הקוטר הגיאומטרי הממוצע וסטיית התקן הגאומטרית של NPs היו בטווח של 6.2-21.5 ננומטר ו- 1.23-1.88 ננומטר, בהתאמה.

כסף NPs יכול להיות מסונתז על ידי לייזר אבלציה של חומרים בתפזורת מתכתי בפתרון ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ). יעילות אבלציה המאפיינים של חלקיקי כסף ננו תלוי תלוי בפרמטרים רבים, כולל אורך הגל של הלייזר הפוגע היעד מתכתי, משך פעימות לייזר (במשטר femto, pico ו- nanosecond), את לייזר fluence , משך זמן אבלציה בינוני יעיל נוזל, עם או בלי נוכחות של פעילי שטח ( 20 , 21 , 22 , 23 ).

יתרון אחד חשוב של טכניקה אבלציה לייזר לעומת שיטות אחרות לייצור של קולואידים מתכת הוא היעדר ריאגנטים כימיים בפתרונות. לכן, קולואידים מתכת טהורה ובלתי מזוהמת עבור יישומים נוספים ניתן להכין על ידי טכניקה זו ( 24 ). כסף nanospheroids (20-50 ננומטר) הוכנו על ידי לייזר אבלציה במים עם פולסים לייזר femtosecond ב 800 ננומטר ( 25 ). יעילות היווצרות וגודל של חלקיקים colloidal הושוו עם אלה של חלקיקים קולואידים שהוכנו על ידי פולסים לייזר nanosecond. כתוצאה מכך, יעילות היווצרות של פולסים femtosecond היה נמוך משמעותית מזה של פולסים nanosecond. גודלם של קולואידים שהוכנו על ידי פולסים femtosecond היו מפוזרים פחות מזה של קולואידים שהוכנו על ידי פולסים nanosecond. יתר על כן, נמצא כי יעילות אבלציה עבור אבלציה femtosecond במים היה נמוך מזה של האוויר, ואילו במקרה של פולסים nanosecond, יעילות אבלציה היה דומה גם מים ואוויר.

טיאן coworkers ( 26 ) השתמשו בשיטת פריקה קשת לפברק השעיית כסף NPs במים deionized ללא חומרים פעילי שטח נוסף. בסינתזה זו, חוטי כסף (Gredmann, 99.99%, 1 מ"מ קוטר) היו שקועים במים deionized ומשמש אלקטרודות. עם כסף מוט צריכת קצב של 100 מ"ג / min, מניבים כסף מתכתי NPs של 10 ננומטר בגודל, כסף יונית שהושגו בריכוזים של כ 11 עמודים לדקה ו 19 עמודים לדקה, בהתאמה. סיגל ועמיתיו ( 27 ) הפגינו את הסינתזה של NPs כסף על ידי מתכת ישירה המקרטעת לתוך המדיום הנוזלי. השיטה, המשלבת בתצהיר פיזי של מתכת לתוך פרופאן-1,2,3-triol (גליצרול), מספק חלופה מעניינת זמן רב, רטוב מבוססי טכניקות סינתזה כימית. NPs כסף בעלי צורה עגולה עם קוטר ממוצע של כ - 3.5 ננומטר עם סטיית תקן 2.4 ננומטר. זה נצפתה כי התפלגות גודל NPs ופיזור החלקיקים אחיד נשאר ללא שינוי עבור פתרונות מימיים מדולל עד יחס גליצרול למים 1:20.


זוג:סינתזה של חלקיקי כסף הפחתת כימיים הבא:סינתזה של חלקיקי כסף עם צורות שונות