PDA

مشاهده نسخه کامل : آموزش سنتز نانو ذرات نقره



maryam.v
2013-Oct-17, 13:28
سنتز فاز بخار (Gas phase synthesis)



در سنتز فاز بخار نانوذرات ، شرایط به گونه ای ایجاد می شود که مخلوط فاز بخار به طور دینامیکی ناپایدار باشد تا مواد به صورت جامد در اندازه نانو تهیه شوند .اولین کار، تولید یک بخار فوق اشباع از ماده مذکور است که به موجب آن یک هسته گذاری مناسب صورت پذیرد . مستقیم ترین روش برای برای به دست آوردن بخار فوق اشباع این است که یک جامد را حرارت دهیم تا به صورت بخار در یک گاز پایه در آید ، سپس با یک گاز سرد آن را مخلوط کنیم تا دمای آن کاهش یابد . سپس سیستم را باید بلافاصه خاموش کرد که این کار با برداشتن منبع تولید بخار فوق اشباع یا با کاهش سینیتیک واکنش امکان پذیر است ؛ بنابراین در این مرحله از رشد ذرات جلوگیری می شود .




2.فتولیز یا روش پرتو کافت گاما (photolysis or reduction by gamma-ray)


در این روش محلول آبی نیترات نقره را در معرض اشعه گاما قرار می دهیم . طی این جریان از رادیولیز آب الکترون های هیدراته و اتم هیدروژن به وجود می آید که کاهنده بسیار قوی هستند و عدد اکسایش نقره را به صفر می رسانند . البته برای سنتز نانوذرات نقره از پایدار کننده هایی همچون [PVP](
پلی وینیل پرولیدون
) استفاده می شود . میزان پلیمر مصرفی با غلظت یون نقره نسبت مستقیم دارد .




3. روش الکتروشیمی (Electrochemical methods)
نمک های نقره در الکترولیت های رایج چندان محلول نیست ؛ اما به سهولت بر سطح کاتد می نشیند. تا کنون رسوب گذاری الکتروشیمیایی بر پایه سولفات، نیترات، کلرید، برمید، و یدید نقره انجام شده است. در تمام موارد، لایه ای از نقره بر روی الکترود حاصل شد . البته با افزودن بازدارنده های آلی توزیعی از ذرات پراکنده ایجاد نشد، اما در نهایت ذرات نقره با افزودن ژلاتین به دست آمد





4- سنتز نانوذرات نقره از طریق کاهش شیمیایی (Synthesis of silver nanoparticles by chemical reduction)

به طور کلی ، از طریق کاهش نمک های فلزات در حضور یک پایدار کننده که می تواند یک پلیمر و یا سورفاکتانت(
سورفکتانت ها معمولا ترکیباتی آلی هستند که دارای گروههای آب گریز که نقش دم و دنباله را دارد و گروههای آب دوست که نقش سر را دارند .
)و ... باشد، می توان نانو ذرات نقره را با کنترل اثرات هم زدن، دما، PH در اندازه های متفاوت داشت که مطالعات گسترده بر مبنای کاهش نمک های گوناگون نقره جهت سنتز نانوذرات نقره انجام شده است






سنتز سبز(Green synthesis )





روش پلی ساکارید(polysacharide method )


در این روش، نانو ذرات نقره با استفاده از آب به عنوان حلال سازگار با محیط زیست و پلی ساکارید ها به عنوان یک عامل پوشش دهنده تهیه می شوند . در برخی از موارد پلی ساکاریدها هم به عنوان عامل کاهنده و هم به عنوان یک عامل پوشش دهنده ایفای نقش می کنند .
در مکانیسم تشکیل نانوذرات و تثبیت کننده آمیلاز ، نقره ابتدا یون نقره توسط آسکوربیک اسید احیا می شود ، در نتیجه عدد اکسایش آن به 0 کاهش یافته و یک رادیکال دهیدروآسکوربیک اسید تشکیل می شود . در مرحله دوم رادیکال تشکیلی ، یون نقره را احیا می کند و تبدیل به دهیدروآسکوربیک اسید شده و عدد اکسایش نقره را کاهش می دهد . در مرحله سوم Ag+ و Ag0 ترکیب می شوند و تولید Ag2+ را می کنند و سپس 2 مولکول Ag2+ با یک دیگر ترکیب شده و Ag42+ تشکیل میشود . در مرحله آخر آمیلوز یون های Ag42+ را در خود تثبیت می کند .
http://www.iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=146263&d=1365959133&thumb=1 (http://www.iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=146263&d=1365959133)
جذب نانوذرات نقره بر روی سطح بیرونی آمیلوز توسط جفت الکترون های غیر پیوندی اکسیژن ها انجام می شود .
http://www.iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=146264&d=1365959220&thumb=1 (http://www.iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=146264&d=1365959220)
در روشی، نیترات نقره با β- D-گلوکز به عنوان یک عامل کاهنده کاهش یافته است. برای جلوگیری از تجمع نانوذرات محلول نشاسته به عنوان تثبیت کننده استفاده می شود









2. روش تولنس (Tollens method)


در روش Tollens نانو ذرات نقره با حجم کنترل شده در یک فرایند تک مرحله ای سنتز می شود .همان طور که در واکنش1 مشاهده می شود ، واکنش اصلی Tollens شامل احیاء Ag(NH3) 2+ محلول در آب و یک معرف Tollens، توسط آلدهید است .
Ag(NH3) 2+ (aq) + RCHO(aq)→Ag(s) + RCOOH(aq)





3.روش پرتودهی (Irradiation method )


نانو ذرات نقره را می توان با استفاده از انواع روش پرتودهی سنتز کرد . در این روش هیچ عامل کاهنده ای لازم نیست . مطالعات متعدد درمورد احیا توسط پرتو دهی نشان داده که یون های نقره توسط الکترون های هیدراته تولید شده حلال طی پرتو دهی (e-eq ) کاهش میابند

http://www.iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=146268&d=1365959503&thumb=1 (http://www.iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=146268&d=1365959503)










به عنوان مثال، با اشعه لیزر از محلول آبی نمک نقره و سورفکتانت می توان نانو ذرات نقره با شکل و اندازه کاملا یکنواخت سنتز کرد










4. روش بیولژیکی (Biological method)

عصاره زیستی موجودات زنده ممکن است هم به عنوان عوامل احياء کننده و هم به عنوان عوامل پوشش دهنده جهت جلوگیری از تجمع نانوذرات در سنتز نانو ذرات نقره عمل کند . کاهش یون Ag+ می تواند توسط ترکیبات مولکولهای زیستی موجود در این عصاره مانند آنزیم ها / پروتئین ها ، اسیدهای آمینه ، پلی ساکاریدها ، و ویتامین ها که برای محیط زیست بی خطر است انجام شود .






5. روش پلی اکسومتالات (Polyoxometalates method)

Polyoxometalates که اختصارا با POMs نمایش داده می شود ،كلاسترهاي آنيوني اكسيژن-فلزواسطه هستند از آنجایی که محلول در آب هستند و قابلیت انجام واکنش ردوکس چند الکترونی مرحله ای ، بدون اخلال در ساختارشان را دارند پتانسیل سنتز نانو ذرات نقره را دارند .
با استفاده از POMsهای مختلف می توان نانو ذرات نقره با اشکال و اندازه های مختلف را سنتز کردکه در آن POMs به عنوان یک کاهنده و تثبیت کننده عمل می کند به دست آورد . برای مثال یک نمک سولفات نقره ، و POMs، (NH4)10[MoV)4(MoVI)2O14(O3PCH2PO3)2(HO3PCH2PO3)2]-15 H2O و H7[β-P(MoVI)4(MoVI)8O40] واکنش می دهند . همان طور که در شکل که طیف SPR به دست آمده نانوذرات نقره در نسبتهای مختلف مولار مشاهده می شود ، چند دقیقه پس از مخلوط کردن یک مشخصه SPR در 400 نانومتر برای نانو ذرات نقره ظاهر شد که محل پیک تحت تاثیر غلظت اولیه سولفات نقره قرار نگرفت .
http://www.iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=146270&d=1365959865&thumb=1 (http://www.iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=146270&d=1365959865)