Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла
Mодифіковано методи синтезу срібних наночастинок у поліольному середовищі. Вивчено вплив термообробки, характеристик розчинника та інших факторів на морфологію наночастинок срібла. Для розширення можли- востей подальшого медичного використання наносрібла досліджено метод синтезу в гліцерині. Проведе...
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82713 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла / О.О. Коров’янко, Т.В. Провальська, Ю.Б. Халавка, О.В. Копач, К. Зоніксен // Украинский химический журнал. — 2009. — Т. 75, № 12. — С. 82-85. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859629987728982016 |
|---|---|
| author | Коров’янко, О.О. Провальська, Т.В. Халавка, Ю.Б. Копач, О.В. Зоніксен, К. |
| author_facet | Коров’янко, О.О. Провальська, Т.В. Халавка, Ю.Б. Копач, О.В. Зоніксен, К. |
| citation_txt | Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла / О.О. Коров’янко, Т.В. Провальська, Ю.Б. Халавка, О.В. Копач, К. Зоніксен // Украинский химический журнал. — 2009. — Т. 75, № 12. — С. 82-85. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Украинский химический журнал |
| description | Mодифіковано методи синтезу срібних наночастинок у поліольному середовищі. Вивчено вплив термообробки, характеристик розчинника та інших факторів на морфологію наночастинок срібла. Для розширення можли- востей подальшого медичного використання наносрібла досліджено метод синтезу в гліцерині.
Проведена модификация методов синтеза наночастиц серебра в полиольной среде. Изучено влияние термообработки, характеристик растворителя и других факторов на морфологию наночастиц серебра. Для расширения возможностей использования в медицине исследован метод синтеза в глицерине.
In this work we present the modification of the chemical synthesis of Ag nanoparticles in polyol solutions. Influence of the heat treatment and other factors on the Ag nanoparticles morphology were studied. Chemical synthesis of Ag nanoparticles in glycerin was studied for their medical applications.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:09:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
4. W agner C. // Atom Movement. -Cleveland: Amer. Soc.
Metals, 1951. -Р. 153.
5. Bridges D, Baur J., Baur Y ., Fassel W . // J. Elec-
trochem. Soc. -1956. -103, № 9. -Р. 475—478.
6. Лебедев К.А ., Приседский В. В., Виноградов В.М .
Особенности кинетики и строения реакционной
зоны при высокотемпературном окислении меди.
-Донецк: ДонНТУ, 2004. -С. 36.
7. Марків В.Я., Бєлявіна Н .М . // // Тез. доп. II міжнар.
конф. КФМ 97. -Львів. -1997. -С. 260—261.
8. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах
и сплавах. -M.: Мир, 1978. -T. 1.
Київський національний університет ім. Тараса Шевченка Надійшла 14.05.2009
УДК 546.57–022.532.057
О.О. Коров’янко, Т.В. Провальська, Ю.Б. Халавка, О.В. Копач, К. Зоніксен
ВПЛИВ УМОВ СИНТЕЗУ ТА ДОДАТКОВОЇ ОБРОБКИ НА МОРФОЛОГІЮ
НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА
Mодифіковано методи синтезу срібних наночастинок у поліольному середовищі. Вивчено вплив термообробки,
характеристик розчинника та інших факторів на морфологію наночастинок срібла. Для розширення можли-
востей подальшого медичного використання наносрібла досліджено метод синтезу в гліцерині.
Стрімкий розвиток нанохімії зумовлює нові
можливості для широкого використання нано-
розмірних структур у медицині, фармацевтичній
хімії, біотехнології, мікроелектроніці, оптоелект-
роніці тощо [1]. Сучасні тенденції в хімії наномате-
ріалів, внаслідок необхідності поглиблення знань
про будову і функціонування природних об’єктів,
живих організмів на молекулярному рівні, поля-
гають в удосконаленні методів синтезу наностру-
ктур із заданими фізико-хімічними параметрами з
метою застосування їх у якості біоміток та вивчен-
ня їх токсичності [2]. З огляду на це перспектив-
ними матеріалами для нанобіотехнології є мета-
лічні наночастинки (Ag, Au, Pd, Ni, Co, Cu та ін.).
Як і в масивному металічному стані, властивості
таких наночастинок визначаються поведінкою
електронного газу (плазмону) — вільних елект-
ронів, здатних переміщатися в об’ємі частинки,
проте вони володіють і рядом унікальних фізико-
хімічних властивостей — зокрема, особливим ха-
рактером взаємодії з світловими променями (роз-
сіювання та поглинання), високою питомою по-
верхнею (впливає на каталітичні властивості та
токсичність), низькими температурами плавлен-
ня тощо [3].
Металічні наночастинки є перспективними для
візуалізації клітинної структури і вивчення клі-
тинних процесів. Нині набув поширення новий
напрям біологічної модифікації поверхні металі-
чних наночастинок антитілами і пептидами. Біо-
модифіковані наночастинки залежно від приро-
ди неорганічної складової можуть використову-
ватися як люмінесцентні мітки, мікропристрої
для імплантації, а гібридні структури білок–нано-
частинка — як елементи для молекулярної елек-
троніки. Широко вживані з цією метою органічні
флюорофори (родамін, флюоресцеїн ізотіоціанат)
мають недоліки, що пов’язані з їх низькою фото-
стабільністю, вузькими зонами поглинання і ши-
роким спектром випромінювання. Розвиток дослі-
джень у цьому напрямку залежить від розуміння
фізико-хімічних особливостей і технічних можли-
востей сполучення наночастинок і біомолекул.
Найбільш поширеними методами хімічного
синтезу наночастинок металів вважають синтез у
зворотних міцелах [4]. При цьому для відновлен-
ня металів використовують борвмісні відновни-
ки (NaBH4 та NaBEt3H, LiBEt3H де Et — етило-
вий радикал –С2Н5), термічний розклад прекурсо-
ра під дією розчинника, термічний розклад під
дією мікрохвиль тощо. Наприклад, наночастин-
ки молібдену (Мо) з розмірами 1—5 нм можна
одержати відновленням розчиненої в толуолі со-
лі молібдену за допомогою NaBEt3H. Для попе-
редження агрегації частинок використовують по-
верхнево активні речовини (ПАР), такі як олеїно-
ва кислота [4].
Серед усіх нанометалів, що знаходять широ-
Неорганическая и физическая химия
© О.О. Коров’янко, Т.В. Провальська, Ю .Б . Халавка, О.В. Копач, К . Зоніксен , 2009
82 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2009. Т. 75, № 12
ке практичне застосування, особливе місце благо-
родних металів зумовлене проявом у них плазмон-
ного резонансу під дією світла видимого оптич-
ного діапазону.
Синтез наночастинок срібла здебільшого ба-
зується на конденсаційних методах, що поляга-
ють у відновленні металу з розчинних солей срі-
бла [5—9]. При цьому застосовуються суто хімі-
чні, а також фотохімічні, електрохімічні і навіть
мікрохвильові методи [9]. Для хімічного віднов-
лення використовують як неорганічні (натрій
боргідрид, водень, гідразин, гідроген пероксид),
так і органічні (лимонна кислота, аскорбінова
кислота, формальдегід) відновлюючі агенти.
Найбільш вживаним методом синтезу Ag- на-
ночастинок у водних розчинах є відновлення со-
лей аргентуму натрій боргідридом у присутності
багатоатомного спирту та N-вінілпіролідону. Та-
ким чином можна одержати частинки з роз-
мірами ~3—10 нм. Для одержання більших за
розміром частинок (~50—100 нм) використову-
ють модифікований метод, що базується на вико-
ристанні зародків Ag-зерен, утворених відновлен-
ням солі аргентуму за допомогою NaBH4, для
одержання більших частинок дією іншого віднов-
люючого агента. В цьому випадку відновлюю-
чими агентами органічної природи є лимонна та
аскорбінова кислоти. Можливі модифікації цього
методу шляхом зміни концентраційних співвід-
ношень реагентів, температури [7] та способу змі-
шування [6, 8]. Незважаючи на різноманітність
методів одержання наночастинок срібла, біль-
шість із них приводить до неконтрольованого ут-
ворення частинок різної форми, розділення яких
вимагає складних технологічних операцій [10], то-
му вивчення впливу умов на результати синте-
зу залишається актуальним.
У цій роботі наведено результати моди-
фікації водного та поліольного методів синте-
зу срібних наночастинок з метою пошуку оп-
тимальних умов для одержання монодисперс-
них частинок. Вибір розчинників (етиленглі-
колю та гліцерину) для синтезу обумовлений
перспективами можливого застосуванням на-
ночастинок срібла в медичній практиці [11].
Проведені в роботі синтези загалом об’єд-
нано у дві групи — поліольний синтез та
синтез у водному розчині.
Для поліoльного синтезу згідно з [12, 13]
використано аргентум нітрат, полівінілпіролі-
дон (ПВП) (M r ≈ 55000), натрію бромід, гліце-
рин та етиленгліколь (Sigma-Aldrich). Поперед-
ньо 5 мл етиленгліколю (гліцерину) нагрівали на
водяній бані при 155 оС протягом 1 год. Розчин
NaBr вводили у нагріту реакційну суміш, додава-
ли до суміші розчин AgNO3 в етиленгліколі та
розчин на основі ПВП, NaBr і етиленгліколю. Роз-
чин прогрівали протягом 1 год, промивали аце-
тоном та центрифугували. Для досліджень вико-
ристано спиртовий розчин одержаних наночас-
тинок Ag.
Оптичні спектри отриманих колоїдних розчи-
нів вимірювали за допомогою комп’ютеризо-
ваної установки Oсean Optics USB-2000 у квар-
цевих кюветах товщиною 1 см при кімнатній тем-
пературі.
Точні розміри наночастинок визначено за ре-
зультатами просвічуючої електронної мікроскопії
(ПЕМ) .(мікроскоп Philips EM 420). Для цього
краплю досліджуваного розчину наночастинок
наносили на графітову підкладку та висушували
при 40 оС.
Встановлено, що тривалість термообробки на-
ночастинок, синтезованих в етиленгліколі, суттє-
во впливає на розміри та, відповідно, оптичні вла-
Рис. 1. Спектри екстинкції для зразків, відібраних протягом
різного реакційного часу (a): 1 — 1; 2 — 1.5; 3 — 2 год
та відповідні ПЕМ-знімки проб, взятих після 1.5 год (б)
та після 2 год реакції (в).
а
б в
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2009. Т. 75, № 12 83
стивості наночастинок срібла. Спектри екстинкції
розчинів, відібраних протягом різного реакційно-
го часу синтезу, показані на рис. 1, а. Через 1 год
після початку синтезу в реакційній суміші пере-
важають сферичні наночастинки, про що свідчить
пік оптичної густини при 430 нм, який відповідає
частоті плазмонного резонансу для паличкопо-
дібних наночастинок. Триваліше нагрівання при-
водить до появи піку при 650 нм, що свідчить про
утворення одновимірних наночастинок, для яких
цей пік відповідає частоті плазмонного резонансу
в напрямку довшої осі. Це підтверджується також
результатами ПЕМ (рис. 1, б). При тривалості
синтезу 3 год довжина нанопаличок зростає, що
приводить до батохромного зсуву піку плазмон-
ного резонансу. ПЕМ-дослідження (рис. 1, в) та-
кож показують збільшення розмірів (зокрема, до-
вжини наночастинок), а також появу значної кі-
лькості нанопаличок меншої довжини, що при-
водить до зростання півширини плазмонного піку.
Для дослідження впливу температури та три-
валості нагрівання реакційної суміші було прове-
дено синтез при нижчих температурах нагріву
(100—105 оС) тривалістю до 40 хв. Спектри по-
глинання та відповідні ПЕМ-знімки зразка зобра-
жено на рис. 2, а,б. Як бачимо, зменшення темпе-
ратури синтезу сприяє утворенню однорідних час-
тинок сферичної форми.
Дослідження впливу центрифугування на ко-
лоїдні розчини срібних наночастинок (рис. 3) в
етиленгліколі та гліцерині показали, що така до-
даткова обробка дозволяє відокремити крупні-
ші частинки від дрібних, проте спричиняє укруп-
нення, скупчування та агрегацію частинок більшо-
го розміру.
Для отримання наночастинок срібла в біоло-
гічно сумісних розчинниках, порівняння резуль-
татів та дослідження впливу природи розчинника
на процес утворення срібних наночастинок в ро-
боті запропоновано синтез наночастинок срібла
в гліцерині згідно з методикою високотемперату-
рного поліольного синтезу. Гліцерин широко ви-
користовують у фармацевтичній та косметичній
практиці як біологічно сумісний розчинник. Крім
того, зростання в’язкості гліцерину порівняно з
етиленгліколем забезпечує сповільнення процесу
синтезу наночастинок, що може бути основою
для керування та контролю за процесами їх ро-
сту. Додаткову гомогенізацію отриманих нано-
частинок срібла забезпечували ультразвуковою
обробкою тривалістю від 1 до 4 год.
На рис. 4 наведено спектри оптичного погли-
нання та ПЕМ-знімки наночастинок срібла в глі-
Неорганическая и физическая химия
Рис. 2. Спектр екстинкції (а) та електронна мікрофо-
тографія зразка (б), одержаного після 60 хв нагрівання
при 100—105 оС.
Рис. 3. ПЕМ -знімки зразка до (а) та після
центрифугування (б).
Рис. 4. Типові спектр поглинання (а) та ПЕМ-
знімок (б) для зразків Ag, одержаних у гліцерині.
84 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2009. Т. 75, № 12
церині. Як видно з рис. 4, частинки, отримані в
гліцерині, мають значно менші розміри.
У зразку не спостерігалися частинки інших
форм, окрім сферичної. Відпрацювання та удос-
коналення цієї методики є перспективним для по-
дальшого практичного використання біологічно су-
місних розчинів на основі дрібнодисперсних нано-
частинок срібла. Дослідження отриманих зразків
за допомогою мікроскопії темного поля показа-
ли, що для цих срібних наночастинок характер-
ний прояв плазмонного резонансу. Цю їх власти-
вість можна з успіхом застосовувати в оптичному
виявленні хімічних або біохімічних субстанцій.
Таким чином, на основі серії експерименталь-
них досліджень встановлено, що отримання на-
ночастинок Ag, стабілізованих полівінілпіролі-
доном у гліцерині, значно сповільнює їх ріст по-
рівняно з етиленгліколем, що дозволяє керувати
цим процесом.
РЕЗЮМЕ . Проведена модификация методов синте-
за наночастиц серебра в полиольной среде. Изучено
влияние термообработки, характеристик растворителя
и других факторов на морфологию наночастиц серебра.
Для расширения возможностей использования в меди-
цине исследован метод синтеза в глицерине.
SUMMARY. In this work we present the modification
of the chemical synthesis of Ag nanoparticles in polyol
solutions. Influence of the heat treatment and other factors
on the Ag nanoparticles morphology were studied. Chemi-
cal synthesis of Ag nanoparticles in glycerin was studied
for their medical applications.
1. Пул Ч., Оуенс Ф. Нанотехнологии. -М .: Техносфе-
ра, 2006.
2. Никандров В.В. Успехи биологической химии. -
2000. -40. -С. 357—396.
3. Y an Gao, Peng Jiang, L i Song et al. // J. Phys. D:
Appl. Phys. -2005. -№ 38. -P. 1061—1067.
4. Y adong Y in, Z hi-Y uan Li, Z iyi Z hong et al . // J.
Mater. Chem. -2002. -№ 12. -P. 522—527.
5. Krassimir P. Velikov, Gabby E. Z egers, Alfons van
Blaaderen. // Langmuir. -2003. -№ 19. -Р. 1384—1389.
6. Robert Prucek, L ibor Kvнtek, Jan Hrbби // Acta Univ.
Palacki. Olom., Chemika. -2004. -№ 43. -Р. 59—67.
7. W ang W ., Chen X ., Efrima S. // J. Phys. Chem.
-1999. -103. -P. 7238—7246.
8. Kapoor S . // Langmuir. -1998. -№ 14. -Р. 1021—1025.
9. Linfeng Gou, M ircea Chipara, Jeffrey M . Z aleski //
Chem. Mater. -2007. -№ 19. -Р. 1755—1760.
10. Hanauer M ., Pierrat S ., Z ins I. et al. // Nano Lett.
-2007. -7, № 9. -Р. 2881—2885.
11. Пасєчнікова Н .В., Науменко В.О., Зборовська О.В.
и др. // Клінічна фармація. -2007. -11, № 2. -С. 4—6.
12. W illey B., Sun Y ., X ia Y . // Chem. Eur. J. -2005.
№ 11. -Р. 454—463.
13. Sang Hyuk Im, Y un Tack Lee, W iley B., Y ounan
Xia // Angew. Chem. Int. Ed. -2005. -№ 44. -Р.
2154—2157.
Чернівецький національний університет ім. Ю . Федьковича Надійшла 18.04.2009
Інститут фізичної хімії при університеті Йоганна Гуттенберга,
Майнц, Німеччина
УДК 549.67:543.5
В.В. Цимбалюк, А.Г. Волощук, І.М. Кобаса
ВПЛИВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА СОРБЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ БАЗАЛЬТОВОГО ТУФУ
З використанням методів класичного хімічного аналізу, полуменевої фотометрії та атомно-абсорбційної спек-
троскопії проведено аналіз природного мінералу — базальтового туфу. Встановлено, що цей мінерал є алю-
мосилікатом з масовим співвідношенням Si/Al = 4.5—4.7. За результатами вимірювання суспензійного ефек-
ту зроблено висновок про існування на поверхні базальтового туфу позитивно й негативно заряджених ак-
тивних центрів. Показано, що термічна обробка базальтового туфу в інтервалі 105—500 oС активує його
сорбційну здатність по відношенню до йонів F – і NH4
+ .
Природні мінеральні сорбенти давно i ефективно
використовуються в технологіях водопідготовки та
водоочищення. Завдяки фундаментальним дослід-
женням Ф.Д. Овчаренка та Ю.І. Тарасевича [1, 2] у
хімію і технологію води було залучено ряд мінера-
лів, серед яких домінують природні алюмосилікати.
© В.В. Цимбалюк, А.Г. Волощук, І.М . Кобаса , 2009
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2009. Т. 75, № 12 85
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-82713 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0041–6045 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:09:47Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коров’янко, О.О. Провальська, Т.В. Халавка, Ю.Б. Копач, О.В. Зоніксен, К. 2015-06-06T08:18:26Z 2015-06-06T08:18:26Z 2009 Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла / О.О. Коров’янко, Т.В. Провальська, Ю.Б. Халавка, О.В. Копач, К. Зоніксен // Украинский химический журнал. — 2009. — Т. 75, № 12. — С. 82-85. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82713 546.57–022.532.057 Mодифіковано методи синтезу срібних наночастинок у поліольному середовищі. Вивчено вплив термообробки, характеристик розчинника та інших факторів на морфологію наночастинок срібла. Для розширення можли- востей подальшого медичного використання наносрібла досліджено метод синтезу в гліцерині. Проведена модификация методов синтеза наночастиц серебра в полиольной среде. Изучено влияние термообработки, характеристик растворителя и других факторов на морфологию наночастиц серебра. Для расширения возможностей использования в медицине исследован метод синтеза в глицерине. In this work we present the modification of the chemical synthesis of Ag nanoparticles in polyol solutions. Influence of the heat treatment and other factors on the Ag nanoparticles morphology were studied. Chemical synthesis of Ag nanoparticles in glycerin was studied for their medical applications. uk Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Неорганическая и физическая химия Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла Влияние условий синтеза и дополнительной обработки на морфологию наночастиц серебра Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла Коров’янко, О.О. Провальська, Т.В. Халавка, Ю.Б. Копач, О.В. Зоніксен, К. Неорганическая и физическая химия |
| title | Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла |
| title_alt | Влияние условий синтеза и дополнительной обработки на морфологию наночастиц серебра |
| title_full | Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла |
| title_fullStr | Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла |
| title_full_unstemmed | Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла |
| title_short | Вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла |
| title_sort | вплив умов синтезу та додаткової обробки на морфологію наночастинок срібла |
| topic | Неорганическая и физическая химия |
| topic_facet | Неорганическая и физическая химия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82713 |
| work_keys_str_mv | AT korovânkooo vplivumovsintezutadodatkovoíobrobkinamorfologíûnanočastinoksríbla AT provalʹsʹkatv vplivumovsintezutadodatkovoíobrobkinamorfologíûnanočastinoksríbla AT halavkaûb vplivumovsintezutadodatkovoíobrobkinamorfologíûnanočastinoksríbla AT kopačov vplivumovsintezutadodatkovoíobrobkinamorfologíûnanočastinoksríbla AT zoníksenk vplivumovsintezutadodatkovoíobrobkinamorfologíûnanočastinoksríbla AT korovânkooo vliânieusloviisintezaidopolnitelʹnoiobrabotkinamorfologiûnanočasticserebra AT provalʹsʹkatv vliânieusloviisintezaidopolnitelʹnoiobrabotkinamorfologiûnanočasticserebra AT halavkaûb vliânieusloviisintezaidopolnitelʹnoiobrabotkinamorfologiûnanočasticserebra AT kopačov vliânieusloviisintezaidopolnitelʹnoiobrabotkinamorfologiûnanočasticserebra AT zoníksenk vliânieusloviisintezaidopolnitelʹnoiobrabotkinamorfologiûnanočasticserebra |