ПОТЕНЦІОМЕТРИЧНЕ ВИВЧЕННЯ КІНЕТИКИ ТА МЕХАНІЗМУ ФОРМУВАННЯ НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА, СТАБІЛІЗОВАНИХ СИНТЕТИЧНИМИ ФУЛЬВАТАМИ

Автор(и)

  • В. А. Литвин Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, кафедра хімії та наноматеріалознавства, Ukraine
  • Ю. С. Сметенко Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Ukraine
  • І. О. Озівська Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, кафедра хімії та наноматеріалознавства, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/2304-0947.2021.3(79).240754

Ключові слова:

потенціометрія, наночастинки срібла, синтетичні фульвокислоти, механізм, кінетика

Анотація

Синтезовано наночастинки срібла у реакції відновлення Ag+ іонів синтетичними фульвокислотами, одержаними з кверцетину. Спектральні та морфологічні характеристики одержаних наночастинок досліджено методом спектроскопії у видимій області та методом рентгенівської дифракції. Кінетика та механізм формування наночастинок срібла було досліджено методом потенціометрії, який дозволяє здійснювати безпосередній і неперервний контроль витрати йонів срібла в процесі синтезу. Встановлено, що механізм процесу залежить від рН середовища. Зокрема, при високих значеннях рН реакційного середовища має місце гетерогенний механізм, в той час як при низьких рН – гомогенний. Гетерогенний механізм формування наночастинок срібла характеризується наявністю трьох стадій, зокрема: 1) формування мікрочастинок Ag2O після змішування реагентів, 2) відновлення Ag+ іонів синтетичними фульвокислотами з кверцетину на поверхні утворених мікрочастинок Ag2O, які є гетерогенними центрами нуклеації (дана
стадія описується кінетикою нульового порядку), 3) відновлення Ag+ іонів з розчину на поверхні наночастинок срібла після повного розчинення мікрочастинок Ag2O (даний процес описується кінетикою першого порядку по Ag+). Розраховано активаційні параметри для різних стадій формування наночастинок срібла. Проведено потенціометричне дослідження впливу ступеня аерації середовища на процес формування наночастинок срібла.

Посилання

Song К. С., Lee S. M., Park T. S., Lee B. S. Preparation of colloidal silver nanoparticles by chemical reduction method. Korean J. Chem. Eng., 2009, vol. 26, no 1, рр. 153‑155. https://doi.org/10.1007/s11814‑009‑0024-y

Yaqoob A. A., Umar K., Ibrahim M. N.M. Silver nanoparticles: various methods of synthesis, size affecting factors and their potential applications – a review. Appl. Nanosci, 2020, no 10, pp. 1369‑1378. https://doi.org/10.1007/s13204‑020‑01318-w

Krutyakov Yu.A., Kudrinskiy A. A., Olenin A. Yu., Lisichkin G. V. Synthesis and properties of silver nanoparticles:advances and prospects. Russ. Chem. Rev., 2008, vol. 77, no 3, рр. 233‑257. https://doi.org/10.1070/RC2008v077n03ABEH003751

Sal’nikov D.S., Pogorelova A. S., Makarov S. V., Vashurina I. Yu. Silver ion reduction with peat fulvic acids.Russ. J. Appl. Chem., 2009, vol. 82, no 4, рр. 545‑548. https://doi.org/10.1134/S107042720904003X

Litvin V. A., Minaev B. F. Spectroscopy study of silver nanoparticles fabrication using synthetic humic substances and their antimicrobial activity. Spectrochim. Acta, Part A., 2013, no 108, рр. 115‑122. https://doi.org/10.1016/j.saa.2013.01.049

Litvin V. A., Njoh R. A. Quercetin as a precursor in the synthesis of analogues of fulvicacids and their antibacterial properties. Voprosy Khimii i Khim. Tekhnol., 2021, no. 2, рр. 56‑64. http://dx.doi.org/10.32434/0321‑4095‑2021‑135‑2‑56‑64

Bharani M., Karpagam T., Badrinarayanan V., Gayathiri G., Lakshmi Priya K. Synthesis and characterization of silver nano particles from wrightia tinctoria. Int. J. Appl. Biol. Pharm. Technol., 2012, vol. 3, no 1, pp. 58‑63.

Oxredmetry. Ed. B. P. Nikolsky, Leningrad, Khimiya, 1975, рр. 291‑299. (in Russian)

Chumbimuni-Torres K.Y., Bakker E., Wang J. Real-time probing of the growth dynamics of nanoparticles using potentiometric ion-selective electrodes. Electrochem. Commun., 2009, vol. 11, no 10, рр. 1964‑1967. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2009.08.029

Yang J., Yin H., Jia J., Wei Y. Facile synthesis of high-concentration, stable aqueous dispersions of uniform silver nanoparticles using aniline as a reductant. Langmuir, 2011, vol. 27, рр. 5047‑5053. https://doi.org/10.1021/la200013z

Liu J., Hurt R. H. Ion release kinetics and particle persistence in aqueous nano-silver colloids. Environ. Sci.Technol., 2010, vol. 44, рр. 2169‑2175. https://doi.org/10.1021/es9035557

Henglein A. Colloidal silver nanoparticles: photochemical preparation and interaction with O2, CCl4, and some metal ions. Chem. Mater., 1998, vol. 10, рр. 444‑450. https://doi.org/10.1021/cm970613j

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-11-24

Номер

Розділ

Статті