Silver Ions Hurry Up, Then Wait As They Disperse: Rice Chemists Show Ions Staged Release From Gold-silver Nanoparticles Could Be Useful Property

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Trang Chủ > Ấn Bản > Các ion bạc nhanh lên, sau đó đợi khi chúng phân tán: Các nhà hóa học gạo cho thấy sự giải phóng theo giai đoạn của các ion từ các hạt nano bạc vàng có thể là đặc tính hữu ích

Các nhà hóa học tại Đại học Rice và Đại học Duisburg-Essen, Đức đã định lượng sự giải phóng các ion bạc từ các hợp kim hạt nano vàng-bạc. Ở phía trên, hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua cho thấy sự thay đổi màu sắc khi bạc (màu xanh lam) thoát ra khỏi hạt nano trong vài giờ, để lại nguyên tử vàng. Các hình ảnh siêu kính phía dưới cho thấy một hạt nano bạc và vàng co lại bao nhiêu trong bốn giờ khi bạc trôi đi. (Nhà cung cấp: Đại học Rice)

Tóm tắt:
Có vàng trong đó là các hạt nano, và trước đây cũng có rất nhiều bạc. Nhưng phần lớn bạc đã bị trôi đi và các nhà nghiên cứu muốn biết làm thế nào.

Các ion bạc nhanh lên, sau đó đợi khi chúng phân tán: Các nhà hóa học gạo cho thấy sự giải phóng theo giai đoạn của các ion từ các hạt nano bạc vàng có thể là đặc tính hữu ích

Houston, TX | Đăng vào ngày 23 tháng 2021 năm XNUMX

Hợp kim vàng-bạc là chất xúc tác hữu ích giúp phân hủy các chất ô nhiễm môi trường, tạo điều kiện sản xuất nhựa và hóa chất, đồng thời diệt vi khuẩn trên bề mặt, trong số các ứng dụng khác. Ở dạng hạt nano, những hợp kim này có thể hữu ích như cảm biến quang học hoặc xúc tác cho các phản ứng tiến hóa hydro.

Nhưng có một vấn đề: Bạc không phải lúc nào cũng ổn định.

Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đại học Rice và Đại học Duisburg-Essen, Đức, tiết lộ cơ chế hai bước đằng sau sự tiêu tán của bạc, một khám phá có thể giúp ngành công nghiệp tinh chỉnh các hợp kim hạt nano cho các mục đích sử dụng cụ thể.

Nhóm nghiên cứu do các nhà hóa học Rice Christy Landes và Stephan Link dẫn đầu và nghiên cứu sinh Alexander Al-Zubeidi và nhà hóa học Duisburg-Essen, Stephan Barcikowski đã sử dụng kính hiển vi tinh vi để chỉ ra cách vàng có thể giữ đủ bạc để ổn định hạt nano.

Nghiên cứu của họ xuất hiện trên tạp chí ACS Nano của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi hình ảnh trường tối siêu kính để nghiên cứu các hạt nano hợp kim vàng-bạc có chứa một lượng bạc dư thừa trong một dung dịch axit. Kỹ thuật này cho phép chúng kích hoạt các plasmon, những gợn sóng năng lượng chảy khắp bề mặt của các hạt khi được chiếu sáng. Các plasmon này tán xạ ánh sáng thay đổi theo thành phần của hợp kim.

Al-Zubeidi, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Sự phụ thuộc của plasmon vào thành phần hợp kim cho phép chúng tôi ghi lại động học rửa trôi ion bạc trong thời gian thực.

Al-Zubeidi lưu ý, các màng hợp kim vàng và bạc đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ, thường là lớp phủ kháng khuẩn, vì các ion bạc là chất độc đối với vi khuẩn. Ông nói: “Tôi nghĩ rằng cơ chế giải phóng bạc đã được ngụ ý từ các nghiên cứu về màng hợp kim, nhưng nó chưa bao giờ được chứng minh một cách định lượng.

Ban đầu, các ion bạc nhanh chóng thoát ra khỏi các hạt nano, kết quả là chúng thu nhỏ lại theo đúng nghĩa đen. Khi quá trình tiếp tục, mạng tinh thể vàng trong hầu hết các trường hợp giải phóng tất cả bạc theo thời gian, nhưng khoảng 25% các hạt hoạt động khác nhau và quá trình rửa trôi bạc là không hoàn toàn.

Al-Zubeidi cho biết những gì họ quan sát được cho thấy vàng có thể được chế tác để ổn định các hạt nano hợp kim.

Ông nói: “Thường thì quá trình rửa trôi bạc sẽ kéo dài khoảng hai giờ trong điều kiện của chúng tôi. “Sau đó, trong giai đoạn thứ hai, phản ứng không còn xảy ra trên bề mặt. Thay vào đó, khi mạng tinh thể vàng sắp xếp lại, các ion bạc phải khuếch tán qua mạng tinh thể giàu vàng này để đến bề mặt, nơi chúng có thể bị oxy hóa. Điều đó làm chậm tốc độ phản ứng đi rất nhiều.

Al-Zubeidi nói: “Tại một thời điểm nào đó, các hạt phân tán và không có sự rửa trôi nữa có thể xảy ra. “Các hạt trở nên ổn định. Cho đến nay, chúng tôi mới chỉ xem xét các hạt có hàm lượng bạc từ 80% -90% và chúng tôi nhận thấy rằng rất nhiều hạt ngừng rửa trôi bạc khi chúng đạt đến hàm lượng bạc khoảng 50%.

Ông nói: “Đó có thể là một chế phẩm thú vị cho các ứng dụng như xúc tác và điện phân. “Chúng tôi muốn tìm một điểm ngọt khoảng 50%, nơi các hạt ổn định nhưng vẫn có nhiều đặc tính giống như bạc của chúng”.

Hiểu được các phản ứng như vậy có thể giúp các nhà nghiên cứu xây dựng một thư viện các chất xúc tác vàng-bạc và chất xúc tác điện cho các ứng dụng khác nhau.

Link cho biết nhóm Rice hoan nghênh cơ hội làm việc với Barcikowski, công ty đi đầu trong lĩnh vực tổng hợp hạt nano thông qua cắt đốt bằng laser. Ông nói: “Điều này làm cho nó có thể tạo ra các hạt nano hợp kim với các thành phần khác nhau và không có phối tử ổn định.

Landes nói thêm: “Ngay từ đầu, chúng tôi đã có kỹ thuật hoàn hảo để nghiên cứu quá trình rửa trôi ion bạc từ nhiều hạt nano đơn hợp kim thông qua hình ảnh siêu kính. “Chỉ có một phương pháp tiếp cận đơn hạt mới có thể giải quyết được dạng hình học trong và giữa các hạt.”

Robert Mantz, giám đốc chương trình điện hóa tại Văn phòng Nghiên cứu Quân đội, một bộ phận thuộc Bộ Tư lệnh Khả năng Chiến đấu của Bộ Tư lệnh Lực lượng Chiến đấu Hoa Kỳ, cho biết: “Nỗ lực này sẽ cho phép một cách tiếp cận mới để tạo ra các chất xúc tác có cấu trúc nano Phòng thí nghiệm. "Khả năng điều chỉnh chất xúc tác là rất quan trọng để đạt được mục tiêu giảm trọng lượng do binh lính gây ra liên quan đến việc lưu trữ và tạo ra năng lượng và cho phép tổng hợp vật liệu mới."

Đồng tác giả của bài báo là sinh viên cao học Rice Charlotte Flatebo và Seyyed Ali Hosseini Jebeli và sinh viên cao học Duisburg-Essen Frederic Stein và nhà nghiên cứu Christoph Rehbock. Link là một giáo sư hóa học và kỹ thuật điện và máy tính. Landes là giáo sư hóa học, kỹ thuật điện và máy tính, kỹ thuật hóa học và phân tử sinh học. Barcikowski là giáo sư hóa học tại Viện Hóa học Kỹ thuật và Trung tâm Tích hợp Nano tại Duisburg-Essen.

Văn phòng Nghiên cứu Quân đội, Học bổng Sau đại học Kỹ thuật và Khoa học Quốc phòng Quốc gia, Quỹ Robert A. Welch, Quỹ Khoa học Quốc gia và Quỹ Nghiên cứu Đức đã hỗ trợ nghiên cứu này.

####

Giới thiệu về trường đại học Rice
Tọa lạc trên một khuôn viên rộng 300 mẫu Anh trong rừng ở Houston, Đại học Rice liên tục được xếp hạng trong số 20 trường đại học hàng đầu của quốc gia bởi US News & World Report. Rice có các trường được đánh giá cao về Kiến trúc, Kinh doanh, Nghiên cứu liên tục, Kỹ thuật, Nhân văn, Âm nhạc, Khoa học Tự nhiên và Khoa học Xã hội và là nơi đặt trụ sở của Viện Chính sách Công Baker. Với 3,978 sinh viên đại học và 3,192 sinh viên sau đại học, tỷ lệ sinh viên đại học trên giảng viên của Rice chỉ dưới 6 trên 1. Hệ thống trường cao đẳng nội trú của nó xây dựng các cộng đồng gắn bó và tình bạn trọn đời, đây chỉ là một lý do tại sao Rice được xếp hạng số 1 về nhiều tương tác chủng tộc / giai cấp và số 1 về chất lượng cuộc sống theo Princeton Review. Rice cũng được Kiplinger's Personal Finance đánh giá là có giá trị tốt nhất trong số các trường đại học tư thục.

Theo dõi Rice News và Quan hệ truyền thông qua Twitter @RiceUNews.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Jeff Falk
713-348-6775

Mike Williams
713-348-6728

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark: