Электроискровой синтез коллоидного раствора наночастиц серебра с использованием различных модификаторов для иммобилизации на поверхности трековых мембран
- Авторлар: Фадейкина И.1,2, Андреев Е.1, Криставчук О.1, Кукушкин В.3, Нечаев А.1,2, Апель П.1
-
Мекемелер:
- Объединенный институт ядерных исследований
- Государственный университет “Дубна”
- Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук
- Шығарылым: Том 59, № 3 (2023)
- Беттер: 349-360
- Бөлім: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/140182
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23030053
- EDN: https://elibrary.ru/YQSYDQ
- ID: 140182
Дәйексөз келтіру
Аннотация
В работе получены коллоидные растворы наночастиц серебра электроискровым методом при использовании трех разных модификаторов: карбонат-, цитрат-ионов и полиэтиленимина. Растворы показывают высокую устойчивость по данным спектроскопии оптического поглощения и абсолютной величине дзета-потенциала. Геометрические параметры наночастиц исследованы методом просвечивающей электронной микроскопии. Проведена иммобилизация наночастиц на поверхность трековых мембран из полиэтилентерефталата. Поверхностные наноструктуры проанализированы методом растровой электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света. На полученных образцах обнаружен эффект гигантского комбинационного рассеяния света по отношению к тестовому соединению 4-аминотиофенолу. Рассчитаны относительные коэффициенты усиления комбинационного рассеяния света.
Авторлар туралы
И. Фадейкина
Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: i.fadeikina@yandex.ru
Россия, 141980, Московская обл., Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6; Россия, 141980, Московская обл., Дубна, ул. Университетская, 19
Е. Андреев
Объединенный институт ядерных исследований
Email: i.fadeikina@yandex.ru
Россия, 141980, Московская обл., Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6
О. Криставчук
Объединенный институт ядерных исследований
Email: i.fadeikina@yandex.ru
Россия, 141980, Московская обл., Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6
В. Кукушкин
Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук
Email: i.fadeikina@yandex.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 2
А. Нечаев
Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет “Дубна”
Email: i.fadeikina@yandex.ru
Россия, 141980, Московская обл., Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6; Россия, 141980, Московская обл., Дубна, ул. Университетская, 19
П. Апель
Объединенный институт ядерных исследований
Email: i.fadeikina@yandex.ru
Россия, 141980, Московская обл., Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6
Әдебиет тізімі
- Treshchalov A. et al. Stabilizer-Free Silver Nanoparticles as Efficient Catalysts for Electrochemical Reduction of Oxygen // J. Colloid Interface Sci. 2017. V. 491. P. 358–366. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2016.12.053
- Shin K.S., Kim J.H., Kim I.H., Kim K. Poly(ethylenimine)-Stabilized Hollow Gold-Silver Bimetallic Nanoparticles: Fabrication and Catalytic Application // Bull. Korean Chem. Soc. 2012. V. 33. № 3. P. 906–910. https://doi.org/10.5012/bkcs.2012.33.3.906
- Fang Y., Zhang B., Hong L., Yao D., Xie Z., Jiang Y. Improvement of Photocatalytic Activity of Silver Nanoparticles by Radio Frequency Oxygen Plasma Irradiation // Nanotechnology. 2015. V. 26. № 29. P. 295204. https://doi.org/10.1088/0957-4484/26/29/295204
- Vanaja M. et al. Degradation of Methylene Blue Using Biologically Synthesized Silver Nanoparticles // Bioinorg. Chem. Appl. 2014. V. 2014. P. 742346. https://doi.org/10.1155/2014/742346
- Kreibig U., Genzel L. Optical Absorption of Small Metallic Particles // Surf. Sci. 1985. V. 156. Part 2. P. 678–700. https://doi.org/10.1016/0039-6028(85)90239-0
- Pryshchepa O., Pomastowski P., Buszewski B. Silver Nanoparticles: Synthesis, Investigation Techniques, and Properties // Adv. Colloid Interface Sci. 2020. V. 284. P. 102246. https://doi.org/10.1016/J.CIS.2020.102246
- Evanoff D.D., Chumanov G. Synthesis and Optical Properties of Silver Nanoparticles and Arrays // Chem. Phys. Chem. 2005. V. 6. № 7. P. 1221–1231. https://doi.org/10.1002/cphc.200500113
- Kango S., Kalia S., Celli A., Njuguna J., Habibi Y., Kumar R. Surface Modification of Inorganic Nanoparticles for Development of Organic-Inorganic Nanocomposites – A Review // Prog. Polym. Sci. 2013. V. 38. № 8. P. 1232–1261. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.02.003
- Niemeyer C.M. Nanoparticles, Proteins, and Nucleic Acids: Biotechnology Meets Materials Science // Angew. Chem. Int. Ed. 2001. V. 40. № 22. P. 4128–4158. https://doi.org/10.1002/1521-3773(20011119)40:22< 4128::aid-anie4128>3.0.co;2-s
- Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. Получение и применение химически модифицированных наночастиц благородных металлов (Обзор) // Журн. прикл. химии. 2018. Т. 91. № 9. С. 1219–1240. https://doi.org/10.1134/s0044461818090013
- Терентьева E.A., Апяри В.В., Кочук Е.В., Дмитриенко С.Г., Золотов Ю.А. Применение наночастиц серебра в спектрофотометрии // Журн. анал. химии. 2017. Т. 72. № 11. С. 978–999. https://doi.org/10.7868/S0044450217110020
- Badawy A.M. el, Luxton T.P., Silva R.G., Scheckel K.G., Suidan M.T., Tolaymat T.M. Impact of Environmental Conditions (pH, Ionic Strength, and Electrolyte Type) on the Surface Charge and Aggregation of Silver Nanoparticles Suspensions // Environ Sci. Technol. 2010. V. 44. № 4. P. 1260–1266. https://doi.org/10.1021/es902240k
- Piccapietra F., Sigg L., Behra R. Colloidal Stability of Carbonate-Coated Silver Nanoparticles in Synthetic and Natural Freshwater // Environ Sci. Technol. 2012. V. 46. № 2. P. 818–825. https://doi.org/10.1021/es202843h
- Абхалимов Е.В., Ершов В.А., Ершов Б.Г. Водный раствор коллоидного серебра, стабилизированный карбонат-ионами // Коллоид. журн. 2017. Т. 79. № 6. С. 700–704. https://doi.org/10.7868/s0023291217060027
- Дементьева О.В., Мальковский А.В., Филиппенко М.А., Рудой В.М. Сравнительное исследование свойств гидрозолей серебра, полученных цитратным и цитрат-сульфатными методами // Коллоид. журн. 2008. Т. 70. № 5. С. 607–619.
- Крутяков Ю.А., Кудринский А.А., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы // Успехи химии. 2008. Т. 77. № 3. С. 242–269.
- Tien D.C., Tseng K.H., Liao C.Y., Tsung T.T. Colloidal Silver Fabrication Using the Spark Discharge System and Its Antimicrobial Effect on Staphylococcus Aureus // Med. Eng. Phys. 2008. V. 30. № 8. P. 948–952. https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2007.10.007
- Остроухов Н.Н., Тянгинский А.Ю., Слепцов В.В., Церулев М.В. Электроразрядная технология получения, диагностика и биологическое применение гидрозолей металлов с частицами нанометрового размера // Физика и химия обраб. материалов. 2013. № 1. С. 77–82.
- Криставчук О.В. Трековые мембраны, модифицированные наночастицами серебра: дис. … канд. хим. наук. 2022. М. 2012. 130 с.
- Bhattacharjee S. DLS and Zeta Potential – What They Are and What They Are Not? // J. Controlled Release. 2016. V. 235. P. 337–351. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.06.017
- Chen L.C., Tien D.C., Thai N. van, Ashraf S. Study of Ag and Au Nanoparticles Synthesized by Arc Discharge in Deionized Water // J. Nanomater. 2010. V. 2010. P. 634757. https://doi.org/10.1155/2010/634757
- Tseng K.H., Liao C.Y., Tien D.C. Silver Carbonate and Stability in Colloidal Silver: A by-Product of the Electric Spark Discharge Method // J. Alloys Compd. 2010. V. 493. № 1–2. P. 438–440. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.12.121
- Laserna J.J., Campiglia A.D., Winefordner J.D. Surface-Enhanced Raman Spectrometry on a Silver-Coated Filter Paper Substrate // Anal. Chim. Acta. 1988. V. 208. P. 21–30.
- Muniz-Miranda M., Neto N., Sbrana G. Surface Studies by SERS and SEM Techniques on Filters Coated with Colloidal Silver // J. Mol. Struct. 1997. V. 410–411. P. 205–208. https://doi.org/10.1016/S0022-2860(97)00013-6
- Lin C.C., Lin C.Y., Kao C.J., Hung C.H. High Efficiency SERS Detection of Clinical Microorganism by AgNPs-Decorated Filter Membrane and Pattern Recognition Techniques // Sens. Actuators, B. 2017. V. 241. P. 513–521. https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.09.183
- Taurozzi J.S., Tarabara V.V. Silver Nanoparticle Arrays on Track Etch Membrane Support as Flow-through Optical Sensors for Water Quality Control // Environ. Eng. Sci. 2007. V. 24. № 1. P. 122–134. https://doi.org/10.1089/ees.2007.24.122
- Wigginton K.R., Vikesland P.J. Gold-Coated Polycarbonate Membrane Filter for Pathogen Concentration and SERS-Based Detection // Analyst. 2010. V. 135. P. 1320–1326. https://doi.org/10.1039/b919270k
- Криставчук О.В., Никифоров И.В., Кукушкин В.И., Нечаев А.Н., Апель П.Ю. Иммобилизация наночастиц серебра, полученных электроискровым методом, на поверхности трековых мембран // Коллоид. журн. 2017. Т. 79. № 5. С. 596–605. https://doi.org/10.7868/s0023291217050093
- Флеров Г.Н., Апель П.Ю., Дидык А.Ю., Кузнецов В.И., Оганесян Р.Ц. Использование ускорителей тяжелых ионов для изготовления ядерных мембран // Атомная энергия. 1989. Т. 67. № 4. С. 274–279.
- Meyer M., Le Ru E.C., Etchegoin P.G. Self-Limiting Aggregation Leads to Long-Lived Metastable Clusters in Colloidal Solutions // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. P. 6040–6047. https://doi.org/10.1021/jp055866b
- Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М.: Изд-во МГУ, 1982. 352 с.
- Bukar N., Zhao S.S., Charbonneau D.M., Charbonneau D.M., Pelletier J.N., Masson J.-F. Influence of the Debye Length on the Interaction of a Small Molecule-Modified Au Nanoparticle with a Surface-bound Bioreceptor // Chem. Commun. 2014. V. 50. № 38. P. 4947–4950.
- Справочник по электрохимии / Под ред. Сухотина А.М. Л.: Химия, 1981. 488 с.
- Borhani T.N.G., Azarpour A., Akbari V., Alwi S.R.W., Manan Z.A. CO2 Capture with Potassium Carbonate Solutions: A State-of-the-Art Review // Int. J. Greenhouse Gas Control. 2015. V. 41. P. 142–162. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.06.026
- Чиганова Г.А. Получение дисперсных систем с фрактальными агрегатами наночастиц серебра // Журн. Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2008. Т. 2. № 1. С. 155–161.
- Lee H., Segets D., Süß S., Peukert W., Chen S.C., Pui D.Y.H. Effects of Filter Structure, Flow Velocity, Particle Concentration and Fouling on the Retention Efficiency of Ultrafiltration for sub-20 nm Gold Nanoparticles // Sep. Purif. Technol. 2020. V. 241. P. 116689. https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2020.116689