은 나노 입자의 합성 물리적 방법

- May 09, 2017 -

증발 - 응축 및 레이저 절삭이 가장 중요한 물리적 접근법입니다. 준비된 박막에 용매 오염이없고 NP 분포의 균일 성은 화학 공정과 비교하여 물리적 합성 방법의 장점입니다. 대기압에서 튜브 퍼니스를 사용하는은 NP의 물리적 합성에는 몇 가지 단점이있다. 예를 들어, 튜브 퍼니스는 넓은 공간을 차지하고 원료 물질 주위의 환경 온도를 높이면서 많은 양의 에너지를 소비하며 달성하는데 많은 시간이 소요된다 열 안정성. 또한 일반적인 튜브로는 안정적인 작동 온도 ( 12 , 13 ) 에 도달하기 위해 수 킬로와트 이상의 전력 소비와 수십 분의 예열 시간을 필요로합니다 . 은의 NP는 국소 가열 영역을 갖는 작은 세라믹 히터를 통해 합성 될 수 있음이 증명되었다 ( 14 ). 작은 세라믹 히터가 원료를 증발시키는 데 사용되었습니다. 증발 된 증기는 히터 표면 부근의 온도 구배가 튜브 퍼니스의 온도 구배와 비교하여 매우 급격하기 때문에 적절한 빠른 속도로 냉각 될 수 있습니다.

이것은 고농축의 작은 NP의 형성을 가능하게한다. 히터 표면의 온도가 시간에 따라 변동하지 않기 때문에 입자 생성은 매우 안정적입니다. 이 물리적 방법은 흡입 독성 연구를위한 장기 실험 및 나노 입자 측정 장비 ( 14 ) 의 교정 장치로서 나노 입자 생성기로 유용 할 수 있습니다 . 결과는 NP의 기하 평균 직경, 기하 표준 편차 및 총 수 농도가 히터 표면 온도에 따라 증가 함을 보여 주었다. 고농도의 히터 표면 온도에서도 응집이없는 구형 NP가 관찰되었다. 은 NP의 기하 평균 직경 및 기하 표준 편차는 각각 6.2-21.5 nm 및 1.23-1.88 nm 범위였다.

은 NP는 용액에서 금속 벌크 물질의 레이저 연마에 의해 합성 될 수있다 ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ). 박리 효율과 생성 된 나노 실버 입자의 특성은 금속 타겟에 충돌하는 레이저의 파장, 레이저 펄스의 지속 시간 (펨토초, 피코 및 나노초 영역), 레이저 플루 언스 ( 20 , 21 , 22 , 23 ) 의 유무에 관계없이, 절제 시간 및 유효 액체 매질을 포함 한다.

레이저 애블 레이션 기술의 한 가지 중요한 장점은 용액에 화학 시약이 없다는 것입니다. 따라서이 기술을 통해 순수한 금속 콜로이드를 추가로 제조 할 수 있습니다 ( 24 ). 은 나노 스피로 이드 (nanospheroids, 20-50 nm)는 800 nm에서 펨토초 레이저 펄스를 사용하여 물속에서 레이저 연마에 의해 준비되었다 . 콜로이드 입자의 형성 효율과 크기는 나노 초 레이저 펄스로 제조 된 콜로이드 입자의 효율과 크기와 비교되었다. 그 결과, 펨토초 펄스의 형성 효율은 나노초 펄스의 형성 효율보다 현저히 낮았다. 펨토초 펄스에 의해 준비된 콜로이드의 크기는 나노초 펄스에 의해 준비된 콜로이드의 것보다 덜 분산되었다. 또한, 물에서의 펨토초 박리에 대한 절제 효율은 공기에서의 절제 효율보다 낮고, 나노초 펄스에서의 절개 효율은 물과 공기 모두에서 유사하다는 것이 밝혀졌다.

Tien과 공동 연구자 ( 26 )는 계면 활성제를 첨가하지 않은 탈 이온수에서 은의 NP 현탁액을 제조하기 위해 아크 방전 법을 사용했다. 이 합성에서,은 전선 (Gredmann, 99.99 %, 직경 1mm)을 탈 이온수에 침지시키고 전극으로 사용 하였다. 은봉 소비율이 100 mg / min이고, 크기가 10 nm 인 금속은 NP와 약 11 ppm과 19 ppm의 이온은을 각각 얻었다. 시겔 (Siegel)과 동료 ( 27 )는 액상 매질 내 직접 금속 스퍼터링에 의한은 NP의 합성을 시연했다. 프로판 -1,2,3- 트리 올 (글리세롤)에 금속의 물리적 증착을 결합하는이 방법은 시간 소모적 인 습식 화학 합성 기술에 대한 흥미로운 대안을 제공합니다. 은 NP는 평균 직경이 약 3.5nm이고 표준 편차가 2.4nm 인 둥근 형태를 갖는다. 글리세롤 대 물의 비 1:20까지 희석 된 수용액에서 NP의 크기 분포 및 균일 한 입자 분산은 변하지 않는다는 것이 관찰되었다.


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