Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Определение оптимальных параметров синтеза наночастиц серебра, стабилизированных полиэтиленгликолем

А.В. Блинов, А.А. Гвозденко, А.В. Блинова, А.В. Кобина, А.Б. Голик, Д.Г. Маглакелидзе, О.К. Вишницкая

ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.032

Оригинальная статья

Аннотация: В рамках данной работы представлены результаты исследования влияния концентраций стабилизатора и прекурсора на процесс синтеза наночастиц серебра. В качестве прекурсора использован нитрат серебра, а в качестве стабилизатора – полиэтиленгликоль с молекулярной массой от 200 до 600 Да. Синтез осуществляли методом химического восстановления в водной среде. Полученные образцы исследовали фотонно-корреляционной спектроскопией и спектрофотометрией. Установлено наличие характеристической полосы поглощения на 400 нм в спектрах поглощения всех образцов наноразмерного серебра, стабилизированного полиэтиленгликолем, что обусловлено возникновением поверхностного плазмонного резонанса у металлических наночастиц серебра. Также установлено, что при наибольшей и наименьшей концентрации стабилизатора, равных, соответственно, 0,005 и 0,1 мас.%, в реакционной системе наблюдается формирование крупных частиц серебра со средним гидродинамическим радиусом от 132 до 1900 нм. В результате определены оптимальные параметры синтеза агрегативно устойчивых наночастиц серебра: концентрация нитрата серебра См(AgNO3) =0,05 M и концентрация полиэтиленгликоля, равная 0,01 — 0,05 %. Проведено компьютерное квантово- химическое моделирование. Установлено, что энергетически выгодным является взаимодействие атома серебра с концевой гидроксогруппой в молекуле полиэтиленгликоля в элементарном акте взаимодействия при стабилизации наночастиц серебра данным полимером. Данный тип взаимодействия характеризуется абсолютной химической жесткостью, равной η=0,146 эВ, и внутренней энергией Е=—2048,34 ккал / моль.

Ключевые слова: наночастицы серебра, полиэтиленгликоль, стабилизатор, прекурсор, спектрофотометрия, плазмонный резонанс, фотонно-корреляционная спектроскопия, компьютерное квантово-химическое моделирование

  • Блинов Андрей Владимирович – к.т.н., доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Гвозденко Алексей Алексеевич – студент 4 курса кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Блинова Анастасия Александровна – к.т.н., доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Кобина Анна Витальевна – студент 1 курса магистратуры кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Голик Алексей Борисович – студент 4 курса кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Маглакелидзе Давид Гурамиевич – студент 2 курса кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
  • Вишницкая Ольга Константиновна – студент 1 курса кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Ссылка на статью:

Блинов, А.В. Определение оптимальных параметров синтеза наночастиц серебра, стабилизированных полиэтиленгликолем / А.В. Блинов, А.А. Гвозденко, А.В. Блинова, А.В. Кобина, А.Б. Голик, Д.Г. Маглакелидзе, О.К. Вишницкая // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2021. — Вып. 13. — С. 32-43. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.032.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Крутяков, Ю.А. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы / Ю.A. Крутяков, A.A. Кудринский, A.Ю. Оленин, Г.В. Лисичкин // Успехи химии. – 2008. – V. 77. – №. 3. – P. 242-269. DOI: 10.1070/RC2008v077n03ABEH003751.
2. Wei, L. Silver nanoparticles: synthesis, properties, and therapeutic applications / L. Wei, J. Lu, H. Xu et al. // Drug Discovery Today. – 2015. – V. 20. – I. 5. – Р. 595-601. DOI: 10.1016/j.drudis.2014.11.014.
3. Anisimov, S.V. Bactericidal and fungicidal activity of silver nanoparticles stabilized by didecyldimethylammonium bromide / S.V. Anisimov, A.G. Khramtsov, A.V. Blinov et al. // Journal of Hygienic Engineering and Design. – 2019. – V. 29. – P. 140-144.
4. Blinova, A.A. Study of wound-healing ointment composition based on highly dispersed zinc oxide modified with nanoscale silver / A. A. Blinova, A.V. Blinov, O.A. Baklanova et al. // International Journal of Pharmaceutical and Phytopharmacological Research. – 2020. – V. 10. – I. 6. – P. 237-245. DOI: 10.51847/Cu6KX0JDE3.
5. Li, M. Plasmon-enhanced optical sensors: a review / M. Li, S.K. Cushing, N. Wu // Analyst. – 2015. – V. 140. – I. 2. – P. 386-406. DOI: 10.1039/c4an01079e.
6. Tran, Q.H. Silver nanoparticles: synthesis, properties, toxicology, applications and perspectives / Q.H. Tran, V.Q. Nguyen, A.-T. Le // Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. – 2013. – V. 4. – № 3. – Art. № 033001. – 20 p. DOI: 10.1088/2043-6262/4/3/033001. Corrigendum: Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. – 2013. – V. 9. – № 4. – Art. № 049501. – 2 p. DOI: 10.1088/2043-6254/aad12b.
7. Shenashen, M.A. Synthesis, morphological control, and properties of silver nanoparticles in potential applications / M.A. Shenashen, S.A. El-Safty, E.A. Elshehy // Particle & Particle Systems Characterization. – 2014. – V. 31. – I. 3. – P. 293-316. DOI: 10.1002/ppsc.201300181.
8. Haider, A. Preparation of silver nanoparticles and their industrial and biomedical applications: a comprehensive review / A. Haider, I.-K. Kang // Advances in Materials Science and Engineering. – 2015. – V. 2015. – Art. ID 165257. – 16 p. DOI: 10.1155/2015/165257.
9. Tan, K.S. Advances of Ag, Cu and Ag —Cu alloy nanoparticles synthesized via chemical reduction route / K.S. Tan, K.Y. Cheong // Journal of Nanoparticle Research. – 2013. – V. 15. – I. 4. – Art. № 1537. – 29 p. DOI: 10.1007/s11051-013-1537-1.
10. He, Y. Ultrasensitive colorimetric detection of manganese (II) ions based on anti-aggregation of unmodified silver nanoparticles / Y. He, X. Zhang // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2016. – V. 222. – P. 320-324. DOI: 10.1016/j.snb.2015.08.089.
11. Agnihotri, S. Size-controlled silver nanoparticles synthesized over the range 5 —100 nm using the same protocol and their antibacterial efficacy / S. Agnihotri, S. Mukherji, S. Mukherji // RSC Advances. – 2014. – V. 4. – I. 8. – P. 3974-3983. DOI: 10.1039/C3RA44507K.
12. Q-Chem is a comprehensive ab initio quantum chemistry software for accurate predictions of molecular structures, reactivities, and vibrational, electronic and NMR spectra. – Режим доступа: url: https://www.q-chem.com. – 20.04.2021.
13. Gilbert, A. Introduction to IQmol / A. Gilbert. –Режим доступа: url: http://iqmol.org/downloads/IQmolUserGuide.pdf. – 22.04.2021.
14. Блинов, A.В. Компьютерное квантово-химическое моделирование наночастиц серебра, стабилизированных полимерами / A.В. Блинов, М.А. Ясная, А.А. Блинова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – №. 11. – С. 414-421. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.414.
15. Blinov, A.V. Synthesis of nanosized manganese methahydroxide stabilized by cysteine / A.V. Blinov, A.A. Gvozdenko, A.A. Kravtsov et al. // Materials Chemistry and Physics. – 2021. – V. 265. – Art. № 124510. – 10 p. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124510.
16. Гвозденко, A.A. Компьютерное квантово-химическое моделирование поликомпонентной системы SiO2— MexOy / А.А. Гвозденко, А.В. Блинов, М.А. Ясная и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – C. 394-404. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.394.
17. Xie, Y. Synthesis of silver nanoparticles in reverse micelles stabilized by natural biosurfactant / Y. Xie, R. Ye, H. Liu // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2006. – V. 279. – I. 1-3. – P. 175-178. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2005.12.056.
18. Mulfinger, L. Synthesis and study of silver nanoparticles / L. Mulfinger, S.D. Solomon, M. Bahadory et al. // Journal of Chemical Education. – 2007. – V. 84. – I. 2. – P. 322-325. DOI: 10.1021/ed084p322.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒