ВПЛИВ УЛЬТРАЗВУКУ НА СИНТЕЗ НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА ГАЛЬВАНІЧНИМ ЗАМІЩЕННЯМ У РОЗЧИНАХ НАТРІЮ ПОЛІАКРИЛАТУ

1
Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Національний університет “Львівська політехніка”
4
Національний університет “Львівська політехніка”

Досліджено синтез наночастинок срібла (AgNPs) магнієвим скрапом у розчинах натрію поліакрилату соногальванічним та гальванічним заміщенням. Встановлено, що впродовж цих процесів у розчинах NaPA срібло практично не осідає на магнієвій поверхні. Натрію поліакрилат забезпечує стабілізацію AgNPs з утворенням розчинів жовтого забарвлення з максимумом поглинання ~415 нм. Показано, що синтез AgNPs соногальванічним заміщенням відбувається внаслідок одночасного перебігу гальванічного заміщення магнієм і  відновлення Ag(I) за допомогою радикалів і відновників. Швидкість синтезу AgNPs соногальванічним заміщенням є на 20–30 % більшою порівняно з гальванічним заміщенням за механічного перемішування.

1. Rizk, M. R., Abd El-Moghny, M. G.  (2020). Controlled galvanic decoration boosting catalysis: Enhanced glycerol electro-oxidation at Cu/Ni modified macroporous films. International Journal of Hydrogen Energy, 10, 645-655.
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.10.004
2. Josee, R. D., Lauren, M., A., Ringe, E., Boudreau, D. (2019). Enhanced control of plasmonic properties of silver-gold hollow nanoparticles via a reductionassisted galvanic replacement approach. Journal of The Royal Society of Chemistry, 9, 389-396.
https://doi.org/10.1039/C8RA09364D
3. Patella, B., Russo, R. R., O'Riordan, A., Aiello, G., Sunseri, C., Inguanta, R. (2021). Copper nanowire array as highly selective electrochemical sensor of nitrate ions in water. Talanta, 221, 121643.
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121643
4. Papaderakis, A., Mintsouli, I., Georgieva, J., Sotiropoulos, S. (2017). Electrocatalysts Prepared by Galvanic Replacement. Journal of Catalysis, 80, 34. https://doi.org/10.3390/catal7030080
https://doi.org/10.3390/catal7030080
5. Kuntyi, О. І., Zozulya, H. І., Dobrovets'ka, О. Ya., Kornii, S. A., Reshetnyak, O. V. (2018). Deposition of copper, silver, and nickel on aluminum by galvanic replacement. Materials science, 53, 488-494. https://doi.org/10.1007/s11003-018-0099-x
https://doi.org/10.1007/s11003-018-0099-x
6. Kuntyi, O. I., Zozulya, G. I., Shepida, M. V.  (2020). Nanoscale galvanic replacement in non-aqueous media: a mini review. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 4, 5-15. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2020-131-4-5-15
https://doi.org/10.32434/0321-4095-2020-131-4-5-15
7. Kuntyi, O. I., Zozulya, G. I., Shepida, M. V., Nichkalo, S. I. (2019). Deposition of nanostructured metals on the surface of silicon by galvanic replacement: a mini-review. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 3, 74-82. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-124-3-74-82
https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-124-3-74-82
8.  Shepida, M., Kuntyi, O., Zozulya, G., Kaniukov, E. (2020). Deposition of palladium nanoparticles on the silicon surface via galvanic replacement in DMSO. Applied nanoscience, 10, 2563-2568. https://doi.org/10.1007/s13204-019-01018-0
https://doi.org/10.1007/s13204-019-01018-0
9. Kuntyi, O., Shepida, M., Sus, L., Zozulya, G., Korniy S. (2018). Modification of silicon surface with silver, gold and palladium nanostructures via galvanic substitution in DMSO and DMF solutions. Chemistry & chemical technology, 12, 305-309. https://doi.org/10.23939/chcht12.03.305
https://doi.org/10.23939/chcht12.03.305
10. Gao, Z., Ye, H., Wang, Q., Kim, J. M., Tang, D., Xi, Z., Wei, Z., Shao, S., Xia, X.(2020). Template Regeneration in Galvanic Replacement: A Route to Highly Diverse Hollow Nanostructures. ACS Nano, 14, 791-801.
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07781
11. Wei, F., Liu, J., Zhu, Y.-N., Wang, X.-S., Cao, C.-Y., Song, W.-G. (2017). In situ facile loading of noble metal nanoparticles on polydopamine nanospheres via galvanic replacement reaction for multifunctional catalysis. Sci China Chem, 60, 1236-1242.
https://doi.org/10.1007/s11426-017-9042-x
12. Qian, H., Anwer, S., Bharath, G., Iqbal, S., Chen, L. (2018). Nanoporous Ag-Au Bimetallic Triangular Nanoprisms Synthesized by Galvanic Replacement for Plasmonic Applications. Journal of Nanomaterials, 2018, 7.
https://doi.org/10.1155/2018/1263942
13. Znak, Z., Zin, O., Mashtaler, A., Korniy, S., Sukhatskiy, Yu., Gogate, Parag R., Mnykh, R., Thanekar, P. (2021). Improved modification of clinoptilolite with silver using ultrasonic radiation. Ultrasonics Sonochemistry, 73, 105496. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2021.105496.
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105496
14. Shevchuk, L. I., Starchevsky, V. L. (2014). Cavitation. Physical, chemical, biological and technological aspects. Lviv Polytechnic Publishing House, 450.
15. Sukhatskiy, Yu. V., Zin, O. I., Znak, Z. O., Mnykh, R. V. (2018).  Cavitation wastewater treatment from toluene.  Вісник НУ "Львівська політехніка". Хімія, технологія речовин та їх застосування, 886, 67-72.
16. Liu, J., Hu, M., Song, Y., Wang, F., Ji, J., Li, Z. (2014). A novel strategy to prepare silver nanoparticles by ethanol-induced shape conversion of silver dendrites from modified galvanic replacement. Synthetic Metals, 187, 185-192. https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2013.10.034
https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2013.10.034
17. Pienpinijtham, P., Sornprasit, P., Wongravee, K., Thammacharoen, C., Ekgasit S. (2015). Gold microsheets having nano/microporous structures fabricated by ultrasonic-assisted cyclic galvanic replacement. RSC Advances, 5, 78315-78323. https://doi.org/10.1039/c5ra11193e
https://doi.org/10.1039/C5RA11193E
18. Wu, C., Zeng, T. (2006). Rapid Synthesis of Gold and Platinum Nanoparticles Using Metal Displacement Reduction with Sonomechanical Assistance. Chemistry of Materials, 18, 2925-2928. https://doi.org/10.1021/cm052400x
https://doi.org/10.1021/cm052400x
19.  Wu, C., Mosher, B.P., Zeng, T. (2008). Chemically-Mechanically Assisted Synthesis of Metallic and Oxide Nanoparticles in Ambient Conditions. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 8, 386-389. https://doi.org/10.1166/jnn.2008.18144
https://doi.org/10.1166/jnn.2008.18144
20. Mancier, V., Rousse-Bertrand, C., Dille, J., Michel, J., Fricoteaux, P. (2010). Sono and electrochemical synthesis and characterization of copper core-silver shell nanoparticles. Ultrasonics Sonochemistry, 17, 690-696. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2009.12.009
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2009.12.009
21. Rousse, C., Josse, J., Mancier, V., Levi, S., Gangloff, S. C., Fricoteaux, P. (2016). Synthesis of copper-silver bimetallic nanopowders for a biomedical approach; study of their antibacterial properties. RSC Advances, 6, 50933-50940. https://doi.org/10.1039/c6ra07002g
https://doi.org/10.1039/C6RA07002G
22. Farsadrooh, M., Noroozifar, M., Modarresi-Alam, A.R., Saravani, H. (2019). Sonochemical synthesis of high-performance Pd@CuNWs/MWCNTs-CH electrocatalyst by galvanic replacement toward ethanol oxidation in alkaline media. Ultrasonics Sonochemistry, 51, 478-486. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.06.011
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.06.011
23. Douk, S., Saravani, H., Farsadrooh, M., Noroozifar, M. (2019). An environmentally friendly one-pot synthesis method by the ultrasound assistance for the decoration of ultrasmall Pd-Ag NPs on graphene as high active anode catalyst towards ethanol oxidation. Ultrasonics Sonochemistry, 58, 104616. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104616
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104616
24. Lee, E., Jang, J.-H., Matin, Md.A., Kwon, Y.-Uk. (2014). One-step sonochemical syntheses of Ni@Pt core-shell nanoparticles with controlled shape and shell thickness for fuel cell electrocatalyst. Ultrasonics Sonochemistry, 21, 317-323. http://dx.doi.org/10.1016/j.ultsonch.2013.05.006
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2013.05.006
25. Sun, Z., Masa, J., Xia, W., König, D., Ludwig, A., Li, Z-A., Farle, M., Schuhmann, W., Muhle M. (2012). Rapid and Surfactant-Free Synthesis of Bimetallic Pt−Cu Nanoparticles Simply via Ultrasound-Assisted Redox Replacement. ACS Catalysis, 2, 1647-1653. https://doi.org/10.1021/cs300187z
https://doi.org/10.1021/cs300187z
26. Zheng, H., Matseke, M. S., Munonde, T. S. (2019).  The unique Pd@Pt/C core-shell nanoparticles as methanol-tolerant catalysts using sonochemical synthesis. Ultrasonics Sonochemistry, 57, 166-171. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.05.023
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.05.023
27. Gudikandula, K., Maringanti, S. C. (2016). Synthesis of silver nanoparticles by chemical and biological methods and their antimicrobial properties. Journal of Experimental Nanoscience, 11, 1-8.
https://doi.org/10.1080/17458080.2016.1139196