Керований синтез наночастинок металів (MNPs) і, зокрема, срібла (AgNPs) є одним із головних завдань сучасної нанохімії. AgNPs мають широкі можливості застосування в каталізі, електроніці, сенсориці та біомедицині, що зумовлює зацікавлення до цього матеріалу. В останнє десятиліття актуальним є «зелений» метод синтез наночастинок металів, що включає мінімізацію використання токсичних речовин як відновників, та базується на хімічному відновленні йонів Арґентуму та стабілізації AgNPs органічними нетоксичними речовинами. Тому, перспективним є електрохімічне одержання AgNPs, де значення електродного потенціалу чи густини струму є ефективним фактором впливу на геометрію наночастинок та їх розподіл за розмірами.
Анодна поведінка срібла у розчинах ПАР практично не досліджена, тому запропонована робота присвячена дослідженню залежності швидкості анодного розчинення срібла у розчинах біо-ПАР – рамноліпіду (RL) від таких параметрів: концентрації RL, рН середовища та температури, - дані яких будуть основою для керованого електрохімічного синтезу.
З огляду на властивості молекул рамноліпідів, нами досліджені процеси можуть бути представлені такими основними електрохімічними і хімічними стадіями: утворення іонів Ag+ads, адсорбція стабілізатором утворених іонів [AgRL]+ads, можливе утворення комплексу AgOHads з переважаючою кількістю іонів ОН-, утворення рамноліпідного комплексу [AgRL]+solution. Встановлено, що запропоновані процеси насамперед залежать від вище перелічених параметрів.
Наведено результати дослідження процесу анодного розчинення срібла у водному розчині рамноліпіду. Показано, що за збільшення параметрів: С = 0,5-2,0 г/л, pH = 7-10, t = 20-50 oC, - забезпечуються високі густини анодних струмів, тобто швидкість анодного розчинення, що відповідає технологічним швидкостям синтезу рамноліпідного комплексу Арґентуму. Величина енергії активації, що свідчить про дифузійні складові анодних струмів та збільшення значень температурного коефіцієнта, свідчить про наявність у процесі як дифузійних, так і абсорбційних факторів анодних струмів.
1. Syafiuddin, A., Salmiati, Salim, M. R., Kueh, A. B., Hadibarata, T., & Nur, H. (2017). A Review of Silver Nanoparticles: Research Trends, Global Consumption, Synthesis, Properties, and Future Challenges. Journal of the Chinese Chemical Society, 64(7), 732-756.
https://doi.org/10.1002/jccs.201700067
2. García-Barrasa, J., López-De-Luzuriaga, J., & Monge, M. (2011). Silver nanoparticles: Synthesis through chemical methods in solution and biomedical applications. Open Chemistry, 9(1), 7-19
https://doi.org/10.2478/s11532-010-0124-x
3. Kytsya, A., Bazylyak, L., Hrynda, Y., Horechyy, A., & Medvedevdkikh, Y. (2015). The Kinetic Rate Law for the Autocatalytic Growth of Citrate-Stabilized Silver Nanoparticles. International Journal of Chemical Kinetics, 47(6), 351-360.
https://doi.org/10.1002/kin.20913
4. Srikar, S. K., Giri, D. D., Pal, D. B., Mishra, P. K. & Upadhyay, S. N. (2016). Green Synthesis of Silver Nano-particles: A Review. Green and Sustainable Chemistry, 6, 34-56.
https://doi.org/10.4236/gsc.2016.61004
5. Kumar, N., Salar, R. K., Kumar, R., Prasad, M., Brar, B. & Nain, V. (2018). Green Synthesis of Silver Nanoparticles and its Applications - A Review. Journal of Nanotechnology and Applications, 19, 1-22.
6. Rodríguez-Sánchez, L., Blanco, M. C., & López-Quintela, M. A. (2000). Electrochemical Synthesis of Silver Nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry B, 104(41), 9683-9688.
https://doi.org/10.1021/jp001761r
7. Starowicz, M., Stypuła, B., & Banaś, J. (2006). Electrochemical synthesis of silver nanoparticles. Electrochemistry Communications, 8(2), 227-230.
https://doi.org/10.1016/j.elecom.2005.11.018
8. Khaydarov, R. A., Khaydarov, R. R., Gapurova, O., Estrin, Y., & Scheper, T. (2008). Electrochemical method for the synthesis of silver nanoparticles. Journal of Nanoparticle Research, 11(5), 1193-1200.
https://doi.org/10.1007/s11051-008-9513-x
9. Reicha, F. M., Sarhan, A., Abdel-Hamid, M. I., & El-Sherbiny, I. M. (2012). Preparation of silver nanopar¬ticles in the presence of chitosan by electrochemical method. Carbohydrate Polymers, 89(1), 236-244.
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.03.002
10. Anicai, L., Dobre, N., Petica, A., Buda, M. & Visan, T. (2014). Electrochemical synthesis of silver nanoparticles in aqueous electrolytes. UPB Scientific Bulletin, Series B: Chemistry and Materials Science, 76, 127-136.
11. Thuc, D. T., Huy, T. Q., Hoang, L. H., Tien, B. C., Chung, P. V., Thuy, N. T., & Le, A. (2016). Green synthesis of colloidal silver nanoparticles through electrochemical method and their antibacterial activity. Materials Letters, 181, 173-177.
https://doi.org/10.1016/j.matlet.2016.06.008
12. Nasretdinova, G. R., Fazleeva, R. R., Mikhitova, R. K., Nizameev, I. R., Kadirov M. K., Ziganshina, A. Y. & Yanilkin, V. V. (2015). Electrochemical synthesis of silver nanoparticles in solution. Electrochemistry Communications, 50, 69-72.
https://doi.org/10.1016/j.elecom.2014.11.016
13. Kuntyi, O. I., Kytsya A. R., Mertsalo I. P., Mazur A. S., Zozula G. I., Bazylyak L. I., Topchak R. V. (2019). Electrochemical synthesis of silver nanoparticles by reversible current in solutions of sodium polyacrylate. Colloid Polymer Science, 298, 1-7.
https://doi.org/10.1007/s00396-019-04488-4
14. Varjani, S. J., & Upasani, V. N. (2017). Critical review on biosurfactant analysis, purification and characterization using rhamnolipid as a model biosurfactant. Bioresource Technology, 232,389-397.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.02.047
15. Stacey S. P., Mclaughlin M. J., Çakmak I., Hettia-rachchi G. M., Scheckel K.G., Karkkainen M. (2008). Root uptake of lipophilic zinc-rhamnolipid complexes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56, 2112-2117.
https://doi.org/10.1021/jf0729311
16. Hogan, D. E., Curry, J. E., Pemberton, J. E., & Maier, R. M. (2017). Rhamnolipid biosurfactant complexation of rare earth elements. Journal of Hazardous Materials, 340, 171-178.
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.06.056
17. Kornii S. А., Pokhmurs'kyi V. І., Kopylets V. I., Zin І. М., Chervins'ka N. R. (2017) Quantum-chemical analysis of the electronic structures of inhibiting complexes of rhamnolipid with metals. Journal of Materials Science, 52(5), 609-619
https://doi.org/10.1007/s11003-017-9998-5