Сочинение на тему Зеленый синтез наночастиц серебра с использованием водного экстракта цветов Cassia angustifolia

В настоящем исследовании впервые сообщается об экологичном зеленом синтезе наночастиц серебра с использованием водного экстракта цветов Cassia angustifolia (Ca-AgNPs). Предварительно синтез Ca-AgNP из цветочного экстракта был визуально подтвержден изменением цвета. Кроме того, синтезированные наночастицы были охарактеризованы с помощью УФ-видимой спектроскопии, SEM, TEM, EDX, XRD и анализатора дзета-потенциала. SEM и TEM микроскопические исследования показали, что синтезированные Ca-AgNP имели сферическую форму со средним размером 4-60 нм. Рентгеноструктурные исследования выявили кристаллическую фазу FCC синтезированных Ca-AgNP. Фотокаталитическую активность синтезированных зеленым Ca-AgNP оценивали по разложению кристаллического фиолетового (CV) катионного красителя в ультрафиолетовом свете. Синтезированные наночастицы показали значительное усиление деградации CV. После 25-минутного облучения ультрафиолетом более 95% CV-красителя разложилось.

Введение

Надежный, экологичный и нетоксичный синтез наночастиц является ключевым шагом в области синтеза наночастиц. Среди металлических наночастиц наночастицы серебра (AgNP) имеют большую концентрацию благодаря различным применениям, таким как фотокатализатор и биоцидный агент. Существует ряд методов синтеза, доступных для синтеза AgNP, таких как процесс фазового переноса, процесс микроволновой помощи, электрохимический, сонохимический и многие другие. Большинство из этих методов чрезвычайно опасны, а также используют токсичные химические вещества, что может привести к потенциальным проблемам со здоровьем и окружающей средой.

В этом исследовании мы использовали фитосоединения в качестве восстанавливающих и покрывающих агентов для синтеза AgNP благодаря их нетоксичному, экологичному и простому процессу легкого синтеза. Литературные отчеты предполагают, что удаление катионных красителей с использованием AgNPs является лучшим выбором, чем другие распространенные методы удаления красителей. Сообщалось о фотокаталитической деградации катионных красителей с помощью AgNP, синтезированных с использованием таких растений, как Cocos nucifera, Cordia dichotoma, Coccinia grandis и других.

В этой статье мы впервые продемонстрировали синтез AgNP с использованием цветочного экстракта Cassia angustifolia. Каталитические свойства оценивали по фотодеградации кристаллического фиолетового красителя в водном растворе под воздействием ультрафиолетового излучения.

Материалы и методы

Синтез Ag-наночастиц

Растительные материалы были собраны в Ботаническом саду, Тамилнадский сельскохозяйственный университет, Коимбатур, и выявлены в отделе ботанического обследования Индии (BSI). Около 20 г сухих цветов экстрагировали 100 мл очищенной дистиллированной воды с использованием экстрактора Сокслета, и синтез AgNP с использованием цветов C.angustifolia (Ca-AgNP) проводили в соответствии с методом Bharathi et al. Вкратце, 90 мл AgNO3 помещали в коническую колбу, добавляли 10 мл экстракта цветов и хранили при комнатной температуре для синтеза и изменения цвета. После синтеза очищенные Ca-AgNP получали путем центрифугирования при 10000 об / мин в течение 10 минут. Избыток примесей удаляли путем промывки синтезированных Ca-AgNP дистиллированной водой с последующим центрифугированием при 10000 об / мин в течение 10 минут, а затем очищенные наночастицы сушили при 60 ° C.

Методы характеризации

Образование Ca-AgNP контролировали с помощью УФ-видимой спектроскопии (JASCO-V-670). УФ-спектральный анализ изучали в диапазоне 300-800 нм при разрешении 2 нм. Морфологию поверхности и средний размер синтезированных Ca-AgNP определяли с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM, Model-JEOL JSM-6400) и просвечивающей электронной микроскопии (TEM, JEM 2001, Japan). Присутствие элементов в синтезированных Ca-AgNPs было идентифицировано с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX), прикрепленной к SEM. Рентгеноструктурный анализ (XRD) был проведен для определения кристаллической структуры приготовленных Ca-AgNP. Дифракция рентгеновских лучей записана в диапазоне 2θ от 20 до 80 при 40 кВ / 40 мА с током CuKa (SHIMADZU, XRD-7000). Величину дзета-потенциала синтезированных Ca-AgNP измеряли с использованием прибора динамического рассеяния света (DLS, Malvern Instruments Ltd, Малверн, Великобритания).

Фотокаталитическая активность

Фотокаталитическую активность Ca-AgNP оценивали, оценивая деградацию CV под воздействием ультрафиолетовых лучей (300 Вт, УФ-лампа: λ≥420 нм), как описано Arunachalam et al. [10]. Около 25 мг синтезированных Ca-AgNP добавляли к 100 мл водного раствора CV-красителя (0,1 мг / 100 мл). Перед облучением суспензию перемешивали в течение 60 минут в темных условиях для достижения равновесия адсорбции / десорбции между красителем и катализатором. После добавления Ca-AgNP суспензию подвергали облучению. Установку контроля поддерживали без добавления Cd-AgNP к тестируемому красителю. Через разные промежутки времени отбирали 5 мл суспензии и центрифугировали при 6000 об / мин в течение 5 минут, и спектр поглощения измеряли с использованием спектрофотометра в УФ-видимой области. Процент деградации рассчитывали по формуле: E (%) = (C0-Ct / C0) × 100, где E – эффективность деградации, C0 – абсорбция до облучения, а Ct – абсорбция в разное время (t).

Результаты и обсуждение

После добавления цветочного экстракта C.angustifolia в 1 мМ AgNO3 в течение 2-3 минут наблюдали изменение цвета от желтого до коричневого (рис. 1а). Изменение коричневого цвета в образцах реакции подтвердило образование AgNP, и изменение цвета может происходить из-за возбуждения поверхностного плазмонного резонанса (SPR) в реакционной смеси Ag. Фитохимические вещества, присутствующие в экстракте цветов, могут отвечать за синтез AgNP. Образование Ca-AgNP контролировали с помощью УФ-видимой спектроскопии, и сильный пик УФ-поглощения наблюдался при 452 нм (рис. 1b), что согласуется с другими отчетами.