«kimyo» kafedrasi “umumiy kimyo” fanidan

1.8.4. Metall nanozachchalarini sintez qilish metodlari

Nanozarralarni olish usullari fizik va kimyoviylarga bo‘linadi. Fizik usulda nanozarralar katta metall zarrachalarni kolloid darajada maydalash tegirmonda yoki ultratovush dispersiyasida, ultrabinafsha nurlar ta’sirida hosil bo‘ladi. Kimyoviy usulda esa, nanozarralar metall ionlari eritmasida kimyoviy qaytarish natijasida olinadi [35—45]. Natriy borgidrid, gidrazin, natriy sitrat, glyukoza, askorbin kislotasi va boshqalar qaytaradigan vositalar sifatida ishlatiladi. Qaytarilish turli sharoitlarda amalga oshiriladi. Kumush nanozarralarni barqarorlashtirish katta ahamiyatga ega, chunki ular tezkor oksidlanishi va osonlikcha agregatlashishi bor.

Kumush nanozarralar sintezi kumush nitrat suvli eritmasi (AgNO₃) qaytarilishi bilan amalga oshirildi. Qaytarilish agenti sifatida glyukoza(C₆H₁₂O₆) foydalaniladi. Barcha eritmalarni bidistillangan suv bilan tayyorlanadi. Kumush nitrat eritmalarini glyukoza bilan 1:1 nisbatda aralashtirish orqali tayyorlandi. Aralashmani ammoniy gidroksidi eritmasi bilan qayta ishlash orqali pH=8-9 gacha olib boriladi, chunki kumush nanozarralarining o‘lchamlari pH ga bog‘liq. Aralashmaga 120 daqiqa davomida 96-98 °C harorat ta’sir ko‘rsatiladi. Olingan zol yuqori chastotali toklar yordamida stabillashgan. Olingan zol sariq rang bo‘ladi, shunday qilib, zol rangi kumush nitrat va glyukoza konsentrasiyasi va o‘rtacha zarracha o‘lchami bilan bog‘liq.
Kumushning nanozarralari olish uchun Tollens reaktsiyasi qo‘llaniladi:
[Ag(NH₃)₂]⁺ +RCHO→Ag_(n)+ RCOOH
Kumush oksidning ammiakli kompleksi kumush nitratning ammiak bilan o’zaro ta’siri natijasida hosil bo’ladi:
AgNO₃+3NH₃*H₂O→[Ag(NH₃)₂]OH+NH₄NO₃+2H₂O
Glyukoza boshlang‘ich bosqichida kumush ionlarini qaytarib kichik klastelar ko’p miqdorda hosil bo‘lib, keyinchalik katta agregatlari vujudga keladi.
Glyukoza ham qaytaruvchi vosita, ham stabilizator hisoblanadi. Glyukoza oksidlanish mahsuloti-glyukon kislotasi- nanozarracha yuzasida adsorbsiyalanishi va ularning o‘sishini kuzatish mumkin. Berilgan sharoitda olingan kumush NZ agregatsiyaga moyil emas. Kimyoviy reaksiya jarayonida tavsiya etilgan sxema:
2AgNO₃+C₆H₁₂O₆+H₂O→ C₆H₁₂O₇+2Ag+2HNO₃
Nanokompozitlarni o‘rganish uchun fizik-kimyoviy usullar kompleksi qo‘llanilgan: optik (spektrofotometriya SF-26), elektron mikroskopi (mikroskop JSM 6490 LV), mikro-rentgen spektr analizi, sinxron issiqlik tahlil qilish (sinxron issiqlik analizator - NETZSCH STA 449 F3 Jupiter®).
Nanozarralarning xarakterli xususiyati elektromagnit to‘lqin bilan kuchli va o‘ziga xos ta’sir o‘tkazish hisoblanadi. 2 nm dan ortiq bo‘lgan nanozarrachalarning absorbsiyalanish spektrlarining xususiyati mavjudligi keng tarqalgan sirt plazmmon rezonans chizig‘i (PPR) ko‘rinadigan hududda yoki uning yonida joylashgan yaqin-UB maydoni. Absorpsiyon spektrida 430 nm to‘lqin uzunligida ma’lum maksimum belgilandi. 5, 13 kun davomida ta’sirlanganidan keyin, amalda zolning assimilyatsiya spektri zarrachalarning faol to‘planishi yo‘qligini ko‘rsatadi. 50 nm gacha bo‘lgan o‘lchamdagi kumush zarrachalariga mos keladigan maksimal to’lqin uzunlik 430 nm.
Kumush nanozarrachalari fotosuratlari skanerli elektron mikroskopi orqali olingan. Kattaliklari 50 nm gacha bo‘lgan nanozarrachalardan tashqari, 160 nm gacha bo‘lgan yirik agregatlar ham uchraydi. Zolning tarkibi mikrorentgen spektr analizi yordamida tekshirildi. Ko‘rsatgichlar kumushning zol namunasida uning nano-zarrachalari shakllanganini tasdiqlaydi.