Формирование наночастиц благородных металлов в пористых кремнеземах и биологических матрицах

Abstract

Предложены так называемые «холодный» и «горячий» методы формирования коллоидного золота в пористой матрице кремнеземов, модифицированных пропил-аллилтиомочевинными или меркаптопропильными группами, а также комбинированный химико-микробиологический метод формирования коллоидного серебра в клетках микроорганизмов. Методом спектрального анализа установлено, что при формировании холодным методом в силикагеле образовывались отдельные наночастицы с размером менее 1 нм; большая часть восстановленного золота не принимала участие в фазообразовании. После обработки при 600С размер частиц золота в композитном материале составлял 3,99 нм. В клетках дрожжей, имеющих толстую клеточную стенку, формировались наночастицы со средним размером 1,6–1,7 нм. В матрицах бацилл, псевдомонад и кишечной палочки формировались более крупные частицы серебра, имеющие средний размер 2,14–2,47 нм. Содержание серебра в биокомпозите составляло 48–55 мг/г. Предложен и реализован экспериментально метод двухмодальной аппроксимации плазмонных резонансов для суспензии металлических наночастиц. Метод использован для оценки размеров и концентрации наночастиц в двухкомпонентной суспензии, состоящей из мелко- и крупнодисперсных фракций.

Запропоновано так звані «гарячу» і «холодну» методи формування кольоїдного золота в пористій матриці кремнеземів, модифікованих пропілаллілтіосечовинними або меркаптопропільними групами, а також комбіновану хіміко-мікробіологічну методу формування кольоїдного срібла в клітинах мікроорганізмів. Методою спектральної аналізи встановлено, що при формуванні холодною методою в кремнеземі утворювалися окремі наночастинки з розміром, меншим ніж 1 нм; більша частина відновленого золота не приймала участь у фазоутворенні. Після обробки при 600С розмір частинок золота в композитнім матеріялі складав 3,99 нм. В клітинах дріжджів, які мають товсту клітинну стінку, формувалися наночастинки з середнім розміром 1,6–1,7 нм. В матрицях бацил, псевдомонад і кишкової палички формувалися більші частинки срібла з середнім розміром 2,14–2,47 нм. Вміст срібла в біокомпозиті складав 48–55 мг/г. Запропоновано і реалізовано експериментально методу двомодальної апроксимації плазмонних резонансів для суспензії металевих наночастинок. Методу використано для оцінки розмірів і концентрації наночастинок у двокомпонентній суспензії, яка вміщує дрібно- і крупнодисперсні фракції.

So-called ‘cold’ and ‘hot’ methods of the colloidal-gold formation in porous matrix of silica gels modified with propylallylthiourea and mercaptopropyl groups, and also combined chemical-microbiological method of the formation of colloidal silver within the cells of microorganisms are proposed. As revealed by the spectrum analysis, at the formation by the ‘cold’ method, the separate nanoparticles with the size less than 1 nm are formed in the silica gel. The majority of reduced gold did not take part in phase formation. After the treatment at 600С, the size of gold particles in the composite material is 3.99 nm. Nanoparticles with average size of 1.6–1.7 nm are formed within the yeast cells, which have thick cellular wall. Larger particles of silver, which have average size of 2.14–2.47 nm, are formed in the matrix of bacilli, pseudomonades and colibacilli. The content of silver in biocomposite material is 48–55 mg/g. The method for double-modal approximation of the plasmon resonance for the suspension of metallic nanoparticles is proposed and experimentally realized. The presented method has been used for an estimation of sizes and concentration of nanoparticles in two-component suspension, which consists of fine- and coarse-dispersed fractions.