Характеризация наночастиц меди, полученных в обратных мицеллах АОТ с использованием флавоноидов в качестве восстановителя

   Цель исследования. Провести характеризацию наночастиц меди, получаемых в обратных мицеллах бис-(2-этилгексил)-сульфосукцината натрия (АОТ) с использованием флавоноидов: кверцетина и рутина в
сравнении с традиционными восстановителями – боргидридом натрия и гидразином.

   Методы. Химический синтез наночастиц меди, спектрофотометрия для определения максимума плазмонной полосы поглощения наночастиц меди, электронная просвечивающая микроскопия.

   Результаты. Восстановлением ионов меди с использованием флавоноидов – кверцетина и рутина - подтверждена возможность получения наночастиц меди в системе Cu+2/АОТ/изооктан (АОТ – бис-(2-этилгексил)-сульфосукцинат натрия, анионный ПАВ, образующий оболочку мицеллы). При образовании наночастиц наблюдали в электронных спектрах в области 400–440 нм «плазмонные» полосы поглощения. В случае традиционного восстановителя, боргидрида натрия, наблюдается поглощение в области (439 ± 3) нм, которое также можно отнести к «плазмонной полосе» наночастиц меди, однако ее интенсивность очень мала, что свидетельствует об образовании небольшого количества наночастиц меди. Методом просвечивающей электронной микроскопии определен средний размер наночастиц меди: 7,1, 8,2 и 18,5 нм в случае кверцетина, рутина и гидразина соответственно. Из гистограмм, построенных по результатам электронной просвечивающей микроскопии, следует, что использование флавоноидов в качестве восстановителей позволяет снизить средний размер наночастиц меди и сузить их распределение по размерам.

   Заключение. Наночастицы меди, получаемые в обратномицеллярном растворе АОТ в изооктане с использованием флавоноидов кверцетина и рутина в качестве восстановителя, имеют средний размер 7-8 нм и более узкое распределение по размерам по сравнению с восстановлением гидразином.

1. Патент № 2462303 Российская Федерация, МПК B01J 20/10, B01J 20/06, B01J 20/22. Порошкообразный магнитный сорбент для сбора нефти, масел и других углеводородов / Миргород Ю. А., Емельянов С. Г., Борщ Н. А., Федосюк В. М., Хотынюк С. С. № 2010150749/05; заявл. 10. 12. 2010; опубл. 27. 09. 2012, Бюл. № 27.

2. Миргород Ю. А., Борщ Н. А., Юрков Г. Ю. Получение наноматериалов из водных растворов, моделирующих отходы гидрометаллургии // Журнал прикладной химии. 2011. T. 84, № 8. С. 1249–1253.

3. Патент № 2369466 Российская Федерация, МПК B22F 9/24, B82B 3/00. Способ получения наночастиц металлов или гибридов наночастиц металлов / Миргород Ю. А., Борщ Н. А. № 2008107359/02; заявл. 26. 02. 2008; опубл. 10. 10. 2009, Бюл. № 28.

4. Патент № 2516153 Российская Федерация, МПК C22B 11/00, C22B 3/06, C22B 3/44, B82B 3/00. Способ получения наночастиц золота из сырья, содержащего железо и цветные металлы / Миргород Ю. А., Емельянов С. Г., Борщ Н. А. № 2012110665/02; заявл. 20. 03. 2012; опубл. 20. 05. 2014, Бюл. № 14.

5. Получение углеродных нановолокон разложением этилена на гибридном никелевом катализаторе / Т. В. Макеева, И. А. Стрельцов, Ю. А. Миргород, Н. А. Борщ, А. А. Ведягин, И. В. Мишаков // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 3. С. 213–219.

6. Патент № 2545342 Российская Федерация, МПК C01G 29/00, C22B 30/06, B82B 3/00, B82Y 40/00. Способ получения наночастиц висмута / Миргород Ю. А., Емельянов С. Г., Борщ Н. А. № 2013116812/05; заявл. 12. 04. 2013; опубл. 27. 03. 2015, Бюл. № 9.

7. Патент № 2468861 Российская Федерация, МПК B01J 23/52, B01J 21/00, B01J 21/04, B01J 21/06, C07H 3/00. Способ получения катализатора на пористом металлооксидном носителе для окисления углеводов / Миргород Ю. А., Емельянов С. Г., Борщ Н. А., Бородина В. Г. № 2011117967/04; заявл. 04. 05. 2011; опубл. 10. 12. 2012, Бюл. № 34.

8. Патент 2464088 Российская Федерация, МПК B01J 23/96, B82B 1/00, B01J 23/63, B01J 21/04, B01J 37/08, B01J 38/60. Способ регенерации автомобильных катализаторов / Миргород Ю. А., Емельянов С. Г., Борщ Н. А. № 2011115259/04; заявл. 18. 04. 2011; опубл. 20. 10. 2012, Бюл. № 29.

9. Development and physico-chemical study of the aqueous dispersion silver nanoparticles as the basis for creating new nanomaterials / L. S. Ageeva, A. S. Chekadanov, N. A. Borsch, A. P. Kuzmenko, M. M. Than, M. B. Dobromyslov // Journal of Nano- and Electronic Physics. 2015. Vol. 7, no. 4. P. 4036–4039.

10. Патент № 2635505 Российская Федерация, МПК А61К 33/00, B83В 1/00, А61К 33/34. Способ получения антибактериальной композиции, содержащей основной ацетат меди / Борщ Н. А., Кузьменко А. П., Агеева Л. С. № 2016146828; заявл. 29. 11. 2016; опубл. 13. 11. 2017, Бюл. № 32.

11. Синтез наночастиц основного ацетата меди (II) в мицеллярных водных растворах и их самоорганизация в пленочных структурах / Н. А. Борщ, Н. В. Кувардин, Л. С. Агеева, А. П. Кузьменко, Ю. А. Миргород // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2020. T. 10, № 4. P. 137–158.

12. Получение и характеризация хлопчатобумажной ткани, модифицированной наночастицами меди / Ю. А. Миргород, Н. А. Борщ, В. Г. Бородина, Г. Ю. Юрков // Химическая промышленность. 2012. Vol. 89, № 6. С. 310–316.

13. Stimulation of seed viability by means of dispersed solutions of Copper and Silver nanoparticles / S. N. Maslobrod, Y. A. Mirgorod, V. G. Borodina, N. A. Borsch // Journal of Nano- and Electronic Physics. 2013. Vol. 5, no. 4. P. 04018-1–04018-3.

14. Влияние водных дисперсных систем с наночастицами серебра и меди на прорастание семян / С. Н. Маслоброд, Ю. А. Миргород, В. Г. Бородина, Н. А. Борщ // Электронная обработка материалов. 2014. T. 50, № 4. С. 103–112.

15. Effect of aqueous dispersions with NpAg, NpCu, NpBi and NрZn, millimeter- wave radiation, and weak magnetic fields on the germination of triticale and wheat seeds under the action of a pathogenic fungus and low temperatures / S. N. Maslobrod, G. A. Lupashku, Y. A. Mirgorod, N. A. Borsch, V. G. Borodina, L. S. Ageeva, A. Shibaev, I. Groisman // 3^rd International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering, ICNBME-2015, September 23-26, 2015, Chisinau, Republic of Moldova. Springer Singapore, 2015. Р. 275–279.

16. Получение наночастиц золота из скрапа / Ю. А. Миргород, Н. А. Борщ, В. Г. Бородина, Г. Ю. Юрков, Д. И. Тимаков // Химическая технология. 2012. T. 13, № 9. С. 528–533.

17. Синтез наночастиц на основе гадолиния в системе прямых мицелл ПАВ и исследование их магнитных свойств / Ю. А. Миргород, Н. А. Борщ, А. А. Реутов, Г. Ю. Юрков, В. М. Федосюк // Журнал прикладной химии. 2009. T. 82, № 8. С. 1261–1267.

18. Vorobiova I. G., Borshch N. A., Mirgorod Y. A. The structure of Mn and Co nanoparticles obtained in direct surfactant micelles // Journal of Nano- and Electronic Physics. 2017. Vol. 9, no. 5. P. 05036-1–05036-4.

19. Mirgorod Y. A., Fedosyuk V. M., Borsch N. A. Physico-chemical properties of nanoparticles functionalized by polypyrrole // Journal of Nano- and Electronic Physics. 2013. Vol. 5, no. 4. P. 04033.

20. Структура и магнитные свойства наночастиц феррита кобальта, синтезированных в системе прямых мицелл амфифилов с использованием ионной флотоэкстракции / Ю. А. Миргород, Н. А. Борщ, В. М. Федосюк, Г. Ю. Юрков // Журнал физической химии. 2012. T. 86, № 3. С. 489–495.

21. Магнитные свойства наночастиц феррита никеля, полученных флотоэкстракционным методом / Ю. А. Миргород, Н. А. Борщ, В. М. Федосюк, Г. Ю. Юрков // Неорганические материалы. 2012. T. 48, № 12. P. 1375–1380.

22. Синтез наночастиц оксида цинка золь-гель методом для получения регулярных упорядоченных структур в виде пленок Ленгмюра ‒ Блоджетт / Л. С. Агеева, И. В. Чухаева, Н. А. Борщ, А. П. Кузьменко, П. В. Абакумов // Физика и технология наноматериалов и структур : сборник научных статей 2-й Международной научно-практической конференции : в 2-х т. Т. 1. Курск: Университетская книга, 2015. С. 34–36.

23. Борщ Н. А. Синтез структурированного полиэтилентерефталата для исследования механизма гелеобразования в условиях его промышленного производства // Известия Курского государственного технического университета. 2004. № 12. С. 103–106.

24. Бактерицидные и каталитические свойства стабильных металлических наночастиц в обратных мицеллах / Е. М. Егорова, А. А. Ревина, Т. Н. Ростовщикова, О. И. Киселева // Вестник Московского университета. Серия 2: Химия. 2001. T. 42, № 5. С. 332–338.

25. Егорова Е. М. Наночастицы металлов в растворах: биохимический синтез и применение // Нанотехнология. 2004. № 1. С. 15–26.

26. Патент № 2147487 Российская Федерация, МПК С1В22 F9/24. Способ получения наноструктурных металлических частиц / Егорова Е. М., Ревина А. А. № 99114319/02; заявл. 01. 07. 1999; опубл. 20. 04. 2000, Бюл. № 11.