Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Influence of Steric Stabilization on Process of Au, Pt Nanoparticles Formation

Luty-Błocho M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 1

55--63

EN

Nanoparticles are very fascinating area of science not only due to their unique properties but also possibility of producing new more complex materials, which may find an application in modern chemistry, engineering and medicine. In process of nanoparticles formation very important aspect is a rate of individual stage i.e. reduction, nucleation and autocatalytic growth, because this knowledge allows for proper materials design, morphology manipulation, stability. The last one aspect can be realized using proper electrostatic, steric and electrosteric stabilization. However until now nobody reports and measures kinetic rates of all stages during process of particles formation in the presence of steric stabilizers. Thus, the main contribution of this paper is determination of individual rate constants for nanoparticles formation in the presence of steric stabilizers and their comparison to the system without stabilizer. For this purpose, an aqueous solution of Au(III) and Pt(IV) ions were mixed with steric stabilizers like PVA and PVP, and reduced using L-ascorbic acid as a mild and sodium borohydride as a strong reductant. As a results stable nanoparticles were formed and process of their formation was registered spectrophotometrically. From obtained kinetic curves the values of observed rate constants for reduction metal ions, slow nucleation and fast autocatalytic growth were determined using Watzky-Finke model. It was found that the addition of polymer affects the rate of the individual stages. The addition of steric stabilizers to gold ions reduced with L-ascorbic acid causes that the process of nucleation and autocatalytic growth slows down and the value of observed rate constants for nucleation changes from 3.79·10-3 (without polymer) to 7.15·10-5 s-1 (with PVA) and for growth changes from 1.15·103 (without polymer) to 0.48·102 s-1 M-1 (with PVA). However, the rate of the reduction reaction of Au(III) ions is practically unchanged. In case of using strong reductant the addition of polymer effects on the shape of kinetic curve for reduction of Au(III) and it suggests that mechanism is changed. In case of Pt(IV) ions reduction with L-ascorbic acid, the process speeds up a little when PVA was added. Determined values of observed rate constants for nucleation and growth platinum nanoparticles decrease twice comparing to the system without polymer. The reduction of Pt(IV) ions with sodium borohydride accelerates when PVP was added and slows down when PVA was used. Moreover, the size of obtained colloidal gold and platinum was also analysed using DLS method. Obtained results (rate constants) may be useful in the process of nanomaterials synthesis, in particular in microflow.

2

Autokatalityczna synteza proszku miedzi z zastosowaniem koloidu srebra jako katalizatora

Wojnicki M., Polański M., Rudnik E., Luty-Błocho M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 5

18--23

PL

Przeprowadzono badania redukcji jonów miedzi za pomocą formaldehydu. Proces autokatalityczny inicjowano przez dodatek nanocząstek srebra. Uzyskano globularne ziarna proszku miedzi, tworzące większe aglomeraty. Nie stwierdzono formowania się ziaren o budowie dendrytycznej. Wielkość cząstek proszku mieści się w zakresie 0,2-3,0 μm, przy czym udział procentowy dominującej frakcji ziarnowej zależy od stosunku stężenia jonów miedzi i katalizatora w układzie reakcyjnym.

EN

Reduction of copper ions with formaldehyde was investigated. The autocatalytic process was initiated by addition of silver nanoparticles. Globular grains of copper powder with tendency to agglomeration were obtained. No dendritic grains were formed. Particle size of the powder is in the range of 0.2-3.0 μm, with the percentage of the dominant particle fraction being determined by the concentration ratio of copper ions and the catalyst in the reaction system.

3

Study of Gold, Copper and Nickel Adsorption, from their Acidic Chloride Solutions, Onto Activated Carbon

Wojnicki M., Socha R. P., Luty-Błocho M., Partyka B., Polański M., Deszcz P., Kołczyk K., Żabiński P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 1

73--81

EN

In this paper, a simple and effective method for gold recovery is described. The paper describes a way to recover gold onto activated carbon from a synthetic solution of gold(III) chloride. The method can also be used on nickel(II) as well as copper(II) chloride of where the metal ion ratios are comparable to the metal ratios found in some electronic waste. With the use of activated carbon in the process of electrolyte purification it is possible to selectively remove gold in metallic form from the solution. XPS studies have confirmed that metallic gold is present on the carbon surface. A spectrophotometric method was used to determine the concentration of Au(III) in the solution. Different concentration of nickel(II) as well as copper(II) were investigated. In all cases, adsorption and reduction of Au(III) to the metallic form was observed.

4

Otrzymywanie materiału kompozytowego na bazie włókien węglowych i miedzi na potrzeby energetyki

Wojnicki M., Kozaczyk M., Luty-Błocho M., Jabłoński M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 8

15--21

PL

W artykule opisano sposób otrzymania materiału kompozytowego na bazie włókien węglowych oraz miedzi. Miedź osadzano na włóknach węglowych dwiema metodami: bezprądową oraz prądową (elektroliza). Dzięki procesowi osadzania Cu na włóknach węglowych uzyskano materiał, który miał łączyć właściwości włókien węglowych (np. wysoką wytrzymałość na rozciąganie) oraz wysokie przewodnictwo elektryczne charakterystyczne dla metalicznej miedzi. W tym celu przeprowadzono serię badań mających na celu określenie wpływu takich czynników jak: stężenie jonów miedzi w kąpieli do bezprądowego osadzania, a także czasu elektroosadzania na przewodnictwo elektryczne produktu końcowego. Otrzymane materiały porównano ze sobą różnymi metodami, wykorzystując do tego celu m.in. mikroskopię optyczną oraz mostek Thomsona (KeMna), w celu określania odpowiednio morfologii oraz właściwej przewodności elektrycznej.

EN

The aim of the work was to obtain composite material based on carbon fibers and copper. Copper was deposited on carbon fibers surface using two methods: chemical and electrochemical. Thanks to the deposition process of Cu on carbon fibers surface, material has been obtained which combines the properties of carbon fibers (i.e. high tensile strength) and the high electrical conductivity characteristic for metallic copper. For this purpose, a se¬ries of studies were carried out to determine the influence of factors such as the concentration of copper ions in the bath to electrolytic deposition as well as the electrode deposition time for the electrical conductivity of the end product. The materials obtained were compared by different methods, among them optical microscope and Thomson (Kelvin) bridge were appliedffor morphology and an electrical conductivity determination, respectively.

5

Kinetics of the reaction of CIS - and trans-PtCl4(NH3)2 Complexes in Aqueous Solution, in the Presence of Ethanol

Pacławski K., Luty-Błocho M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 10

435--443

EN

In this work the kinetic data for the reactions of cis- and trans-PtCl4(NH3)2 complexes with ethanol have been determined. Obtained values of the rate constants determined for different conditions of reactants concentration as well as different temperature indicate that in aqueous solution with pH = 12 the reaction is relatively slow and leads to the cis- and trans-PtCl2(NH3)2 species formation, respectively. Using obtained kinetic results, supported with DFT calculations, the possible mechanism of electron transfer involving the chloride ligand-ethanol bridge formation has been suggested. It was found that the values of enthalpy and entropy of activation correlate well with the difference between the rate constants of both reacting pairs as well as with the difference between HOMO and LUMO energy levels of reagents. From the obtained results, the parallel paths of the cis- and trans-PtCl4(NH3)2 reactions, i.e. reduction and hydrolysis of platinum(IV) complexes, were also suggested.

PL

W artykule przedstawiono dane kinetyczne reakcji kompleksów cis- i trans-PtCIJNHJ2 z etanolem. Wartości stałych szybkości wyznaczone w różnych warunkach stężenia reagentów oraz w różnych temperaturach wskazują, że w roztworach wodnych o pH =12, reakcja jest względnie wolna i prowadzi to utworzenia odpowiednio cis- itrans-PtO2(NHj2. Używając otrzymanych danych kinetycznych oraz obliczeń DFJ, zaproponowano możliwy mechanizm przekazania elektronu obejmujący utworzenie mostka: Ugand chlorkowy-etanol. Wykazano, że wartości entalpii i entropii aktywacji dobrze korelują z różnicą pomiędzy stałymi szybkości reakcji obydwu par reagentów, jak również z różnicą pomiędzy poziomami ener¬getycznymi HOMO i UJMO reagentów. Na podstawie otrzymanych danych oraz dyskusji wyników zaproponowano równoległe ścieżki reakcji cis-i trans-PtCIJNHJj takie jak redukcję i hydrolizę platyny(IV).

6

Zastosowanie spektrofotometrii UV-Vis w analizie ilościowej kwaśnych roztworów CuSO4

Rudnik E., Luty-Błocho M., Wojnicki M., Szablowska M., Partyka J., Rusin P.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 3

120--126

PL

Przeprowadzono badania spektrofotometryczne w zakresie UV-Vis kwaśnych roztworów CuSO4. Określono wpływ zanieczyszczeń (Fe(II), Fe(III), Ni(II), Zn(II), Al(III)) na wyniki oznaczeń stężeń jonów Cu(II). Roztwory siarczanów metali absorbują światło w dwóch zakresach spektralnych: 200-400 nm oraz 600-900 nm. W pierwszym przedziale absorpcja światła jest determinowana przez obecność akwakompleksów i kompleksów siarczanowych metali oraz jonów siarczanowych, natomiast w zakresie Vis związana jest z obecnością kompleksów siarczanowych metali. Oznaczenia analityczne należy prowadzić w zakresie spektralnym 810-820 nm, w którym zanieczyszczenia nie zakłócają odczytów absorbancji CuSO4, niezależnie od stosowanej temperatury. Poziom zanieczyszczenia roztworu należy identyfikować w zakresie długości fal 320-420 nm. Zaproponowana metoda może być stosowana do ciągłego monitorowania stężenia jonów Cu(II) w warunkach procesów technologicznych.

EN

Spectrophotometric analysis of acidic CuSO4 solutions was performed in the UV-Vis range. Influence of some contaminations (Fe(II), Fe(III), Ni(II), Zn(II), Al(III)) on Cu(II) absorbance readings was determined. Metal sulfate solutions absorb light in two spectral bands: 200-400 nm and 600-900 nm. First range corresponds to the light absorption by aqueous and sulfate metal complexes as well as sulfate ions, while absorbance in further spectral band is associated with the presence of metal sulfate complexes. For analytical purposes, the spectral range of 810-820 nm is recommended, wherein other metallic ions do not interfere with the absorbance readings for CuSO4, independently on the temperature used. The presence of impurities should be detected in the wavelength range of 320-420 nm. The proposed method can be used to continuous monitoring of Cu(II) concentrations in technological processes.

7

Wpływ zanieczyszczeń na wyniki analiz spektrofotometrycznych kwaśnych roztworów siarczanu niklu

Rudnik E., Luty-Błocho M., Wojnicki M., Szablowska M., Partyka J., Rusin P.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 4

169--175

PL

Przeprowadzono badania spektrofotometryczne w zakresie UV-Vis kwaśnych roztworów NiSO4. Określono wpływ zanieczyszczeń [Co(II), Cu(II), Zn(II), Ca(II)] na wyniki oznaczeń stężeń jonów Ni(II). Roztwory siarczanu niklu absorbują światło w trzech zakresach spektralnych: 393, 657 i 719 nm. Przebieg widma zinterpretowano w powiązaniu z równowagowym składem elektrolitu. Wyznaczono współczynniki absorpcji poszczególnych form jonowych: Ni2+, NiSO4 i Ni(SO4)2 2–. Określono także wpływ temperatury na wielkość absorbancji. Oznaczenia analityczne NiSO4 należy prowadzić przy długości fali 393 nm, przy której wymienione zanieczyszczenia nie zakłócają odczytów absorbancji. Poziom zanieczyszczenia roztworu jonami Co(II) należy identyfikować w zakresie długości fal 500÷520 nm, natomiast jonami Cu(II) przy ok. 725 nm (pośrednio). Jony Zn(II) i Ca(II) nie absorbują światła w badanym zakresie spektralnym, tj. powyżej 250 nm. Zaproponowana metoda może być stosowana do ciągłego monitorowania stężenia jonów Ni(II) w roztworach nie zawierających jonów Fe(II, III).

EN

Spectrophotometric analysis of acidic NiSO4 solutions was performed in the UV-Vis range. Influence of some contaminations (Co(II), Cu(II), Zn(II), Ca(II)) on Ni(II) absorbance readings was determined. Nickel sulfate solutions absorb a light in three spectral bands: 393, 657 and 719 nm. Obtained spectra were discussed in the relation to equilibrium speciation of NiSO4 solutions. Absorption coefficients of the individual nickel species Ni2+, NiSO4 and Ni(SO4)2 2– were found. For analytical purposes, the wavelength of 393 nm is recommended, wherein investigated metallic ions do not interfere with the absorbance of NiSO4. The presence of Co(II) should be detected in the wavelength range of 500÷520 nm, while for Cu(II) the wavelength of 725 nm should be used. Zn(II) and Ca(II) ions do not absorb the light in the investigated spectral range, i.e. above 250 nm. The proposed method can be used to continuous monitoring of Ni(II) concentrations in the solutions in the absence of Fe(II, III) ions.

8

Wpływ warunków reakcji na możliwości syntezy nanocząstek srebra w roztworach wodnych

Wojnicki M., Zabieglińska K., Luty-Błocho M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 3

103--109

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące syntezy nanocząstek srebra w roztworach wodnych. Jako prekursor nanocząstek srebra wykorzystano kompleks amoniakalny srebra oraz azotan srebra. Jako reduktor stosowano witaminę C oraz dimetyloamino boran (DMAB). Jako stabilizator steryczny użyto alkohol poliwinylowy. Badania wykazały, iż zastosowanie DMAB jako reduktora (roztwór w wodzie amoniakalnej) oraz jonów prostych Ag+ jako prekursora (roztwór w 0,1 M HClO4), jest najkorzystniejsze. W układzie tym możliwa jest synteza nanocząstek srebra średnicy ok. 3 nm i wąskiej dystrybucji. Ważnym osiągnięciem jest fakt, iż w tych warunkach możliwa jest jednoetapowa synteza nanocząstek o stężeniu ok. 1 g/L.

EN

In the present paper results of research on the synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) in aqueous solutions are presented. As a precursor of AgNPs silver ammonium complex and silver nitrate were used. As a reductants vitamin C and dimethylamino borane (DMAB) were used. The polyvinyl alcohol was used as a stabilizing agent. Obtained results have shown that the application of DMAB as a reducing agent (dissolved in aqueous ammonia) and Ag+ simple ions as a precursor (dissolved in 0.1 M HClO4), is the most preferred in order to produce AgNPs with small size. In this system the silver nanoparticles having a diameter of about 3 nm and narrow size distribution were obtained. An important achievement, is the fact that in these condition it was possible to one-step synthesis of nanoparticles having a concentration of about 1 g/L.

9

The Synthesis of Stable Platinum Nanoparticles in the Microreactor

Luty-Błocho M., Wojnicki M., Grzonka J., Kurzydłowski K.J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

509--512

EN

In this work, the synthesis of the spherical clusters containing 3-4 nm platinum nanoparticles enclosed in a polymer capsule is described. The process of nanoparticles formation was intensified by using a microreactor. The application of microreactor enabled us to shorten the time of redox reaction and nucleation stage up to 6 seconds at 105°C in comparison with the process carried out in a batch reactor at 40°C. Using Vitamin C as a bio-reducer of platinum(IV) complexes and biocompatible polymers, the products non-toxic and environmentally friendly, stable for at least 9 months, were obtained. Presented procedure for nanoparticles synthesis seems to be an alternative method for platinum recovery from solutions containing platinum(IV) chloride complexions.

XX

W pracy, przedstawiono syntezę sferycznych klastrów zawierających 3-4 nm nanocząstki platyny zamknięte w polimerowej otoczce. Proces formowania nanocząstek platyny został zintensyfikowany poprzez użycie mikroreaktora. Użycie mikroreaktora skróciło czas reakcji redukcji oraz etapu zarodkowania do 6 s w temperaturze 105°C w porównaniu do procesu przeprowadzonego w reaktorze okresowym w temperaturze 40°C. Użycie witaminy C jako bioreduktora chlorkowych kompleksów platyny(lV) oraz biokompatybilnego polimeru pozwala na uzyskanie nietoksycznych oraz stabilnych przez co najmniej 9 miesięcy produktów. Przedstawiona metoda syntezy nanocząstek może stanowić alternatywny sposób odzysku platyny z roztworów zawierających jej chlorkowy kompleks.

10

Zastosowanie mikroreaktorów przepływowych do syntezy nanocząstek metali szlachetnych (Pt, Pd, Au). Przegląd literatury

Wojnicki M., Pacławski K., Jaworski W., Luty-Błocho M., Streszewski B., Szaciłowski K., Fitzner K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 12

745-752

PL

W artykule zebrano informacje na temat możliwości zastosowania mikroreaktorów przepływowych do syntezy nanocząstek metali szlachetnych, takich jak: platyna, pallad i złoto. Na podstawie zebranych danych stwierdzono, że mikroreaktory przepływowe są obiecującym narzędziem umożliwiającym kontrolowaną syntezę nanocząstek metali o wąskiej dystrybucji rozmiarów w porównaniu do syntezowanych klasycznie, w tzw. reaktorze cyklicznym. Wyniki badań większości cytowanych autorów potwierdzają m.in., że szybkość przepływu reagentów przez mikroreaktor ma znaczący wpływ na wielkość i dystrybucję otrzymywanych nanocząstek. Są one mniejsze i bardziej jednorodne niż otrzymywane w reaktorze cyklicznym.

EN

In this work, literature data about application of the flow microreactors for synthesis of noble metal nanoparticles (like gold, palladium and platinum) are collected. Using these information it was concluded that flow microreactor systems are promising tool for controlled synthesis of noble metal nanoparticles with the narrow size distribution in comparison with synthesized classically in the batch reactor. Collected results of the most cited authors here confirm that the flow rate of reactants through the microreactor significantly influences the size and size distribution synthesized nanoparticles. It can be generally concluded that obtained using such method nanoparticles are smaller and more uniform if compare with the synthesized in the batch reactor.

11

Synteza nanocząstek złota metodą redukcji jonów kompleksowych złota(III) za pomocą hydrazyny w układzie mikroreaktora przepływowego

Streszewski B., Pacławski K., Jaworski W., Luty-Błocho M., Wojnicki M., Szaciłowski K., Fitzner K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 12

752-761

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad syntezą nanocząstek złota w roztworach wodnych, w układzie mikroreaktora przepływowego. Do syntezy zastosowano metodę redukcji. Prekursorem cząstek złota był kwas tetrachlorozłotowy (HAuCl4), a reduktorem hydrazyna (N2H4). Doświadczalnie określono wpływ takich czynników, jak stężenie początkowe reduktora, temperatura oraz stężenie stabilizatora (PVP) na kinetykę tworzenia nanocząstek złota. Badania kinetyczne oraz analizy otrzymanych nanocząstek przeprowadzono przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis, dynamicznego rozpraszania światła oraz mikroskopii elektronowej. Wyniki badań pozwoliły na określenie równania kinetycznego, które wykorzystano do określenia warunków syntezy nanocząstek złota w układzie mikroreaktora przepływowego. W wyniku syntezy oraz kontrolowanej stabilizacji nanocząstek otrzymano cząstki kuliste złota o średnicy od 55 to 9 nm.

EN

The aim of this work is the gold nanoparticles synthesis in the flow microreactor system. For synthesis, the reduction method was applied. As a precursor of gold particles and a reductant of Au(III) ions, tetrachloroaurate acid (HAuCl4) and hydrazine (N2H4) were used, respectively. In the first part of these studies, the influence of different factors, as initial concentrations of reductant, temperature and stabilizer (PVP) concentration on the kinetics of gold nanoparticles formation were experimentally determined. These results allowed us to determine the kinetic equation which was further used to define the conditions for gold nanoparticles synthesis in a flow microreactor system. The kinetic studies and qualitative analysis were performed using UV-Vis spectrophotometry, dynamic light scattering and transmission electron microscopy. As a result of synthesis as well as controlled stabilization of AuNPs, spherical particles of gold were obtained in the range of diameter from 55 to 9 nm.

12

Warunki otrzymywania mikrokropli w mikroreaktorach

Wojnicki M., Pacławski K., Luty-Błocho M., Fitzner K., Oakley P., Stretton A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 9

538-541

PL

W artykule określono warunki tworzenia mikrokropli w mikroreaktorach przepływowych oraz opisano możliwości ich aplikacji do procesów hydrometalurgicznych. Do badań wykorzystano zestaw FRX200, firmy Syrris z mikroreaktorem szklanym o pojemności 250 mikro/l. Mikrokrople tworzone były poprzez kolizję dwóch niemieszających się cieczy, tj. n-heptanu oraz wody demineralizowanej z dodatkiem pigmentu. Otrzymane krople charakteryzowały się wysoką powtarzalnością rozmiaru i kształtu. Na podstawie eksperymentów wykazano, iż wielkość otrzymanych kropli jest zależna między innymi od geometrii mikroreaktora, jak również od parametrów przepływu. Wyniki badań pozwalają stwierdzić, iż tego typu mikroreaktory mogą znaleźć zastosowanie w procesach syntezy nanocząstek metali.

EN

The aim of these studies was to determine droplets formation in microflow reactor, by collision of two immiscible chemical reagents, and showing how these microdroplets themself can be used as single microreactors for hydrometallurgical processes. The flow reactor system FRX200 developed by Syrris Ltd. with glass microreactor (volume 250 micro/l) was used. N-heptane and deionised water with the pigment were used as starting chemicals. Pigment was used to help of microdroplets detection. It was found, that size of the microdroplets correlates with the size of the channel and flow rate of the reagents. Obtained droplets where characterized by good monodispersion of size and high reproducibility. As a result of collision of n-heptane with water, with total flow rate 20 micro/l/min, each microdroplet had estimated dimension 250 × 250 × 393 mim. In the case when total flow rate of n-heptane was set up to 30 micro/l/min and 40 micro/l/min for water, microdroplets were obtained as a sequence of small and big droplets, of estimated size 250 × 250 × 211 micro/m and 250 × 250 × 690 mim, respectively.

13

Synteza nanocząstek złota stabilizowanych PVA (alkohol poliwinylowy) w mikroreaktorze przepływowym

Wojnicki M., Pacławski K., Luty-Błocho M., Fitzner K., Oakley P., Stretton A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2009

|

R. 54, nr 12

848-852

PL

W artykule określono rozmiary nanocząstek złota otrzymywanych w wyniku redukcji chlorkowego jonu kompleksowego złota(III) ([AuCl4]-) przy użyciu borowodorku sodu (NaBH4) w obecności alkoholu poliwinylowego (PVA) jako stabilizatora. Badano wpływ szybkości przepływu oraz temperatury na wielkość i dystrybucję otrzymywanych nanocząstek złota.

EN

The aim of this studies was to produce of gold nanoparticles by reduction of gold(III) chloride complex ions ([AuCl4]-) with sodium borohydride (NaBH4) in the presence of polyvinyl alcohol (PVA) as a stabilizer. The influence of temperature and the flow rate on the size and distribution of obtained nanoparticles were studied.