Use of water-in-oil microemulsion technique for continuous flow synthesis of iron oxide nanoparticles

SOPOUŠEK, Jiří. Use of water-in-oil microemulsion technique for continuous flow synthesis of iron oxide nanoparticles. In NANOCON 2019. 2019. ISBN 978-80-87294-94-9.

Základní údaje

• Originální název: Use of water-in-oil microemulsion technique for continuous flow synthesis of iron oxide nanoparticles
• Název česky: Využití mikroemulzní techniky voda-olej pro kontinuální syntézu nanočástic oxidu železa
• Autoři: SOPOUŠEK, Jiří (203 Česká republika, garant, domácí).
• Vydání: NANOCON 2019, 2019.

Další údaje

• Originální jazyk: angličtina
• Typ výsledku: Konferenční abstrakt
• Obor: 10403 Physical chemistry
• Stát vydavatele: Česká republika
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• WWW: NANOCON 2019
• Kód RIV: RIV/00216224:14310/19:00107727
• Organizační jednotka: Přírodovědecká fakulta
• ISBN: 978-80-87294-94-9
• Klíčová slova česky: Nanomateriál; oxid; nanočástice; modelový systém; mikroemulze typu voda v oleji; syntéza kontinuálního toku; ultrazvukové míchání
• Klíčová slova anglicky: Nanomaterial; oxide; nanoparticle; model system; water-in-oil microemulsion; continual flow synthesis; ultrasound mixing
• Příznaky: Mezinárodní význam

Anotace

The production of nanoparticles in larger scale requires a continuous production process. This contradicts with outputs of basic research that uses predominantly batch synthesis. A continuous production of nanoparticles may fail when the size, shape and distribution of nanoparticles depend on nucleation way and/or intensity of mixing and diffusion. This can be improved by turbulent flow, ultrasound apply, or other techniques. However, such continuous synthesis improvements may not be sufficient. The use of microemulsion techniques is therefore promising. The synthesis of iron oxide nanoparticles was chosen as a model case for the assessment of the microemulsion synthesis in continuous flow. A water-sodium dodecyl sulphate (SDS)-cyclohexene system has been chosen as the microemulsion system for dissolving mixtures of iron II and III, ammonia, and stabilizing ligands. Microemulsion solutions of starting materials were prepared and subsequently mixed in a ultrasound flow reactor under various conditions (concentration, flow rate, temperature). The product was purified and transferred to the aqueous phase. The result was colloid solution of iron oxide nanoparticles in water of 5-200 nm in size with a zeta potential ranging -25 to -57mV. The final product was characterized by UV VIS, powder XRD, dynamic light scattering, electron microscopy, electron diffraction. The results showed that use of water-in-oil microemulsions is a perspective method of nanoparticle synthesis to obtain product in larger quantities.

Anotace česky

Výroba nanočástic ve větším měřítku vyžaduje nepřetržitý výrobní proces. To je v rozporu s výstupy základního výzkumu, který používá převážně dávkovou syntézu. Nepřetržitá produkce nanočástic může selhat, pokud velikost, tvar a distribuce nanočástic závisí na způsobu nukleace a / nebo intenzitě míchání a difúze. To lze zlepšit turbulentním prouděním, ultrazvukem nebo jinými technikami. Taková nepřetržitá zlepšení syntézy však nemusí být dostatečná. Použití mikroemulzních technik je proto slibné. Syntéza nanočástic oxidu železa byla vybrána jako modelový případ pro hodnocení mikroemulzní syntézy v kontinuálním toku. Jako mikroemulzní systém pro rozpouštění směsí železa II a III, amoniaku a stabilizujících ligandů byl vybrán systém dodecylsulfát voda-sodný (SDS) -cyklohexen. Byly připraveny mikroemulzní roztoky výchozích materiálů a následně smíchány v ultrazvukovém reaktoru za různých podmínek (koncentrace, průtok, teplota). Produkt byl čištěn a přenesen do vodné fáze. Výsledkem bylo koloidní roztok nanočástic oxidu železa ve vodě o velikosti 5 až 200 nm s potenciálem zeta v rozmezí -25 až -57 mV. Konečný produkt byl charakterizován UV VIS, práškem XRD, dynamickým rozptylem světla, elektronovou mikroskopií, elektronovou difrakcí. Výsledky ukázaly, že použití mikroemulzí typu voda v oleji je perspektivní metodou syntézy nanočástic k získání produktu ve větším množství.

Návaznosti

• GA17-15405S, projekt VaV: Název: Pokročilé experimentální a teoretické přístupy k fázovým diagramům nanoslitin se zahrnutím vlivu velikosti částic

Investor: Grantová agentura ČR, Pokročilé experimentální a teoretické přístupy k fázovým diagramům nanoslitin se zahrnutím vlivu velikosti částic