PL241040B1 - Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych - Google Patents

Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych Download PDF

Info

Publication number
PL241040B1
PL241040B1 PL429839A PL42983919A PL241040B1 PL 241040 B1 PL241040 B1 PL 241040B1 PL 429839 A PL429839 A PL 429839A PL 42983919 A PL42983919 A PL 42983919A PL 241040 B1 PL241040 B1 PL 241040B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
titanium dioxide
silver
modified
room temperature
plant extract
Prior art date
Application number
PL429839A
Other languages
English (en)
Other versions
PL429839A1 (pl
Inventor
Maja Rejek
Joanna Grzechulska-Damszel
Antoni Waldemar Morawski
Original Assignee
Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ West Pomeranian Szczecin Tech filed Critical Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority to PL429839A priority Critical patent/PL241040B1/pl
Publication of PL429839A1 publication Critical patent/PL429839A1/pl
Publication of PL241040B1 publication Critical patent/PL241040B1/pl

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych, według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że do roztworu AgNO3, jako reduktor jonów srebra do srebra, dodaje się wodny ekstrakt roślinny i wkrapla tetraizopropanolan tytanu (TTIP) w stosunku odpowiednio 350:50:30, a następnie intensywnie miesza przez 24 godziny. Powstałą zawiesinę wiruje się kilkukrotnie w 4°C z przemywaniem wodą destylowaną. Uzyskany osad suszy się w temperaturze pokojowej. Uzyskuje się ditlenek tytanu modyfikowany srebrem w formie proszku. Prekursorem ditlenku tytanu jest tetraizopropanolan tytanu (TTIP) a prekursorem jonów srebra azotan srebra (AgNO3). Stosuje się wodny ekstrakt roślinny otrzymany z liści świeżej i/lub wysuszonej koniczyny polnej. Wodny ekstrakt roślinny utrzymuje się w stanie wrzenia przez 10 minut. Proces wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego srebrem prowadzi się przy ciągłym mieszaniu, w temperaturze pokojowej i przy ciśnieniu atmosferycznym.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych jako reduktorów.
Ditlenek tytanu (TiO2) w środowisku występuje w trzech odmianach polimorficznych: brukit, anataz i rutyl. Związek ten charakteryzuje się dobrymi właściwościami optycznymi i kryjącymi, dlatego też stosuje się go do produkcji bieli tytanowej, mającej zastosowanie w produkcji farb, materiałów budowlanych, papieru, a także w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym. Formy: anatazowa oraz rutylowa, charakteryzują się wysoką aktywnością fotochemiczną i mają zastosowanie m.in. w fotokatalitycznym oczyszczaniu wody.
Nanosrebro znane jest przede wszystkim ze swoich właściwości biobójczych - jest pierwiastkiem najskuteczniej zwalczającym mikroorganizmy. Wykorzystywane jest w produkcji farb, artykułów medycznych i sanitarnych, artykułów codziennego użytku oraz w dezynfekcji wody.
Ditlenek tytanu modyfikowany nanosrebrem, w przeciwności do czystego ditlenku tytanu, wykazuje aktywność w świetle widzialnym a także większą aktywność biobójczą w porównaniu do takiej samej ilości nanocząstek srebra. Istnieje wiele metod produkcji ditlenku tytanu modyfikowanego srebrem m.in. zol-żel, fotodepozycja, hydrotermalna, mikrofalowa, czy impregnacja fotochemiczna. Ich wykorzystanie wiąże się jednak z koniecznością użycia agresywnych, toksycznych i drogich związków chemicznych, jak borowodorki czy hydrazyna oraz dodatkowych substancji chemicznych jak np. stabilizatory czy rozpuszczalniki organiczne, które mogą dostawać się do ś rodowiska. Wykorzystanie do produkcji ditlenku tytanu modyfikowanego srebrem ekstraktów roślinnych, nie wymaga stosowania toksycznych związków, podwyższonego ciśnienia i temperatury co wpisuje tę metodę w zasady tzw. „zielonej chemii”.
W literaturze można znaleźć wiele informacji na temat redukcji nanocząstek metali za pomocą ekstraktów roślinnych. Peter Logeswqari i współpracownicy w publikacji „Ecofriendly synthesis of silver nanoparticles from commercially available plant powders and their antibacterial properties”, Scientia Iranica F 2013, 20, 3, 1049-1054, opisują preparatykę nanocząstek srebra z wykorzystaniem ekstraktów z liści kwiatu tajskich Herb, czapetki kuminowej i wąkroty azjatyckiej oraz skórki pomarańczy chińskiej.
W przeglądowej pracy „A review on plants extract mediated synthesis of silver nanoparticles for antimicrobial applications: A green expertise, Journal of Advanced Research 2016, 7, 17-28, autorzy opisują metody preparatyki nanocząstek srebra z użyciem wielu roślin, takich jak: krąglatka, tatarak zwyczajny, herbata, buzdyganek naziemny, palma kokosowa, indiański ślaz, pistacja atlantycka, figowiec pospolity, palczatka cytrynowa, pokrzywiec, mleczara olbrzymia, wąkrota azjatycka, powój hawajski, kapusta właściwa, baranek indyjski, portulaka pospolita, tewecja peruwiańska, chropawiec wonny, mahoniowiec właściwy, banan zwyczajny, moringa olejodajna, mangostan właściwy, lotos orzechodajny, czosnek pospolity, aloes, pomarańcza chińska, bieluń surmikwiat, melonowiec właściwy.
Ze zgłoszenia patentowego P.420115 znany jest sposób wytwarzania cząstek nanosrebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych do redukcji srebra, który charakteryzuje się tym, że do nasyconego wodnego ekstraktu z koniczyny białej dodaje się 0,1 M roztwór AgNO3 w stosunku objętościowym AgNO3/ekstrakt równym 7,33 i miesza intensywnie od 15 do 60 minut do uzyskania brązowej barwy mieszaniny reakcyjnej, a następnie zawiesinę poddaje się dwukrotnemu wirowaniu w temperaturze 4°C z przemywaniem wodą, po czym uzyskany osad suszy się w temperaturze pokojowej.
Informację na temat preparatyki ditlenku tytanu za pomocą ekstraktów roślinnych także można znaleźć w wielu publikacjach. Kanayairam Velayutham i współpracownicy w publikacji „Evaluation of Catharanthus roseus leaf extract-mediated biosynthesis of titanium dioxide nanoparticles against Hippobosca maculata and Bovicola ovis”, Parasitol Research 2012, 111, 2329-2337 do produkcji tego związku użyli Katarantusa różowego.
W pracy „Efficient phyto-synthesis and structural characterization of rutile TiO2 nanoparticles using Annona squamosa peel extract”, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2012, 98, 86-90, opublikowanej przez Selvaraj Mohana Roopan i współpracowników można znaleźć informację na temat preparatyki ditlenku tytanu przy użyciu ekstraktu ze skórki flaszowca łuskowatego.
Z liści nocnego jaśminu, ditlenek tytanu wytworzyli Mahalingam Sundrarajan i Shanmugam Gowri a wyniki opublikowali w artykule „Green synthesis of titanium dioxide nanoparticles by Nyctanthes Arbor-Tristis leaves extract’, Chalcogenide Letters 2011, 8, 8, 447-451.
PL 241 040 B1
Manish Hudlikar i wpsółpracownicy w publikacji „Green synthesis of T1O2 nanoparticles by using aqueous extract of Jatropha curcas L. latex”, Materials Letters 2012, 75, 196-199, do preparatyki ditlenku tytanu użyli jatrofy przeczyszczającej.
Znaleziono jedynie dwie publikacje, w których ekstrakty roślinne stosuje się do wytworzenia ditlenku tytanu modyfikowanego srebrem, jednakże autorzy stosują w nich komercyjny ditlenek tytanu, a ekstrakt roślinny służy jedynie do redukcji jonów srebra. Akbar Rostami-Vartooni i współpracownicy w publikacji „Photocatalytic degradation of azo dyes by titanium dioxide supported silver nanoparticles prepared by a green method using Carpobrotus acinaciformis extract” Journal of Alloys and Compounds 2016, 689, 15-20, użyli ekstraktu z karpobrota szablastego do redukcji jonów srebra i impregnacji ich na komercyjnym ditlenku tytanu.
Biswajit Saha wraz z współpracownikami użyli bazylii azjatyckiej do redukcji jonów srebra i osadzenia ich na ditlenku tytanu, a wyniki swoich badań opublikowali w pracy „Green synthesis of nano silver on TiO2 catalyst for application in oxidation of thiophene”, Chemical Engineering Science 2019,199, 332-341.
Nie znaleziono informacji o zastosowaniu biosyntezy z użyciem naturalnych ekstraktów roślinnych do wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego srebrem, gdzie obecność tychże ekstraktów skutkuje powstaniem ditlenku tytanu i jednoczesną redukcją jonów srebra. W metodzie tej stosuje się jedynie prekursory ditlenku tytanu i nanosrebra, nie wymagane jest użycie toksycznych związków i dużej ilości energii, co powoduje atrakcyjność tej metody.
Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że do roztworu AgNO3, jako reduktor jonów srebra do srebra, dodaje się wodny ekstrakt roślinny i wkrapla tetraizopropanolan tytanu (TTIP) w stosunku odpowiednio 350:50:30, a następnie intensywnie miesza przez 24 godziny. Powstałą zawiesinę wiruje się kilkukrotnie w 4°C z przemywaniem wodą destylowaną. Uzyskany osad suszy się w temperaturze pokojowej. Wodny ekstrakt roślinny uzyskuje się przez dodanie koniczyny do wody destylowanej, 10 gramów koniczyny na każde 400 ml wody, następnie mieszaninę doprowadza się do wrzenia i gotuje się przez 10 minut pod przykryciem.
Uzyskuje się ditlenek tytanu modyfikowany srebrem w formie proszku. Prekursorem ditlenku tytanu jest tetraizopropanolan tytanu (TTIP) a prekursorem jonów srebra azotan srebra (AgNO3).
Stosuje się wodny ekstrakt roślinny otrzymany z liści świeżej i/lub wysuszonej koniczyny polnej. Można także stosować ekstrakty z liści i/lub łodyg i/lub kwiatów innych roślin. Proces wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego srebrem prowadzi się przy ciągłym mieszaniu, w temperaturze pokojowej i przy ciśnieniu atmosferycznym.
Zaletą rozwiązania jest prowadzenie procesu w łagodnych warunkach: w temperaturze i ciśnieniu otoczenia, bez użycia agresywnych, toksycznych związków chemicznych.
Wynalazek jest bliżej przedstawiony w poniższych przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1
Uzyskiwanie ekstraktu roślinnego:
Do 400 ml wody destylowanej dodano 10 gramów świeżej koniczyny białej, doprowadzono do wrzenia i gotowano przez 10 minut pod przykryciem. Roztwór ochłodzono do temperatury pokojowej i przesączono przez filtr papierowy. Przechowywano w lodówce w brązowej butelce maksymalnie przez tydzień.
Otrzymywanie ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra:
Do zlewki 600 ml wprowadzono 350 ml 0,1 M AgNO3 i podczas mieszania dodano 50 ml ekstraktu. Następnie wkroplono 30 ml TTIP i mieszano w temperaturze pokojowej przez 24 h.
Po zakończeniu reakcji roztwór wirowano przez 30 minut przy obrotach 7000 w 4°C, zlano roztwór znad osadu, osad zalano wodą destylowaną i powtórnie odwirowano w tych samych warunkach. Po zlaniu roztworu znad osadu, osad rozłożono na szalki i wysuszono na powietrzu. Obecność nanocząstek srebra na powierzchni krystalitów ditlenku tytanu potwierdzona została metodą spektroskopii SEM/EDX.
P r z y k ł a d 2
Uzyskiwanie ekstraktu roślinnego:
Do 400 ml wody destylowanej dodano 10 gramów świeżej koniczyny polnej, doprowadzono do wrzenia i gotowano przez 10 minut pod przykryciem. Roztwór ochłodzono do temperatury pokojowej i przesączono przez filtr papierowy. Przechowywano w lodówce w brązowej butelce maksymalnie przez tydzień.
PL 241 040 B1
Otrzymywanie ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra:
Do zlewki 600 ml wprowadzono 350 ml 0,1 M AgNOi i podczas mieszania dodano 50 ml ekstraktu. Następnie wkroplono 30 ml TTIP i mieszano w temperaturze pokojowej przez 24h.
Po zakończeniu reakcji roztwór wirowano przez 30 minut przy obrotach 7000 w 4°C, zlano roztwór znad osadu, osad zalano wodą destylowaną i powtórnie odwirowano w tych samych warunkach. Po zlaniu roztworu znad osadu, osad rozłożono na szalki i wysuszono na powietrzu. Obecność nanocząstek srebra na powierzchni krystalitów ditlenku tytanu potwierdzona została metodą spektroskopii SEM/EDX.
P r z y k ł a d 3
Uzyskiwanie ekstraktu roślinnego:
Do 400 ml wody destylowanej dodano 10 gramów suszonej koniczyny białej, doprowadzono do wrzenia i gotowano przez 10 minut pod przykryciem. Roztwór ochłodzono do temperatury pokojowej i przesączono przez filtr papierowy. Przechowywano w lodówce w brązowej butelce maksymalnie przez tydzień.
Otrzymywanie ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra:
Do zlewki 600 ml wprowadzono 350 ml 0,1 M AgNO3 i podczas mieszania dodano 50 ml ekstraktu. Następnie wkroplono 30 ml TTIP i mieszano w temperaturze pokojowej przez 24 h.
Po zakończeniu reakcji roztwór wirowano przez 30 minut przy obrotach 7000 w 4°C, zlano roztwór znad osadu, osad zalano wodą destylowaną i powtórnie odwirowano w tych samych warunkach. Po zlaniu roztworu znad osadu, osad rozłożono na szalki i wysuszono na powietrzu. Obecność nanocząstek srebra na powierzchni krystalitów ditlenku tytanu potwierdzona została metodą spektroskopii SEM/EDX.
P r z y k ł a d 4
Uzyskiwanie ekstraktu roślinnego:
Do 400 ml wody destylowanej dodano 10 gramów suszonej koniczyny polnej, doprowadzono do wrzenia i gotowano przez 10 minut pod przykryciem. Roztwór ochłodzono do temperatury pokojowej i przesączono przez filtr papierowy. Przechowywano w lodówce w brązowej butelce maksymalnie przez tydzień.
Otrzymywanie ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra:
Do zlewki 600ml wprowadzono 350 ml 0,1 M AgNO3 i podczas mieszania dodano 50 ml ekstraktu. Następnie wkroplono 30 ml TTIP i mieszano w temperaturze pokojowej przez 24 h.
Po zakończeniu reakcji roztwór wirowano przez 30 minut przy obrotach 7000 w 4°C, zlano roztwór znad osadu, osad zalano wodą destylowaną i powtórnie odwirowano w tych'samych warunkach. Po zlaniu roztworu znad osadu, osad rozłożono na szalki i wysuszono na powietrzu. Obecność nanocząstek srebra na powierzchni krystalitów ditlenku tytanu potwierdzona została metodą spektroskopii SEM /EDX.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanosrebrem z wykorzystaniem naturalnych.ekstraktów roślinnych, znamienny tym, że do roztworu AgNO3 w temperaturze pokojowej dodaje się wodny ekstrakt roślinny i wkrapla się tetraizopropanolan tytanu w stosunku 350:50:30, miesza przez 24 godziny, a następnie poddaje dwukrotnemu wirowaniu w temperaturze 4°C z przemywaniem wodą, po czym uzyskany osad suszy się w temperaturze pokojowej, przy czym wodny ekstrakt roślinny uzyskuje się przez dodanie koniczyny do wody destylowanej, 10 gramów koniczyny na każde 400 ml wody, następnie mieszaninę doprowadza się do wrzenia i gotuje się przez 10 minut pod przykryciem.
2. Sposób wytwarzania ditlenku tytanu według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wodny ekstrakt otrzymany z liści świeżej i/lub wysuszonej koniczyny polnej.
3. Sposób wytwarzania ditlenku tytanu według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się przy ciągłym mieszaniu.
4. Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanosrebrem według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze pokojowej i przy ciśnieniu atmosferycznym.
PL429839A 2019-05-09 2019-05-09 Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych PL241040B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL429839A PL241040B1 (pl) 2019-05-09 2019-05-09 Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL429839A PL241040B1 (pl) 2019-05-09 2019-05-09 Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL429839A1 PL429839A1 (pl) 2020-11-16
PL241040B1 true PL241040B1 (pl) 2022-07-25

Family

ID=73196977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL429839A PL241040B1 (pl) 2019-05-09 2019-05-09 Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL241040B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12305008B2 (en) * 2022-09-29 2025-05-20 Seyed AmirAli Anvar Non-destructive method for producing Ag/TiO2 nanocomposite including crocus sativus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12305008B2 (en) * 2022-09-29 2025-05-20 Seyed AmirAli Anvar Non-destructive method for producing Ag/TiO2 nanocomposite including crocus sativus

Also Published As

Publication number Publication date
PL429839A1 (pl) 2020-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fagier Plant‐mediated biosynthesis and photocatalysis activities of zinc oxide nanoparticles: a prospect towards dyes mineralization
Abisharani et al. Green synthesis of TiO2 nanoparticles using Cucurbita pepo seeds extract
Kganyago et al. Synthesis of NiO nanoparticles via a green route using Monsonia burkeana: the physical and biological properties
Miri et al. Plant-mediated biosynthesis of silver nanoparticles using Prosopis farcta extract and its antibacterial properties
Caroling et al. Biosynthesis of copper nanoparticles using aqueous Phyllanthus embilica (Gooseberry) extract-characterisation and study of antimicrobial effects
Sharma et al. Green synthesis of CuO nanoparticles using Azadirachta indica and its antibacterial activity for medicinal applications
Mobarak et al. Plant extract-mediated green-synthesized CuO nanoparticles for environmental and microbial remediation: a review covering basic understandings to mechanistic study
Poojary et al. Green synthesis of silver and gold nanoparticles using root bark extract of Mammea suriga: characterization, process optimization, and their antibacterial activity
Ahmad et al. Green synthesis of ZnO nanocubes from Ceropegia omissa H. Huber extract for photocatalytic degradation of bisphenol An under visible light to mitigate water pollution
Saikia et al. Green synthesis of silver nanoparticles using Asiatic Pennywort and Bryophyllum leaves extract and their antimicrobial activity
Brum et al. Green synthesis of niobium (V) oxide nanoparticles using pecan nutshell (Carya illinoinensis) and evaluation of its antioxidant activity
Ahmed et al. Neodymium oxide nanoparticles synthesis using phytochemicals of leaf extracts of different plants as reducing and capping agents: Growth mechanism, optical, structural and catalytic properties
Shimi et al. Photocatalytic activity of green construction TiO2 nanoparticles from Phyllanthus niruri leaf extract
Disha et al. Green Synthesis of Nano‐Sized Metal Oxides (Ag2O, CuO, ZnO, MgO, CaO, and TiO2) Using Plant Extract for a Sustainable Environment
PL241040B1 (pl) Sposób wytwarzania ditlenku tytanu modyfikowanego nanocząstkami srebra z wykorzystaniem naturalnych ekstraktów roślinnych
Elattar et al. Green Synthesis of Ag/TiO2 and Ag/Co/TiO2 Nanocomposites from Ceratonia siliqua Extract for Antioxidant and Antibacterial Applications
Waseem et al. Effect of heat treatment on the efficient adsorption of Cd2+ ions by nanosized SiO2, TiO2 and their composite
Ghaware et al. Effect of Small Change in Reaction Conditions on the Size of Monoclinic BiVO4 Nanoparticles and their Photocatalytic Abilities
Kala et al. Curcumin-assisted preparation of α-Fe2O3@ TiO2 nanocomposites for antibacterial and photocatalytic activity
Anirudh et al. Production of TiO2 nanoparticles by green and chemical synthesis—a short review
Jasim et al. Characterization of silver nano particles synthesized by leaves green tea extract
Derki et al. Controlled biosynthesis of zinc oxide nanoparticles using plant extracts: a box-behnken design for size optimization
Cardeño Calle et al. Green synthesis of silver nanoparticles using green coffee bean extract
Korkmaz et al. Environmentally friendly synthesis and biological activity assessment of titanium dioxide nanoparticles with hemp (Cannabis sativa L.) leaf extract
Fernanda et al. Utilization of banana peels extracts in the synthesis of ZnO nanoparticles