Plasma

Jul 05, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 7427 (2023) Diesen Artikel zitieren

689 Zugriffe

Details zu den Metriken

Nanostrukturiertes Wolframoxid als Halbleitermetalloxid hat aufgrund seiner vielversprechenden und bemerkenswerten Eigenschaften große Aufmerksamkeit erregt. Wolframoxid-Nanopartikel können in einer Vielzahl von Technologien und Anwendungen wie Katalysatoren, Sensoren, Superkondensatoren usw. eingesetzt werden. In dieser Studie wurden Nanopartikel mit einer einfachen Methode mithilfe einer atmosphärischen Glimmentladung hergestellt. Dieser moderne Ansatz hatte viele Vorteile wie hohe Effizienz und einfache Funktion. Die Synthese erfolgte in nur einem Schritt und einer kurzen Zeit, die bei 2 Minuten begann und 8 Minuten lang fortgesetzt wurde. Das Röntgenbeugungsmuster zeigte die Bildung von \({\mathrm{WO}}_{3}\) bei Atmosphärendruck. Die synthetisierte Partikelgröße wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert. Den experimentellen Ergebnissen zufolge wurde die Synthese stark von der angelegten Spannung, der Gasart und der Plasmabildungsseite über der Wasseroberfläche beeinflusst. Erhöhungen der elektrischen Potentialdifferenz und der Wärmeleitfähigkeit des Gases führten zu einer höheren Syntheserate, während diese Rate durch Verringerung des Atomgewichts des Gases verringert wurde.

Nanopartikel werden aufgrund ihrer einzigartigen optischen Eigenschaften, Form und Größe häufig verwendet. Biologische, chemische und physikalische Methoden sind gängige Synthesemethoden für diese Partikel1,2. Metallnanopartikel (MNPs) erregen die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern aufgrund ihrer anpassbaren Eigenschaften für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen, darunter Biomedizin, Elektronikindustrie und optische Geräte3,4,5,6. Ein kristallines Pulver aus Metallnanopartikeln wie Wolframoxid, auch bekannt als Wolframtrioxid (\({\mathrm{WO}}_{3}\)), kann in der Elektrochemie, Photokatalysatoren, intelligenten Fenstern und elektronischen Geräten verwendet werden7 ,8,9,10.

Die Forschung und Entwicklung im Bereich Nanotechnologie hat sich weltweit beschleunigt. Eines ihrer Schlüsselprodukte sind metallische Nanopartikel (MNPs). Nanopartikel werden am häufigsten durch nasschemische Verfahren synthetisiert. Diese erzeugen mit Hilfe reduzierender chemischer Wirkstoffe in der Lösung eine Keimbildung11. Im Vergleich dazu bereitet die Plasmasynthese den Kern ohne chemische Wirkstoffe oder darüber liegende Wirkstoffe vor. In nichtthermischen Plasmen (NTP) haben Ionen und Elektronen unterschiedliche Temperaturen12. Dabei kann die nicht-thermische Synthese von Nanopartikeln bei verschiedenen Schmelztemperaturen ermöglicht werden. Gemäß der Hall-Patch-Beziehung kann durch Reduzierung der Korngröße eine Festigkeit erreicht werden, die der theoretischen Materialfestigkeit ähnelt. Die NTP-Technologie als herausragende saubere und einfache Synthesemethode für Nanomaterialien hat aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften bei der Reduzierung der Korngröße große Aufmerksamkeit auf sich gezogen13.

Ashkarran et al.14 synthetisierten \({\mathrm{WO}}_{3}\)-Nanopartikel durch die Methode der elektrischen Lichtbogenentladung in entionisiertem Wasser mit unterschiedlichen Lichtbogenströmen und untersuchten die Eigenschaften der resultierenden Nanopartikel. Die Partikelgröße im 25 A Lichtbogenstrom betrug etwa 30 nm. Die Partikelgröße nahm mit zunehmendem Lichtbogenstrom auf 64 nm zu, was zu einer Verringerung der Bandlücke von 2,9 auf 2,6 eV führte. Bei der niedrigsten Stromstärke vorbereitete Proben hatten aufgrund der kleinsten Partikelgröße und der größten Oberfläche eine höhere photokatalytische Aktivität. Chen et al.15 stellten \({\mathrm{WO}}_{3}{.\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\) Nanopartikel mit einer Größe von etwa 5 nm durch gepulstes Plasma her entionisiertes Wasser. Der Löscheffekt und die Flüssigkeitsumgebung, die dem gepulsten Plasma in entionisiertem Wasser innewohnen, führten zu ultrakleinen Partikeln mit Gitterlängen, die größer als die von Referenzgittern waren. Das \({\mathrm{WO}}_{3}{.\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}\) zeigte eine höhere Absorption als ST-01 \({\mathrm{TiO}}_ {2}\) und Wako \({\mathrm{WO}}_{3}\) Nanopartikel im sichtbaren Bereich. Sirotkin et al.16 verwendeten eine Unterwasser-Schockentladung, um \({\mathrm{WO}}_{3}\)-Nanopartikel zu synthetisieren, die eine monokline Modifikation \({\mathrm{WO}}_{3}\) bildeten einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 60 nm, abhängig vom Entladestrom und zusätzlichen Elektrolyten. Aufgrund der geringen Bandlücke und der porösen Struktur zeigte die Probe eine hohe photokatalytische Aktivität. Ranjan et al.17 synthetisierten \({\mathrm{WO}}_{3}\)-Nanopartikel durch einen Drahtexplosionsprozess in einer Sauerstoffumgebung und untersuchten ihr photokatalytisches Verhalten. Die Partikelgröße folgte einer logarithmischen Normalverteilung mit einer minimalen mittleren Größe von 24,1 nm. Die Bandlücke von Nanopartikeln wurde mit 2,92 eV gemessen. Chang et al.18 produzierten Nano-Wolframkolloide \(({\mathrm{W}}_{2.00}\mathrm{ und W})\) mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 164,9 nm, einer Absorptionswellenlänge von 315 nm, \( \upzeta \)-Potential von − 64,9 mV und eine minimale Partikelgröße von 11 nm unter Verwendung eines Funkenentladungssystems in entionisiertem Wasser.

In dieser Studie wurde über die Synthese von Wolframoxid-Nanopartikeln mithilfe von NTP berichtet, die aus einer Glimmentladung bei Atmosphärendruck resultieren, die mit der Wasseroberfläche interagiert. Diese Methode bietet ein einstufiges und schnelles Verfahren zur Synthese großer Mengen an \({\mathrm{WO}}_{3}\)-Nanopartikeln mit hoher Effizienz in relativ kurzer Zeit. Diese Technik zur Herstellung von \({\mathrm{WO}}_{3}\)-Nanopartikeln ist insofern einzigartig, als sie NP außerhalb des Lösungsmittelmediums Wasser erzeugt, wodurch die Notwendigkeit entfällt, das Nanopulver nach dem Herstellungsprozess aus der Lösung zu entfernen. Das synthetisierte Produkt wurde mittels XRD und SEM analysiert.

Der Versuchsaufbau während der Plasmaerzeugung und der Synthese von Nanopartikeln sowie die Methode zum Sammeln der synthetisierten Nanopartikel sind in Abb. 1a bzw. b dargestellt. In der vorliegenden Studie wurde für die Nanopartikelsynthese ein Hoffman-Elektrolysereaktor inklusive Sammelkolben auf der Kathodenseite verwendet. Anode und Kathode waren Wolframstäbe mit einem Durchmesser von 1,5 (mm). Der Reaktor war mit Wasser gefüllt (pH = 6,68, EC = 101). Die Stromversorgung erfolgte mit Gleichstrom bei 7 (kV). Plasma wurde durch Stickstoffgas erzeugt und der Massendurchflussregler wurde auf 50 sccm eingestellt. Das Nanopulver wurde gesammelt, indem der Kolben nach dem Entladen nach oben bewegt und das Reaktorwasser durch das Auslassventil entleert wurde. Die Spektroskopie wurde mit einem TIDA-Spektrometer (UCS-G400) im Wellenlängenbereich (200–1000 nm) der Teksan Company durchgeführt. Morphologie und Elementaranalyse wurden mittels Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie (MIRA3 FEG-SEM) durchgeführt und die Kristallstruktur der Probe wurde mittels Röntgenbeugung (TD-3700) ermittelt.

Versuchsaufbau zur Synthese von Nanopartikeln.

Obwohl es verschiedene Konfigurationen gibt, die für die Wechselwirkung von Plasma mit Flüssigkeit verwendet werden können, lag der Schwerpunkt dieser Arbeit auf Wasser aufgrund seiner hohen Wärmekapazität, das als Elektrode im Gleichstrom-Plasmakreislauf diente und das Plasma nahezu kalt hielt. Ein negativ vorgespanntes Gleichstromplasma interagierte mit der Wasseranodenelektrode. Durch die Abstrahlung von Elektronen aus dem kalten atmosphärischen Plasma in Richtung der Wasseroberfläche auf der Kathodenseite wurde eine beträchtliche Anzahl von Elektronen über der Wasseroberfläche freigelegt. Diese Elektronen wurden als hydratisierte Elektronen stabilisiert. In der kathodischen Plasmakonfiguration gelangten auch hydratisierte Elektronen an die Wasseroberfläche und wurden solvatisiert, was für eine Reihe von Prozessen von Bedeutung sein kann. Durch die Reaktion zwischen diesen hochenergetischen Elektronen und den Molekülen wurden Wassermoleküle mit Energie versorgt, abgebaut oder ionisiert. Die Rekombination zweiter Ordnung von \({\mathrm{e}}^{-}\), die der Wasserstoffentwicklung im Elektrolytsystem entspricht, entstand, als die hydratisierten Elektronen, die im Wasser mit niedriger Energie gelöst waren, mit dem reagierten Wassermoleküle19,20.

Natürlich ist zu beachten, dass die primären Ionenspezies N, O und Ar im Gasphasenplasma entstehen, das mehrere Umwandlungen durchlaufen kann. Sekundäre Spezies entstehen durch den Abbau oder die Wechselwirkung der primären Spezies untereinander oder mit Molekülen. Diese Umwandlungen entstehen in der Grenzschicht, wo Plasmaentladungen zur Wasseroberfläche gelangen. Im Fallprozess unserer Untersuchung war jedoch nur das Vorhandensein primärer Spezies unwirksam, und der Wechsel von der Kathode zur Anode der plasmaerzeugenden Elektrode führte nicht zur Erzeugung von Wolframoxid-Nanopartikeln.

Es gibt verschiedene Arten von Plasma-Flüssigkeits-Systemen, bei denen es sich um Plasma über oder innerhalb der Flüssigkeit handelt. Bei beiden Typen gibt es eine Plasma-Flüssigkeits-Grenzfläche. Die Grenzflächenregion ist eine sehr wichtige Zone für die Synthese von Nanopartikeln, da hier die wichtigsten physikalischen und chemischen Reaktionen stattfinden können. In dieser Studie wurde ein atmosphärisches Plasmasystem über dem Wasser zur Herstellung von Wolframoxid-Nanopartikeln verwendet. Die Anodenelektrode wurde über der Wasseroberfläche platziert und die Kathodenelektrode wurde im Wasser platziert. Plasma wird in diesem Design als anodisches Plasma bezeichnet21. Dann wurde der Prozess umgekehrt, was als kathodisches Plasma21 bezeichnet wird. In diesem Fall schloss die berührungslose Elektrode den Stromkreis, ohne Kontakt mit der Wasseroberfläche herzustellen.

Die Art des Gases und die Seite der Plasmabildung beeinflussen den Syntheseprozess stark. Im Stickstoff-Kathodenplasma wurde in sehr kurzer Zeit, 8 Minuten, eine erhebliche Menge an Nanopartikeln bei 7 kV synthetisiert. Unter ähnlichen Umständen waren die synthetisierten Nanopartikel im Sauerstoff-Kathodenplasma geringer als im Stickstoff-Kathodenplasma. Anodisches Plasma führte nicht zur Synthese von Wolframoxid-Nanopartikeln in Stickstoff und Sauerstoff. Sowohl im kathodischen als auch im anodischen Plasma wurden nach 8 Minuten durch Argon keine Wolframoxid-Nanopartikel erzeugt. Das Inertgas reduzierte die Verdunstung der Wolframelektrode und verhinderte deren Oxidation. Andererseits hat Argon eine geringe Wärmeleitung und ein hohes Atomgewicht. Ein hohes Atomgewicht verringert die Wärmeleitung und Konvektion. Das Vorhandensein von Sauerstoff- oder Stickstoffgas führte aufgrund ihrer hohen Wärmeleitung und ihres geringen Atomgewichts zur Wärmeleitung an die Elektrodenoberfläche, wodurch Wolfram verdampfte und seine Oxidation verursachte. Mit zunehmender Spannung und zunehmender Zeit wurde die Synthese jedoch auch im kathodischen Argonplasma durchgeführt. Nach diesen Interpretationen wurde Stickstoff-Kathodenplasma für die Synthese und Analyse von Wolframoxid-Nanopartikeln ausgewählt.

Das Anlegen des Potentials an die Elektroden verursachte den Gaszusammenbruch und bildete bei Atmosphärendruck ein stabiles Glimmentladungsplasma zwischen der Kathode und der Wasseroberfläche (Grenzfläche). Mit anderen Worten: Plasma wurde durch die Metallkathodenelektrode im System mit Gleichstromvorspannung ersetzt. Die meisten Elektronen von der Kathode gelangten in die Grenzfläche. Energetische Elektronen konnten in dieser Region Teilchen (Moleküle und Atome) anregen und ionisieren. Aufgrund der Ionisierung in der Plasma-Flüssigkeits-Grenzfläche wurden viele Sekundärelektronen und positive Ionen erzeugt. Wenn das Wasser als Anode fungierte, verringerte sich die Spannung an der Grenzfläche nicht und die Sekundärelektronen fielen von der Plasmamasse auf das Wasser. Die Sekundärelektronen wurden in Wasser gelöst und bildeten hydratisierte Elektronen \(({\mathrm{e}}_{\mathrm{aq}}^{-})\). Die resultierenden stickstoffpositiven Ionen bewegten sich zur Kathode. Die negative Vorspannungsoberfläche der Kathode wurde mit stickstoffpositiven Ionen bombardiert, die aus der Elektronenkollision resultierten, und kinetische Energie wurde auf ihre Oberfläche übertragen. Dies führte zur Impulsübertragung und zur Erosion der Wolframkathode. Mit anderen Worten: Die Kollision energiereicher Ionen mit der Kathodenoberfläche führte zum Sputtern. Nach der Kollision positiver Ionen könnten weitere Elektronen erzeugt werden, um die Entladung aufrechtzuerhalten.

Gemäß Abb. 2 begannen sich im Modell der berührungslosen Kathode \({\mathrm{WO}}_{3}\) Nanopartikel über dem hohlen Teil der Glaswand des Hoffman-Reaktors, der Kathode usw. zu bilden die Wasseroberfläche nach 2 Min.

(a) Beginn (b) nach 3 Minuten und (c) Ende des atmosphärischen Sputterns zur Herstellung von Wolframoxid-Nanopulver.

Abhängig vom Auftreffwinkel, der Energie, der Masse der Stoßionen und der Bindungsenergie der Kathodenatome können die einfallenden Ionen reflektiert, an der Oberfläche adsorbiert, die Atome auf der Kathodenoberfläche implantiert oder entfernt werden. Einfallende Ionen können Kathodenatome zur Emission von Sekundärelektronen anregen. Anschließend lösten sie sich von der Kathode, ionisierten die neutralen Gasatome und halfen bei der Aufrechterhaltung des Plasmas. Bei diesem Prozess wurde das Kathoden-Wolframmaterial als Atomdampf freigesetzt. Wolframatome werden im plasmaerzeugenden Feld beschleunigt. Sie reagierten mit negativen Sauerstoffionen, die in unterschiedlicher Ausrichtung von der Metalloxidkathode verteilt wurden, und bedeckten dann den Glaswandreaktor mit einer dünnen Schicht \({\mathrm{WO}}_{3}\)-Pulver.

Darüber hinaus trieb die Bildung von Plasma Oxidations-Reduktions-Reaktionen durch in das Wasser eingebrachte hochreaktive Spezies voran. Durch den Kontakt des Plasmas mit der Wasseroberfläche dissoziierten energiereiche Plasmaspezies wie freie Elektronen, Ionen oder elektronisch angeregte Atome Moleküle entweder der Wasseroberfläche oder des Dampfes, was den notwendigen Sauerstoff für die Wolframoxidation lieferte.

Sputtern und Verdampfen sind zwei physikalische Prozesse, die bei der Synthese von Nanopartikeln in diesem Plasma-Wechselwirkungssystem mit der Wasseroberfläche ablaufen. In diesem Fall betrug die Syntheseeffizienz 78 %. Für 1,285 g Erosion der Kathode wurde in 8 Minuten 1 g Wolframoxid auf der Oberfläche der Reaktorglaswand synthetisiert.

Wenn ein einfallendes Elektron einem Stickstoffatom genügend Energie gibt, stößt es eines der daran gebundenen Elektronen aus. Es entsteht also ein ionisiertes Stickstoffatom. Die Anregung eines Orbitalelektrons in einen höheren Zustand zerfällt unter Emission von Photonen in den Grundzustand. Es kommt zu vielen Elektron-Atom-Kollisionen. Dadurch wird bei der Gasentladung viel Licht zwischen den Kathoden- und Anodenelektroden emittiert. Die höchste Intensität hat die Lichtemission im Negativglühen auf der Kathodenseite und im Anodenglühen auf der Anodenseite21. Daher wurden für die Spektroskopie die beiden genannten Regionen mit starken Emissionen rund um die Anode (bei anodischem Plasma) und die Kathode (bei kathodischem Plasma) ausgewählt. Diese Bereiche waren von den Elektroden durch Zonen mit schwacher Emission oder ohne Emission getrennt. Abbildung 3 zeigt die Spektren von Plasmaemissionslichtern im Anodenglühen und den negativen Glimmbereichen in anodischen bzw. kathodischen Plasmen.

Spektren von Plasmaemissionslichtern im Anodenglühen und Negativglühen.

Die Emissionsintensitäten im Negativglühen waren viel höher als im Anodenglühen. Beim Anodenglühen bilden Elektronen mit niedrigerer Energie aufgrund von Kollisionen mit flüssigen Atomen und Molekülen einen hellen Bereich mit geringerer Intensität als das negative Leuchten. Im negativen Leuchten rekombinieren Elektronen mit hoher Dichte und geringer Geschwindigkeit leicht mit positiven Ionen und emittieren hochintensive Rekombinationsstrahlung. Mit anderen Worten: Die Elektronenenergie bei der atmosphärischen Glimmentladung mit einer Flüssigkeitselektrode wurde im negativen Glühen stärker erhalten als im Anodenglühen, wie in Abb. 4 dargestellt.

Anodisches Plasma bei Spannungen von (a) 3 kV, (b) 4 kV, (c) 7 kV und kathodisches Plasma bei Spannungen von (d) 3 kV, (e) 4 kV, (f) 7 kV auf der Wasseroberfläche.

Das Röntgenbeugungsmuster synthetisierter Nanopartikel ist in Abb. 5 dargestellt. Scharfe Peaks wurden bei \(2\uptheta =23,20\), \(2\uptheta =23,67\), \(2\uptheta =24,43\) identifiziert. , \(2\uptheta =33,37\) und \(2\uptheta =34,22\) Grad entsprechende monokline \({\mathrm{WO}}_{3}\)-Phase (Raumgruppe: P21/n(14) ).

Röntgenbeugungsspektrum von \({\mathrm{WO}}_{3}\) Nanopartikeln.

Die Kristalldomänengröße von \({\mathrm{WO}}_{3}\) für die Verbreiterung des markanten Peaks (200) wurde mithilfe der berühmten Debye-Scherer-Gleichung geschätzt. (1)22

Dabei ist D die volumengemittelte Kristallitgröße der Partikel, λ die Röntgenwellenlänge, β die (FWHM) des Beugungspeaks, θ der Beugungswinkel und k die Debye-Scherer-Konstante. D wurde unter Verwendung der Breite des größten und symmetrischsten Peaks von 19,40 (nm) ermittelt. Der Wert der Versetzungsdichte \({\updelta }_{\mathrm{np}}\) zeigt den Kristallinitätsgrad des Nanopartikelprofils und wurde nach Gl. berechnet. (2)23,

Die erhaltene Versetzungsdichte beträgt 0,003 \({\mathrm{nm}}^{-2}\).

Um die Morphologie von Nanopartikeln zu untersuchen, wurden Bilder der in Abb. 6 gezeigten SEM-Technik verwendet. Abbildung 6 zeigt, dass die Nanopartikel gut getrennt und recht klein sind, obwohl gelegentlich große Nanopartikelbrocken beobachtet werden. Die mit dem REM-Bild korrelierte Partikelgrößenverteilung ist in Abb. 7 dargestellt. Der durchschnittliche Durchmesser der \({\mathrm{WO}}_{3}\) MNPs wurde auf 50–70 (nm) geschätzt. Die Gesamtzahl der Nanopartikel betrug 200. Die beobachtete Diskrepanz zwischen der Kristallitgröße und der SEM zeigte, dass die synthetisierten Partikel keine perfekten Einzelkristallite waren und mehrere Versetzungen aufwiesen, die die Periodizität der kristallinen Natur auflösten. Als Ergebnis enthielt ein Partikel einige Kristallite als kohärent beugende Bereiche. Bei jedem Partikel handelte es sich also um eine Agglomeration mehrerer zusammengeklebter Kristallite, was dazu führte, dass die Partikelgröße in der SEM-Bildanalyse größer wurde.

(a) und (b) SEM-Bilder von synthetisiertem Wolframoxid-Nanopulver bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck.

Aus den REM-Bildern ermitteltes Histogramm der Partikelgrößenverteilung.

Obwohl Plasma-Flüssigkeits-Aufbauten früher neben der Oberflächenfunktionalisierung auch sehr gut für die Verarbeitung und Synthese von Nanomaterialien eingesetzt wurden, sollten weitere Anstrengungen unternommen werden, um die Rolle der Plasma-Flüssigkeits-Wechselwirkungen in diesem Bereich mit einem umfassenden Verständnis der plasmainduzierten Physik zu optimieren und zu erweitern und chemische Eigenschaften. Die Sammlung dieses Wissens kann zu neuen potenziellen Einsatzmöglichkeiten für Plasma-Flüssigkeits-Wechselwirkungen in einer Vielzahl von Bereichen, einschließlich Nanopartikeln, führen. In dieser Studie wurde eine atmosphärische Glimmentladungstechnik zur Synthese von Wolframoxid-Nanopulver verwendet. Es wird erwartet, dass die Anpassung experimenteller Parameter in Zukunft eine Methode zur Änderung der Größe der Nanopartikel bieten wird. Letztendlich wurden aus dieser Studie folgende Schlussfolgerungen gezogen:

Die \({\mathrm{WO}}_{3}\)-Nanopartikel wurden aus REM-Ergebnissen mit einem Radius im Bereich von 50–70 nm erhalten.

Diese Technik bietet eine einfache, kostengünstige und umweltfreundliche Möglichkeit, große Mengen an Wolframtrioxid-Nanopartikeln in sehr kurzer Zeit herzustellen.

Bei der Synthese von Nanopartikeln spielen die Gas- und Plasmaarten sowie die angelegte Spannung eine wesentliche Rolle. Mit zunehmender Spannung steigt die Wahrscheinlichkeit einer Synthese im kathodischen Plasma. Kathodisches Stickstoffplasma weist im Vergleich zu kathodischen Sauerstoff- und Argonplasmen die höchste Syntheseeffizienz auf.

Die Synthesemenge im kathodischen Plasma erhöht sich in Gegenwart von Gasen mit hoher Wärmeleitfähigkeit und niedrigem Atomgewicht.

Die während der aktuellen Studie generierten und/oder analysierten Datensätze sind im OSF-Repository verfügbar, [https://osf.io/mfqw6/?view_only=8c4ab06a6b3d4731960199eb23e4749d].

Khandel, P., Yadaw, RK, Soni, DK, Kanwar, L. & Shahi, SK Biogenese von Metallnanopartikeln und ihre pharmakologischen Anwendungen: Aktueller Stand und Anwendungsaussichten. J. Nanostruktur. Chem. 8, 217–254. https://doi.org/10.1007/s40097-018-0267-4 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Devamani, RHP & Alagar, M. Synthese und Charakterisierung von Kupfer-II-Hydroxid-Nanopartikeln. Nano Biomed. Ing. 5(3), 116–120. https://doi.org/10.5101/nbe.v5i3.p116-120 (2013).

Artikel CAS Google Scholar

Doria, G. et al. Edelmetall-Nanopartikel für Biosensoranwendungen. Sensoren 12(2), 1657–1687. https://doi.org/10.3390/s120201657 (2012).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Matsui, I. Nanopartikel für elektronische Geräteanwendungen: Ein kurzer Überblick. JCEG. 38(8), 535–546. https://doi.org/10.1252/jcej.38.535 (2005).

Artikel CAS Google Scholar

Choi, JR, Shin, DM, Song, H., Lee, D. & Kim, K. Aktuelle Errungenschaften von Nanopartikelanwendungen bei der Entwicklung optischer Sensor- und Bildgebungstechniken. Nanokonverg. https://doi.org/10.1186/s40580-016-0090-x (2016).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Sahu, RK, Hiremath, SS, Manivannan, PV & Singaperumal, M. Erzeugung und Charakterisierung von Kupfernanopartikeln mittels mikroelektrischer Entladungsbearbeitung. Mater. Hersteller Verfahren. 29(4), 477–486. https://doi.org/10.1080/10426914.2013.872263 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Tahir, MB, Nabi, G., Rafique, M. & Khalid, NR Nanostrukturierte WO3-Photokatalysatoren: Aktuelle Entwicklung, Aktivitätssteigerung, Perspektiven und Anwendungen für die Abwasserbehandlung. Int. J. Umgebung. Wissenschaft. Technol. 14(11), 2519–2542. https://doi.org/10.1007/s13762-017-1394-z (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Zhou, B. et al. Eine kostengünstige Herstellung einer Nanosphärenfolie mit verbesserter thermischer Stabilität von Gasochrom und deren Anwendung in intelligenten Fenstern. Mater. Res. Äußern. 4(11), 115702. https://doi.org/10.1088/2053-1591/aa955c (2017).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Han, W., Shi, Q. & Hu, R. Fortschritte bei elektrochemischen Energiegeräten, die mit Nanomaterialien auf Wolframoxidbasis hergestellt werden. Nanomaterialien 11(3), 692. https://doi.org/10.3390/nano11030692 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nwanyaa, AC et al. Elektrochrome und elektrochemische kapazitive Eigenschaften von Wolframoxid und seinen Polyanilin-Nanokompositfilmen, die durch ein chemisches Badabscheidungsverfahren erhalten wurden. Elektrochim. Acta. 128, 218–225. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.10.002 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Cobley, CM, Skrabalak, SE, Campbell, DJ & Xia, Y. Formgesteuerte Synthese von Silbernanopartikeln für plasmonische und sensorische Anwendungen. Plasmonics 4(2), 171–179. https://doi.org/10.1007/s11468-009-9088-0 (2009).

Artikel CAS Google Scholar

Rezaei, F., Vanraes, P., Nikiforov, A., Morent, R. & Geyter, ND Anwendungen von Plasma-Flüssigkeits-Systemen: Eine Übersicht. Materialien. 12(17), 2751. https://doi.org/10.3390/ma12172751 (2019).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cho, KC, Woodman, RH, Klotz, BR & Dowding, RJ Plasmadruckverdichtung von Wolframpulvern. Mater. Hersteller Verfahren. 19(4), 619–630. https://doi.org/10.1080/10426914.2013.872263 (2004).

Artikel CAS Google Scholar

Ashkarran, AA, Ahadian, MM & Ardakani, SM Synthese und photokatalytische Aktivität von WO3-Nanopartikeln, hergestellt durch die Lichtbogenentladungsmethode in entionisiertem Wasser. Nanotechnology 19(19), 195709. https://doi.org/10.1088/0957-4484/19/19/195709 (2008).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Chen, L., Mashimo, T., Okudera, H., Iwamoto, C. & Omurzak, E. Synthese von WO3·H2O-Nanopartikeln durch gepulstes Plasma in Flüssigkeit. RSC Adv. 4(54), 28673–28677. https://doi.org/10.1039/c4ra01551g (2014).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Sirotkin, NA et al. Synthese und photokatalytische Aktivität von WO3-Nanopartikeln, hergestellt durch Unterwasser-Impulsentladung. Plasmachem. Plasmaprozess 40, 571–578. https://doi.org/10.1007/s11090-019-10048-z (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Ranjan, P., Suematsu, H. & Sarathi, R. Einstufige Synthese von WO3-Nanopartikeln durch den Drahtexplosionsprozess und sein photokatalytisches Verhalten. Nano Ex 2(2), 020014. https://doi.org/10.1088/2632-959X/abfd8c (2021).

Artikel ADS Google Scholar

Chang, CY, Tseng, KH, Chang, JT, Chung, MY & Lin, ZY Eine Studie zur Herstellung von Nano-Wolfram-Kolloiden durch die Methode der elektrischen Funkenentladung. Micromachines 13(11), 2009. https://doi.org/10.3390/mi13112009 (2022).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Rumbach, P., Bartels, DM, Sankaran, RM & Go, DB Die Wirkung von Luft auf die solvatisierte Elektronenchemie an einer Plasma/Flüssigkeits-Grenzfläche. J. Phys. D Appl. Physik. 48(42), 424001. https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/42/424001 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Elg, DT et al. Jüngste Fortschritte beim Verständnis der Rolle solvatisierter Elektronen an der Plasma-Flüssigkeits-Grenzfläche lösungsbasierter Gasentladungen. Spektrochem. Acta B 186, 106307. https://doi.org/10.1016/j.sab.2021.106307 (1964).

Artikel CAS Google Scholar

Reece Roth, J. Industrial Plasma Engineering (CRC Press, 1995).

Buchen Sie Google Scholar

Sasikala, A., Linga Rao, M., Savithramma, N. & Prasad, TNVKV Synthese von Silbernanopartikeln aus Stammrinde von Cochlospermum religiosum (L.) alston: Eine wichtige Heilpflanze und Bewertung ihrer antimikrobiellen Wirksamkeit. Appl. Nanowissenschaften. 5(7), 827–835. https://doi.org/10.1007/s13204-014-0380-8 (2015).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Sutapa, IW, Wahab, AW, Taba, P. & Nafie, NL Versetzung, Kristallitgrößenverteilung und Gitterspannung von Magnesiumoxid-Nanopartikeln. J. Phys. Konf. Ser. 979(1), 012021. https://doi.org/10.1088/1742-6596/979/1/012021 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Referenzen herunterladen

Fakultät für Physik, Universität Tabriz, Tabriz, Iran

F. Baharlounezhad, MA Mohammed und MS Zakerhamid

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

FB führte die Experimente durch, analysierte die Daten und sammelte Daten. MAM konzipierte und gestaltete die Experimente, analysierte und bewertete die Daten und verfasste und redigierte das Manuskript. MSZ analysierte und bewertete die Daten und redigierte das Manuskript.

Korrespondenz mit MA Mohammadi.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht durch gesetzliche Vorschriften zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Baharlounezhad, F., Mohammadi, MA & Zakerhamidi, MS Plasmabasierte einstufige Synthese von Wolframoxid-Nanopartikeln in kurzer Zeit. Sci Rep 13, 7427 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34612-y

Zitat herunterladen

Eingegangen: 07. Dezember 2022

Angenommen: 04. Mai 2023

Veröffentlicht: 08. Mai 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34612-y

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein gemeinsam nutzbarer Link verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.