Tổng hợp hạt nano từ tính Fe3O4 xanh sinh học được lấy cảm hứng từ thiên nhiên bằng vỏ dưa hấu và hoạt động xúc tác của chúng

Applied Nanoscience - Tập 6 - Trang 797-802 - 2015
Ch. Prasad1, S. Gangadhara1, P. Venkateswarlu1
1Biopolymers and Thermophysical Laboratories, Department of Chemistry, Sri Venkateswara University, Tirupati, India

Tóm tắt

Hạt nano từ tính mới và lấy cảm hứng từ sinh học đã được tổng hợp bằng cách sử dụng vỏ dưa hấu (WR) không độc hại và phân hủy sinh học. Chiết xuất từ vỏ dưa hấu được sử dụng làm dung môi cũng như tác nhân ổn định và khử trong quá trình tổng hợp. Hạt nano từ tính Fe3O4 (MNPs) đã được đặc trưng bằng các phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), nhiễu xạ tia X (XRD), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) và máy đo từ tính mẫu rung (VSM). Nghiên cứu XRD cho thấy mức độ tinh thể cao và tính đơn pha của các hạt nano sắt có cấu trúc lập phương tâm mặt. Phân tích FTIR chứng minh rằng các hạt đã được khử và ổn định trong dung dịch nhờ tác nhân ổn định có thể là các protein được tiết ra từ sinh khối. Quy trình hiện tại là ứng cử viên tuyệt vời cho việc tổng hợp các hạt nano sắt đơn giản, dễ thực hiện, không gây ô nhiễm và rẻ tiền. Một phương pháp thực tiễn và tiện lợi để tổng hợp các hạt nano sắt cực kỳ ổn định và có kích thước nhỏ với phân bố hẹp từ 2 đến 20 nm đã được báo cáo. Ngoài ra, các MNPs có độ từ hóa bão hòa (Ms) cao hơn là 14,2 emu/g thể hiện hành vi phản ứng từ tính tuyệt vời. Tuy nhiên, các hạt nano sắt được tổng hợp đã được sử dụng làm xúc tác trong việc chuẩn bị các dẫn xuất 2-oxo-1,2,3,4-tetrahydropyrimidine có giá trị sinh học với năng suất cao. Những kết quả này cho thấy các hạt nano từ tính Fe3O4 được tổng hợp có thể được sử dụng như một xúc tác trong tổng hợp hữu cơ.

Từ khóa

#vỏ dưa hấu #hạt nano từ tính Fe3O4 #tổng hợp sinh học #xúc tác hữu cơ #năng suất cao

Tài liệu tham khảo

Cai Y, Shen Y, Xie A, Li S, Wang X (2010) Green synthesis of soya bean sprouts-mediated superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles. J Magn Magn Mater 322:2938 Chen Y, Chen H, Zeng D, Tian Y, Chen F, Feng J, Shi J (2010) Core/shell structured hollow mesoporous nanocapsules: a potential platform for simultaneous cell imaging and anticancer drug delivery. ACS Nano 4:6001 Chen W, Yi P, Zhang Y, Zhang L, Deng Z, Zhang Z (2011) Interfaces. Composites of aminodextran-coated Fe3O4 nanoparticles and graphene oxide for cellular magnetic resonance imaging. ACS Appl Mater 3:4085 Cheng Q, Qu F, Li NB, Luo HQ (2012) Mixed hemimicelles solid-phase extraction of chlorophenols in environmental water samples with 1-hexadecyl-3-methylimidazolium bromide-coated Fe3O4 magnetic nanoparticles with high-performance liquid chromatographic analysis. Anal Chim Acta 715:113 Deng Y, Wang L, Yang W, Fu S, Elaissari A (2003) Preparation of magnetic polymeric particles via inverse microemulsion polymerization process. J Magn Magn Mater 257:69 Durmus Z, Kavas H, Toprak MS, Baykal A, Altıncekic TG, Aslan A, Bozkurt A, Cosgun S (2009) L-lysine coated iron oxide nanoparticles: synthesis, structural and conductivity characterization. J Alloys Compd 484:371 Franger S, Berthet P, Berthon J (2004) Electrochemical synthesis of Fe3O4 nanoparticles in alkaline aqueous solutions containing complexing agents. J Solid State Electrochem 8:218 Gupta AK, Gupta M (2005) Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications. Biomaterials 26:3995 Hayakawa H, Tanaka H, Fujimoto K (2007) Preparation of a new precipitated iron catalyst for Fischer-Tropsch synthesis. Catal Commun 8:1820 He X, Wu X, Xin CAI, Lin S, Xie M, Zhu X, Yan D (2012) Functionalization of magnetic nanoparticles with Dendritic–Linear–Brush-like triblock copolymers and their drug release properties. Langmuir 28:11929 Hornbaker DJ, Kahng SJ, Misra S, Smith BW, Johnson AT, Mele EJ, Luzzi DE, Yazdani A (2002) Mapping the one-dimensional electronic states of nanotube peapod structures. Science 295:828 Hua J, HeQing Y (2008) Controlled synthesis and magnetic properties of Fe3O4 walnut spherical particles and octahedral microcrystals. Sci China Tech Sci 51:1911 Jabera J, Mohsen E (2013) Synthesis of Fe3O4 silica/poly(N-isopropylacrylamide) as a novel thermo-responsive system for controlled release of H3PMo12O40 nano drug in AC magnetic field. Colloids Surf B 102:265 Lakshmipathy R, Vinod AV (2013) Watermelon rind as biosorbent for removal of Cd2+ from aqueous solution: FTIR, EDX and kinetic studies. J Indian Chem Soc 90:1147 Li X, Yan XY (2012) Suzuki-Miyaura cross-couplings of arenediazonium tetrafluoroborate salts with arylboronic acids catalyzed by aluminium hydroxide-supported palladium nanoparticles. Org Biomol Chem 10:495 Lu AH, Schmidt W (2004) Nanoengineering of a magnetically separable hydrogenation catalyst. Angew Chem Int Ed 43:4303 Lu W, Yuhua Shen, Anjian Xie, Weiqiang Zhang (2010) Green synthesis and characterization of superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles. J Magn Magn Mater 322:1828 Narayanan KB, Sakthivel N (2011) Extracellular synthesis of silver nanoparticles using the leaf extract of Coleus amboinicus Lour. Mater Res Bull 46:1708 Nazrul Islam MD, VanPhong L, Jeong JR, Kim CG (2011) A facile route to sonochemical synthesis of magnetic iron oxide (Fe3O4) nanoparticles. Thin Solid Films 519:8277 Sanchez ML, Primo A, Garcia H (2012) Green synthesis of Fe3O4 nanoparticles embedded in a porous carbon matrix and its use as anode material in Li-ion batteries. J Mater Chem 22:21373 Sun C, Lee JSH, Zhang M (2008) Magnetic nanoparticles in MR imaging and drug delivery. Adv Drug Deliv Rev 60:1252 Venkateswarlu S, SubbaRao Y, Balaji T, Prathima B, Jyothi VVN (2013) Biogenic synthesis of Fe3O4 magnetic nanoparticles using plantain peel extract. Mater Lett 100:241 Wang J, Wu YJ, Zhu Y (2007) Fabrication of complex of Fe3O4 nanorods by magnetic-field-assisted solvothermal process. J Mater Chem Phys 106:1 Wang Z, Zhu H, Wang X, Yang F, Yang X (2009) One-pot green synthesis of biocompatible arginine-stabilized magnetic nanoparticles. Nanotechnology 20:465 Wu JH, KoS P, Liu HL, Jung MH, Lee JH, SeonJU J, Kim YK (2008) Sub 5 nm Fe3O4 nanocrystals via coprecipitation method. Colloids Surf A Physicochem Eng Aspects 313:268 Zhang N, Peng H, Hu BIN (2012) Light-induced pH change and its application to solid phase extraction of trace heavy metals by high-magnetization Fe3O4@SiO2@TiO2 nanoparticles followed by inductively coupled plasma mass spectrometry detection. Talanta 94:278 Zhou L, Xu J, Miao H, Wang F, Li X (2005) Catalytic oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone over Co3O4 nanocrystals with molecular oxygen. Appl Catal A 292:223 Zou GF, Xiong K, Jiang CG, Li H, Li TW, Du J, Qian YT (2005) Fe3O4 nanocrystals with novel fractal. J Phys Chem B 109:18356