การสังเคราะห์อนุภาคนาโนเงินด้วยวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อใช้เป็น ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงในการย่อยสลายสีย้อมคริสตัลไวโอเลต
คำสำคัญ:
อนุภาคนาโนเงิน , การสังเคราะห์สีเขียว , ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง , คริสตัลไวโอเลต , การย่อยสลายบทคัดย่อ
วัตถุประสงค์และที่มา : เมื่อไม่นานมานี้มีการค้นพบว่าอนุภาคนาโนเงิน (AgNPs) สามารถเร่งการย่อยสลายสารมลพิษอินทรีย์ในน้ำเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสง วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการสังเคราะห์ AgNPs ด้วยวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อนำไปใช้เป็นตัวเร่งการย่อยสลายสีย้อมคริสตัลไวโอเลต (CV) ในน้ำภายใต้สภาวะที่มีแสง
วิธีดำเนินการวิจัย : AgNPs ถูกสังเคราะห์จากปฏิกิริยารีดักชันของ Ag+ ในสารละลาย AgNO3 ที่มีน้ำเป็นตัวทำละลายที่อุณหภูมิ 60 oC โดยมีสารสกัดจากเปลือกส้มเขียวหวาน (TPE) ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ชีวภาพ ที่สภาวะความเข้มข้นเริ่มต้นของ AgNO3 ตั้งแต่ 10 – 30 mM และเวลาของปฏิกิริยาตั้งแต่ 30 – 180 นาที การเกิดขึ้นของ AgNPs ในปฏิกิริยาถูกยืนยันด้วยเทคนิค UV-visible spectrophotometry จากนั้น AgNPs ที่ได้จะถูกนำมาทดสอบความสามารถในการกำจัด CV ออกจากสารละลายเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสงขาวจากหลอดไฟ LED ที่มีกำลังไฟฟ้า 4 W และแสงอาทิตย์
ผลการวิจัย : สภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์ AgNPs จาก TPE ที่อุณหภูมิ 60 oC คือที่ความเข้มข้นเริ่มต้นของ AgNO3 20 mM และเวลาของปฏิกิริยา 180 นาที จลนศาสตร์ของปฏิกิริยารีดักชันของ Ag+ เป็นไปตามกฎเปดเปgxกฎอัตราอันดับสอง AgNPs ที่สังเคราะห์ได้เป็นทรงกลมที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 50 nm (16 - 18% SD) การดูดซับในสภาวะมืดของ CV ที่มีความเข้มข้นเริ่มต้น 4.0 mg/L บน AgNPs (0.5 g/L) ที่อุณหภูมิห้อง (27 ± 2 oC) เข้าสู่สมดุลภายในเวลา 2 นาที ด้วยค่าร้อยละของการดูดซับที่สมดุลเท่ากับ 16.0% พฤติกรรมทางจลนศาสตร์ของการดูดซับสอดคล้องกับแบบจำลองอันดับสองเทียม AgNPs ที่ถูกกระตุ้นเป็นเวลา 60 นาที ด้วยแสงขาวจากหลอดไฟ LED และแสงอาทิตย์มีระสิทธิภาพในการกำจัด CV เท่ากับ 30% และ 100% ตามลำดับ
สรุปผลการวิจัย : AgNPs ที่เตรียมได้ในงานวิจัยนี้มีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงที่เหมาะแก่การนำไปใช้กำจัดสีย้อม CV ในน้ำ แสงอาทิตย์ช่วยยกระดับความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงของ AgNPs ได้ดีกว่าแสงขาวจากหลอดไฟ LED
References
Almatroudi, A. (2020). Silver nanoparticles: synthesis, characterization and biomedical applications. Open Life Sciences, 15(1), 819-839.
Ahmed, S., Ahmad, M., Swami, B. L., & Ikram, S. (2016). A review on plants extract mediated synthesis of silver nanoparticles for antimicrobial applications: A green expertise. Journal of Advanced Research, 7(1), 17–28.
Ashkar, M. A., Babu, A., Joseph, R., Kutti Rani, S., & Vasimalai, N. (2023). Ecofriendly synthesis of silver nanoparticles using Radish microgreens extract and their potential photocatalytic degradation of toxic crystal violet and pyronin Y dyes and antibacterial studies. Inorganic Chemistry Communications, 156, 111225.
Aziz, A., Khalid, M., Akhtar, M. S., Nadeem, M., Gilani, Z. A., Asghar, H. M. N. U. H. K., Rehman, J., Ullah, Z., & Saleem, M. (2018). Structural, morphological and optical investigations of silver nanoparticles synthesized by sol-gel autocombustion method. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 13(3), 679-683.
Catauro, M., Papale, F., Bollino, F., Piccolella, S., Marciano, S., Nocera, P. ,& Pacifico, S. (2015). Silica/quercetin sol-gel hybrids as antioxidant dental implant materials. Science and Technology of Advanced Materials, 16(3), 035001(1-11).
Chinapongtitiwat, V., Jongaroontaprangsee, S., Chiewchan, N., & Devahastin, S. (2013). Important flavonoids and limonin in selected Thai citrus residues. Journal of Functional Foods, 5(3), 1151-1158.
Fan, R., Huang, X., Wang, Y., Chen, X., Ren, P., Ji, H., Xie, Y., Zhang, Y., Huang, W., Qiu, X., Liu, Z., Zhou, H., Fan, L., & Gao, L. (2012). Ethnopharmacokinetic- and activity-guided isolation of a new antidepressive Compound from Fructus Aurantii found in the traditional Chinese medicine Chaihu-Shugan-San: a new approach and its application. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2012, 1-8.
Gasaymeh, S. S., Radiman, S., Heng, L., Saion, E., & Saeed Gasaymeh, G. (2010). Synthesis and characterization of silver/polyvinilpirrolidone (Ag/PVP) nanoparticles using gamma irradiation techniques. American Journal of Applied Sciences, 7(7), 892-901.
Gebre, S. H. (2023). Bio-inspired synthesis of metal and metal oxide nanoparticles: the key role of phytochemicals. Journal of Cluster Science, 34, 665-704.
Hossain, M. M., Hamza, A., Polash, S. A., Tushar, M. H., Takikawa, M., Piash, A. B., Dekiwadia, C., Saha, T., Takeoka, S., & Sarker, S. R. (2024). Green synthesis of silver nanoparticles using Phyllanthus emblica extract: investigation of antibacterial activity and biocompatibility in vivo. RSC Pharmaceutics, 1, 245-258.
Hu, Y., Zhang, W., Ke, Z., Li, Y., & Zhou, Z. (2017). In vitro release and antioxidant activity of Satsuma mandarin (Citrus reticulata Blanco cv. unshiu) peel flavonoids encapsulated by pectin nanoparticles. International Journal of Food Science & Technology, 52(11), 2362-2373.
Jaast, S. , & Grewal, A. (2021). Green synthesis of silver nanoparticles, characterization and evaluation of their photocatalytic dye degradation activity, Current Research in Green and Sustainable Chemistry, 4, 100195(1-6).
Kasprzak, M. M., Erxleben, A., & Ochocki, J. (2015). Properties and applications of flavonoid metal complexes, RSC Advances, 5(57), 45853-45877.
Marimuthu, S., Antonisamy, A. J., Malayandi, S., Rajendran, K., Tsai, P. C., Pugazhendhi, A., & Ponnusamy, V. K. (2020). Silver nanoparticles in dye effluent treatment: A review on synthesis, treatment methods, mechanisms, photocatalytic degradation, toxic effects and mitigation of toxicity. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 205, 111823(1-13).
Mirza, A. , & Ahmad, R. (2020). An efficient sequestration of toxic crystal violet dye from aqueous solution by Alginate/Pectin nanocomposite: A novel and ecofriendly adsorbent. Groundwater for Sustainable Development, 11, 100373(1-7).
Moghadas, M. R. S., Motamedi, E., Nasiri, J., Naghavi, M. R., & Sabokdast, M. (2020). Proficient dye removal from water using biogenic silver nanoparticles prepared through solid-state synthetic route. Heliyon, 6(8), e04730(1-13).
Moond, M., Singh, S., Sangwan, S., Devi, P., Beniwal, A., Rani, J., Kumari, A., & Rani, S. (2023). Biosynthesis of silver nanoparticles utilizing leaf extract of Trigonella foenum-graecum L. for catalytic dyes degradation and colorimetric sensing of Fe3+/Hg2+. Molecules, 28(3), 951(1-20).
Narantuya, L. , & Ahn, C. (2022). UV protection effect of cotton dyed with Flos Sophorae (Sophora Japonica L.) extracted with acid hydrolysis. Fashion and Textiles, 9, 28(1-20).
Omran, B. A., Nassar, H. N., Fatthallah, N. A., Hamdy, A., El-Shatoury, E. H., & El-Gendy, N. S. (2017). Waste upcycling of citrus sinensis peels as a green route for the synthesis of silver nanoparticles. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 40(2), 227-236.
Ramar, K., Gnanamoorthy, G., Mukundan, D., Vasanthakumari, R., Narayanan, V., & Jafar Ahamed, A. (2018). Environmental and antimicrobial properties of silver nanoparticles synthesized using Azadirachta indica Juss leaves extract. SN Applied Sciences, 1(128), 1-11.
Sahu, N., Soni, D., Chandrashekhar, B., Satpute, D. B., Saravanadevi, S., Sarangi, B. K., & Pandey, R. A. (2016). Synthesis of silver nanoparticles using flavonoids: hesperidin, naringin and diosmin, and their antibacterial effects and cytotoxicity. International Nano Letters, 6(3), 173–181.
Sana, S. S., Haldhar, R., Parameswaranpillai, J., Chavali, M. , & Seong-Cheol Kim. (2022). Silver nanoparticles-based composite for dye removal: A comprehensive review. Cleaner Materials, 6, 100161(1-14).
Schneider, C. A., Rasband, W. S., & Eliceiri, K. W. (2012). NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nature Methods, 9(7), 671–675.
Shaikh, W. A., Chakraborty, S. ,& Islam R. U. (2020). Photocatalytic degradation of rhodamine B under UV irradiation using Shorea robusta leaf extract-mediated bio-synthesized silver nanoparticles, International Journal of Environmental Science and Technology, 17, 2059-2072.
Tatarchuk, V. V., Sergievskaya, A. P., Korda, T. M., Druzhinina, I. A., & Zaikovsky, V. I. (2013). Kinetic factors in the synthesis of silver nanoparticles by reduction of Ag+ with hydrazine in reverse micelles of triton N-42. Chemistry of Materials, 25(18), 3570–3579.
Yassin, M.T., Al-Otibi, F.O. ,& Al-Askar, A.A. (2023). Photocatalytic removal of crystal violet dye utilizing greenly synthesized iron oxide nanoparticles. Separations, 10, 513(1-20).
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Burapha Science Journal is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information
