The Effect of Voltage and Working Time on Silver Nanoparticle Size Synthesized by Solution Plasma Method

Abstract

In this study, plasma was formed with bipolar direct current power supply in aqueous solution containing silver nitrate salt. Metallic silver nanoparticles were synthesized by the plasma system. Optical emission measurements were performed before and during the study, and hydrogen (655 nm, Hα, Hb, 775 nm), oxygen (775 nm), hydroxyl (306 nm) radicals were observed at the spectrum peaks. During the operation, the application voltage was changed to 500, 1000 and 1500 kV respectively, and samples were taken at 10, 20 and 30 minutes at each voltage value and XRD and FESEM and nanoparticles were characterized. In addition, the concentration change of silver ions in solution with UV-Vis Spectrophotometer was investigated. The size of the synthesized silver nanoparticles decreased with increasing time and it was observed that it reached 10 and 40 nm dimensions after 30 minutes. The voltage increase was only effective in the first 10 minutes.

Project Number

17.FEN.BİL.04

Çözelti Plazması Yöntemiyle Sentezlenen Gümüş Nanoparçacık Boyutuna Voltaj ve Çalışma Süresinin Etkisi

Abstract

çalışmada, gümüş nitrat tuzu içeren sulu çözelti içerisinde çift kutuplu doğru akım güç kaynağı ile plazma oluşturulmuştur. Oluşturulan plazma sistemi ile metalik gümüş nanoparçacıklar sentezlenmiştir. Çalışma öncesinde ve çalışma esnasında optik emisyon ölçümleri yapılmış ve , plazma oluşumunda suyun ayrışması sonucu hidrojen (655nm de Hα, 480nm de Hβ, 775nm), oksijen (775nm), hidroksil (306 nm) radikallerinin  oluşumu spektrum piklerinde gözlenmiştir. Çalışma esnasında Uygulama voltajı sırasıyla 500, 1000 ve 1500 kV olarak değiştirilmiş ve her bir voltaj değerinde 10 , 20 ve 30 dakikalarda numuneler alınarak, XRD ve FSEM’le  nanoparçacıklar karakterize edilmiştir. Ayrıca  UV-Vis Spektrofotometre ile çözeltideki gümüş iyonları konsantrasyon değişimi incelenmiştir. Sentezlenen gümüş nanoparçacıkların boyutlarının süre artışı ile küçüldüğü ve 30 dakika sonunda  10 ile 40 nm boyutlarına ulaştığı gözlenirken. Voltaj artışının sadece ilk 10 dakika süresinde etkili olduğu anlaşılmıştır.

Keywords

• Plazma,Çözelti Plazması,Nanoparçacık,Gümüş Nanoparçacık.

Supporting Institution

Afyon Kocatepe Üniversitesi BAP

Project Number

17.FEN.BİL.04

Thanks

Bu çalışma Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) 17.FEN.BİL.04 numaralı proje tarafından kısmen desteklenmiştir.

References

1. [1] X. G. Wen, Y. T. Xie, W. C. Mak, K. Y. Cheung, X. Y. Li, R. Renneberg, and S. H. Yang, Langmuir 22, 4836 (2006).
2. [2] M. H. Rashid and T. K. Mandal, J. Phys. Chem. C 111, 16750 (2007).
3. [3] Y. C. Han, S. H. Liu, M. Han, J. C. Bao, and Z. H. Dai, Cryst. Growth Des. 9, 3941 (2009).
4. [4] J. Fang, H. You, C. Zhu, P. Kong, M. Shi, X. Song, and B. Ding, Chem. Phys. Lett. 439, 204, (2007).
5. [5] Q. Zhou, S. Wang, N. Jia, L. Liu, J. Yang, and Z. Jiang, Mater. Lett. 60, 3789 (2006).
6. [6] K. D. Kim, K. Y. Choi, and H. T. Kim, Scripta Mater. 53, 571, (2005).
7. [7] Takai, O. 2008. Solution Plasma Processing, Pure and Applied Chemistry. 80, 2003-2011.
8. [8] Saito, G., Akiyama, A., 2015. Nanomaterial Synthesis Using Plasma Generation in Liquid, Journal of Nanomaterials, 2015, 1-21.

9. [9] Akyüz, A., Özkan, M., Ağar, Ö. 2016. Polymer Degradation by Solution Plasma Technique: Online Monitoring of Viscosity, SDU Journal of Technical Sciences. 2, 1-6.
10. [10] Akyüz, A., Özkan, M. 2017. Degradation of Polyvinylpyrrolidone by Solution Plasma Process, ACTA Physica Polonica, 131, 343-345.
11. [11] Jin, S.-H., Kim, S.-M., Lee, S.-Y., Kim, J.-W. 2014. Synthesis and Characterization of Silver Nanoparticles Using a Solution Plasma Process, Nanoscience and Nanotechnology. 14, 8094-8097.
12. [12] J. Hieda, N. Saito, and O. Takai, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1056, HH 03-39 (2008).