Propiedades catalíticas e incremento en la señal Raman (SERS) de nanopartículas monometálicas (Au, Ag) y autoensambles (Ag/AgCl) obtenidas mediante síntesis verde

Abstract

This research presents the results of the synthesis of several types of Au and Ag nanostructures through the employment of reducing and stabilizing compounds from the aqueous extracts of Loeselia mexicana leaf and Eysenhardtia polystachya bark. These plants were proposed while looking for a synthesis alternative that could be applied within the region, satisfying the requirements of work originality, ease of acquisition in the region, low cost, medicinal properties, and natural conservation status. The preparation of the nanomaterials was performed through the chemical interaction between the plant extract compounds with AgNO3 and HAuCl4 precursors. Different variables were manipulated in order to evaluate their effect on the resulting products, obtaining Au nanoparticles of spherical and triangular morphologies, Ag nanoparticles, AgCl nanoparticles, and Ag and AgCl self-assembled nanomaterials with different configurations. These nanostructures were characterized by UV-Vis, XRD, SEM, TEM, and cyclic voltammetry. Through the use of L. mexicana extract, spherical Au nanoparticles of ~42 nm were obtained at high extract concentrations (60 mg/ml), while at lower concentrations (15 mg/ml), the formation of triangular morphologies was achieved with edge size of ~136 nm. In addition, spherical Ag nanoparticles of sizes between ~20-40 nm and AgCl crystals of ~240-447 nm with Ag nanoparticles embedded inside or on the surface were obtained.

Esta investigación presenta los resultados de la síntesis de diferentes tipos de nanoestructuras de Au y Ag mediante el uso de los compuestos reductores y estabilizantes de los extractos acuosos de hoja de Loeselia mexicana y de corteza de Eysenhardtia polystachya. Las plantas empleadas fueron propuestas buscando una alternativa de síntesis para su aplicación regional, cumpliendo con los requisitos de originalidad del trabajo, fácil adquisición en la región, bajo costo, propiedades medicinales y estado de conservación natural. La preparación de los nanomateriales fue realizada mediante la interacción química entre los compuestos presentes de los extractos de las plantas con los precursores AgNO3 y HAuCl4. Se realizó la modificación de diferentes variables para la evaluación del efecto sobre el producto obtenido, logrando obtener nanopartículas de Au de morfologías esféricas y triangulares, nanopartículas de Ag, nanopartículas de AgCl, y nanomateriales autoensamblados Ag y AgCl de diferente configuración. Las nanoestructuras obtenidas fueron caracterizadas mediante UV-Vis, DRX, MEB, MET y voltamperometría cíclica. Mediante el empleo de extracto de L. mexicana se logró la obtención de nanopartículas de Au esféricas de ~42 nm a elevadas concentraciones de extracto (60 mg/ml), mientras que a concentraciones menores (15 mg/ml) se logró la formación de morfologías triangulares de ~136 nm de arista. Además, se obtuvieron nanopartículas de Ag esféricas de tamaños entre ~20-40 nm y cristales de AgCl de ~240-447 nm con nanopartículas de Ag incrustadas en el interior o superficie. Por otro lado, al utilizar extracto de E. polystachya se formó una gran cantidad nanopartículas de Ag y AgCl de tamaños entre ~9-15 nm, las cuales después de 3 h de reposo se precipitaron en el fondo del recipiente. Mientras que la reducción de los iones de Au3+ no se llevó a cabo debido a la sensibilidad de compuestos a pH reducido, tales como ligninas.