研究目的
开发一种简便、创新且低成本的原位还原负载工艺，利用非热等离子体在滤纸上合成并负载银纳米颗粒，并评估其对亚甲基蓝还原的催化活性。
研究成果
采用绿色低温等离子体法成功合成了银纳米颗粒并将其负载于滤纸上。所得纳米颗粒分散均匀、具有晶体结构，对亚甲基蓝还原表现出高催化活性，证实了该方法用于环保型催化剂制备的可行性。
研究不足
等离子体处理主要影响纸张的上表面，这是由于自由基和电子的渗透有限，可能导致纳米颗粒分布不均匀。由于水产生的氧化性物质，部分银被氧化为Ag2O，且随着前驱体浓度的增加，纳米颗粒的聚集程度加剧。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用纳秒脉冲介质阻挡放电（NP-DBD）等离子体系统，对滤纸进行原位还原负载银纳米颗粒。该过程采用简单的"悬浮-放电-洗涤"方法，无需热处理。在氩气等离子体环境下，以乙醇作为绿色还原剂。
2：样品选择与数据来源：
以商用滤纸（20号，α-纤维素含量99.9%）为基底。通过将滤纸浸入不同浓度（0 mM、5 mM、10 mM、15 mM、20 mM）的硝酸银溶液制备样品。
3：9%）为基底。通过将滤纸浸入不同浓度（0 mM、5 mM、10 mM、15 mM、20 mM）的硝酸银溶液制备样品。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括板-板式DBD反应器（石英玻璃介质/不锈钢电极）、纳秒脉冲电源发生器（PPM1000S-1KES）、质量流量控制器、乙醇鼓泡瓶、场发射透射电镜（JEM2100F）、傅里叶变换红外光谱仪（VERTEX 80V）、X射线衍射仪（Rigaku D/max）、X射线光电子能谱仪（K-Alpha）、拉曼光谱仪（HORIBA LabRAM Revolution）和紫外-可见分光光度计（Lambda 750）。材料包括硝酸银、乙醇、滤纸、硼氢化钠和亚甲基蓝。
4：实验流程与操作步骤：
将滤纸裁剪后浸入硝酸银溶液，置于DBD反应器介质表面，在氩气和乙醇蒸汽环境下进行5分钟等离子体处理。放电后用乙醇水溶液洗涤并干燥。通过使亚甲基蓝与硼氢化钠混合液流经处理后的滤纸测试其催化活性。
5：数据分析方法：
采用透射电镜表征形貌，傅里叶变换红外光谱分析官能团，X射线衍射测定结晶度，X射线光电子能谱分析键合状态，拉曼光谱进行结构分析，紫外-可见光谱监测催化还原过程。
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field emission transmission electron microscopy
JEM2100F
JEOL
Observe the morphology and dispersity of synthesized silver nanoparticles.
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Fourier transform infrared spectrometer
VERTEX 80V
Bruker
Analyze the functional groups and structural integrity of the cellulose in the filter paper after plasma treatment.
VERTEX 80 & 80v FT-IR Spectrometers
立即获取同款设备
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X-ray diffractometer
D/max
Rigaku
Determine the crystallinity and phase composition of the silver nanoparticles and filter paper.
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X-ray photoelectron spectrometer
K-Alpha
Thermo Fisher Scientific
Investigate the bonding states of silver on the surface of the treated paper.
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laser Raman spectrometer
LabRAM Revolution
HORIBA
Record Raman spectra to identify oxidation products and structural changes.
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UV/VIS/NIR spectrometer
Lambda 750
PerkinElmer
Measure the absorption spectra of methylene blue solutions to evaluate catalytic reduction activity.
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nanosecond pulsed power generator
PPM1000S-1KES
Suematsu Electronics Co., Ltd.
Generate nanosecond pulse dielectric barrier discharge plasma for the reduction-loading process.
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filter paper
No.20
HYUNDAI Micro Co., Ltd.
Serve as the substrate for loading silver nanoparticles and facilitate catalytic reactions via filtration.
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silver nitrate
Sigma-Aldrich, Co.
Act as the precursor for silver nanoparticle synthesis.
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ethanol
DAEJUNG Co., Ltd.
Serve as the green reducing agent under plasma treatment.
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sodium borohydride
Daejung Chemicals and Metals Co., Ltd.
Act as the reducing agent in the catalytic reduction of methylene blue.
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methylene blue solution
Sigma-Aldrich
Serve as the model compound for evaluating catalytic activity.
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mass flow controller
Control the flow rates of argon discharge gas and carrier gas.
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quartz glass
Act as the dielectric barrier in the DBD reactor.
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stainless steel electrodes
Serve as the electrodes in the plate-to-plate DBD reactor.
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