Published November 11, 2021
| Version v1
Publication
Open
Nanoengineering of eco-friendly silver nanoparticles using five different plant extracts and development of cost-effective phenol nanosensor
Description
Abstract The production of environmentally friendly silver nanoparticles (AgNPs) has aroused the interest of the scientific community due to their wide applications mainly in the field of environmental pollution detection and water quality monitoring. Here, for the first time, five plant leaf extracts were used for the synthesis of AgNPs such as Basil , Geranium , Eucalyptus , Melia , and Ruta by a simple and eco-friendly method . Stable AgNPs were obtained by adding a silver nitrate (AgNO 3 ) solution with the leaves extract as reducers, stabilizers and cappers. Only, within ten minutes of reaction, the yellow mixture changed to brown due to the reduction of Ag + ions to Ag atoms. The optical, structural, and morphology characteristics of synthesized AgNPs were determined using a full technique like UV–visible spectroscopy, FTIR spectrum, XRD, EDX spectroscopy, and the SEM. Thus, Melia azedarach was found to exhibit smaller nanoparticles (AgNPs-M), which would be interesting for electrochemical application. So, a highly sensitive electrochemical sensor based on AgNPs-M modified GCE for phenol determination in water samples was developed, indicating that the AgNPs-M displayed good electrocatalytic activity. The developed sensor showed good sensing performances: a high sensitivity, a low LOD of 0.42 µM and good stability with a lifetime of about one month, as well as a good selectivity towards BPA and CC (with a deviation less than 10%) especially for nanoplastics analysis in the water contained in plastics bottles. The obtained results are repeatable and reproducible with RSDs of 5.49% and 3.18% respectively. Besides, our developed sensor was successfully applied for the determination of phenol in tap and mineral water samples. The proposed new approach is highly recommended to develop a simple, cost effective, ecofriendly, and highly sensitive sensor for the electrochemical detection of phenol which can further broaden the applications of green silver NPs.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة أثار إنتاج الجسيمات النانوية الفضية الصديقة للبيئة (AgNPs) اهتمام المجتمع العلمي بسبب تطبيقاتها الواسعة بشكل رئيسي في مجال الكشف عن التلوث البيئي ومراقبة جودة المياه. هنا، لأول مرة، تم استخدام خمسة مستخلصات من الأوراق النباتية لتخليق AgNPs مثل الريحان وإبرة الراعي والأوكالبتوس وميليا وروتا بطريقة بسيطة وصديقة للبيئة. تم الحصول على AgNPs مستقرة عن طريق إضافة محلول نترات الفضة (AgNO 3 ) مع مستخلص الأوراق كمخفضات ومثبتات وأغطية. فقط، في غضون عشر دقائق من التفاعل، تغير الخليط الأصفر إلى اللون البني بسبب اختزال أيونات Ag + إلى ذرات Ag. تم تحديد الخصائص البصرية والهيكلية والمورفولوجية لـ AgNPs المركبة باستخدام تقنية كاملة مثل التحليل الطيفي المرئي للأشعة فوق البنفسجية، وطيف FTIR، و XRD، والتحليل الطيفي EDX، و SEM. وهكذا، وجد أن ميليا أزيداراخ تظهر جسيمات نانوية أصغر (AgNPs - M)، والتي ستكون مثيرة للاهتمام للتطبيق الكهروكيميائي. لذلك، تم تطوير مستشعر كهروكيميائي شديد الحساسية يعتمد على AgNPs - M المعدل GCE لتحديد الفينول في عينات المياه، مما يشير إلى أن AgNPs - M أظهر نشاطًا كهربائيًا جيدًا. أظهر المستشعر المطور أداءً استشعارياً جيداً: حساسية عالية، انخفاض مستوى التعرض 0.42 ميكرومتر وثبات جيد بعمر حوالي شهر واحد، بالإضافة إلى انتقائية جيدة تجاه BPA و CC (مع انحراف أقل من 10 ٪) خاصة لتحليل البلاستيك النانوي في المياه الموجودة في زجاجات البلاستيك. النتائج التي تم الحصول عليها قابلة للتكرار والتكرار مع RSDs بنسبة 5.49 ٪ و 3.18 ٪ على التوالي. إلى جانب ذلك، تم تطبيق مستشعرنا المطور بنجاح لتحديد الفينول في عينات الصنبور والمياه المعدنية. يوصى بشدة بالنهج الجديد المقترح لتطوير مستشعر بسيط وفعال من حيث التكلفة وصديق للبيئة وحساس للغاية للكشف الكهروكيميائي عن الفينول الذي يمكن أن يزيد من توسيع تطبيقات الجسيمات النانونية الفضية الخضراء.Translated Description (French)
Résumé La production de nanoparticules d'argent (AgNP) respectueuses de l'environnement a suscité l'intérêt de la communauté scientifique en raison de leurs larges applications principalement dans le domaine de la détection de la pollution de l'environnement et de la surveillance de la qualité de l'eau. Ici, pour la première fois, cinq extraits de feuilles de plantes ont été utilisés pour la synthèse d'AgNP tels que le basilic , le géranium , l'eucalyptus , Melia et Ruta par une méthode simple et respectueuse de l'environnement. Des AgNP stables ont été obtenus en ajoutant une solution de nitrate d'argent (AgNO 3 ) avec l'extrait de feuilles comme réducteurs, stabilisants et capuchons. Seulement, dans les dix minutes suivant la réaction, le mélange jaune est passé au brun en raison de la réduction des ions Ag + en atomes d'Ag. Les caractéristiques optiques, structurelles et morphologiques des AgNP synthétisés ont été déterminées en utilisant une technique complète comme la spectroscopie UV–visible, le spectre IRTF, la DRX, la spectroscopie EDX et le MEB. Ainsi, Melia azedarach s'est avérée présenter des nanoparticules plus petites (AgNPs-M), ce qui serait intéressant pour une application électrochimique. Ainsi, un capteur électrochimique très sensible basé sur le GCE modifié par AgNPs-M pour la détermination du phénol dans des échantillons d'eau a été développé, indiquant que l'AgNPs-M présentait une bonne activité électrocatalytique. Le capteur développé a montré de bonnes performances de détection : une sensibilité élevée, une faible LOD de 0,42 µM et une bonne stabilité avec une durée de vie d'environ un mois, ainsi qu'une bonne sélectivité vis-à-vis du BPA et du CC (avec un écart inférieur à 10%) notamment pour l'analyse des nanoplastiques dans l'eau contenue dans les bouteilles en plastique. Les résultats obtenus sont répétables et reproductibles avec des ETR de 5,49% et 3,18% respectivement. En outre, notre capteur développé a été appliqué avec succès pour la détermination du phénol dans des échantillons d'eau du robinet et d'eau minérale. La nouvelle approche proposée est fortement recommandée pour développer un capteur simple, rentable, écologique et très sensible pour la détection électrochimique du phénol qui peut élargir davantage les applications des NP d'argent vert.Translated Description (Spanish)
Resumen La producción de nanopartículas de plata respetuosas con el medio ambiente (AgNPs) ha despertado el interés de la comunidad científica debido a sus amplias aplicaciones principalmente en el campo de la detección de la contaminación ambiental y el monitoreo de la calidad del agua. Aquí, por primera vez, se utilizaron cinco extractos de hojas de plantas para la síntesis de AgNP como la albahaca , el geranio , el eucalipto , el meliá y la ruta mediante un método simple y ecológico. Los AgNP estables se obtuvieron mediante la adición de una solución de nitrato de plata (AgNO 3 ) con el extracto de hojas como reductores, estabilizadores y tapones. Solo, a los diez minutos de la reacción, la mezcla amarilla cambió a marrón debido a la reducción de iones Ag + a átomos de Ag. Las características ópticas, estructurales y morfológicas de los AgNP sintetizados se determinaron utilizando una técnica completa como espectroscopía UV–visible, espectro FTIR, XRD, espectroscopía edX y SEM. Por lo tanto, se encontró que Melia azedarach exhibía nanopartículas más pequeñas (AgNPs-M), lo que sería interesante para la aplicación electroquímica. Por lo tanto, se desarrolló un sensor electroquímico altamente sensible basado en GCE modificada con AgNPs-M para la determinación de fenol en muestras de agua, lo que indica que el AgNPs-M mostró una buena actividad electrocatalítica. El sensor desarrollado mostró buenos rendimientos de detección: una alta sensibilidad, un bajo LOD de 0.42 µM y una buena estabilidad con una vida útil de aproximadamente un mes, así como una buena selectividad hacia BPA y CC (con una desviación inferior al 10%) especialmente para el análisis de nanoplásticos en el agua contenida en botellas de plástico. Los resultados obtenidos son repetibles y reproducibles con der de 5.49% y 3.18% respectivamente. Además, nuestro sensor desarrollado se aplicó con éxito para la determinación de fenol en muestras de agua del grifo y mineral. Se recomienda encarecidamente el nuevo enfoque propuesto para desarrollar un sensor simple, rentable, ecológico y altamente sensible para la detección electroquímica de fenol que pueda ampliar aún más las aplicaciones de las NP de plata verde.Files
s41598-021-01609-4.pdf.pdf
Files
(2.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ab8c076c884a8e5adec3d6463d5874a6
|
2.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الهندسة النانوية للجسيمات النانوية الفضية الصديقة للبيئة باستخدام خمسة مستخلصات نباتية مختلفة وتطوير مستشعر فينول نانوي فعال من حيث التكلفة
- Translated title (French)
- Nano-ingénierie de nanoparticules d'argent respectueuses de l'environnement à l'aide de cinq extraits de plantes différents et développement d'un nanocapteur de phénol rentable
- Translated title (Spanish)
- Nanoingeniería de nanopartículas de plata ecológicas utilizando cinco extractos de plantas diferentes y desarrollo de nanosensores de fenol rentables
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3213724934
- DOI
- 10.1038/s41598-021-01609-4
References
- https://openalex.org/W1984686797
- https://openalex.org/W1991491606
- https://openalex.org/W1999888944
- https://openalex.org/W2006920668
- https://openalex.org/W2008159632
- https://openalex.org/W2012405492
- https://openalex.org/W2013844066
- https://openalex.org/W2014598562
- https://openalex.org/W2015893314
- https://openalex.org/W2024242353
- https://openalex.org/W2032587283
- https://openalex.org/W2039926619
- https://openalex.org/W2053888825
- https://openalex.org/W2064258700
- https://openalex.org/W2074989822
- https://openalex.org/W2077874644
- https://openalex.org/W2083537528
- https://openalex.org/W2112842507
- https://openalex.org/W2159006913
- https://openalex.org/W2160290662
- https://openalex.org/W2290323636
- https://openalex.org/W2405317575
- https://openalex.org/W2495200310
- https://openalex.org/W2514109053
- https://openalex.org/W2560274255
- https://openalex.org/W2604597613
- https://openalex.org/W2742302735
- https://openalex.org/W2771992132
- https://openalex.org/W2778728026
- https://openalex.org/W2792814265
- https://openalex.org/W2898273277
- https://openalex.org/W2900765816
- https://openalex.org/W2935214106
- https://openalex.org/W2945011419
- https://openalex.org/W2946081182
- https://openalex.org/W2947758251
- https://openalex.org/W2970663421
- https://openalex.org/W2977565041
- https://openalex.org/W3009638128
- https://openalex.org/W3015821172
- https://openalex.org/W3016934227
- https://openalex.org/W3036295153
- https://openalex.org/W3045768331
- https://openalex.org/W3109344736
- https://openalex.org/W3113652711
- https://openalex.org/W3132343538
- https://openalex.org/W3195949659