(PhysOrg.com) -- Chiunque pensi che le amalgame siano limitate alle otturazioni dei denti, manca qualcosa:le amalgame, che sono leghe di mercurio e altri metalli, sono stati utilizzati per oltre 2500 anni nella produzione di gioielli e per l'estrazione di metalli come argento e oro nelle operazioni minerarie. In questi giorni, di maggiore interesse è il processo inverso:la rimozione del mercurio dalle acque reflue mediante fusione con metalli preziosi sotto forma di nanoparticelle. Kseniia Katok e colleghi hanno ora riportato nuove intuizioni sulla rivista Angewandte Chemie :se il diametro delle nanoparticelle d'argento è reso ancora più piccolo, si può estrarre una quantità significativamente maggiore di mercurio rispetto alla quantità di argento utilizzata.
Nel processo convenzionale, due atomi d'argento reagiscono con uno ione mercurio, che porta una doppia carica positiva, per produrre due ioni d'argento, che vanno in soluzione, e un atomo di mercurio neutro, che viene ripreso dalle particelle metalliche d'argento. Il rapporto stechiometrico tra mercurio e argento è quindi 1:2.
I ricercatori dell'Università di Brighton (Regno Unito) e i colleghi del Kazakistan, Francia e Giappone hanno ora determinato che la stechiometria della reazione cambia se il diametro delle nanoparticelle d'argento scende al di sotto dei 32 nm critici. Questo effetto, nota come “iperstechiometria” dipende dalla dimensione delle nanoparticelle. Con particelle che hanno un diametro di circa 10 nm, il rapporto può raggiungere tra 1,1:1 e 1,7:1, a seconda del controione di mercurio. In questi casi, la reazione sta chiaramente avvenendo in modo diverso rispetto alle particelle d'argento di dimensioni "normali". I ricercatori postulano che gli ioni d'argento inizialmente prodotti vengano assorbiti nelle nanoparticelle d'argento e, sotto l'influenza catalitica delle minuscole nanoparticelle d'argento, vengono "riciclati" ad argento elementare dai controioni caricati negativamente dei sali di mercurio, che in questi esperimenti erano nitrati o acetati. È stato spesso osservato che nanoparticelle molto piccole hanno un'attività catalitica maggiore rispetto a quelle più grandi perché le loro proprietà superficiali prevalgono sulle proprietà di massa. L'effetto iperstechiometrico suggerisce nuovi approcci per la purificazione del ruscellamento e per la catalisi.
Per produrre le nanoparticelle d'argento estremamente piccole necessarie, gli scienziati hanno dotato una superficie di biossido di silicio con singoli gruppi di idruro di silicio (-SiH). Questi sono in grado di ridurre gli ioni d'argento ad atomi d'argento neutri, che sono legati alla superficie e probabilmente fungono da siti di nucleazione per l'ulteriore aggregazione dell'argento. La densità dei gruppi SiH e il tempo di reazione possono essere utilizzati per controllare la dimensione delle particelle. A differenza dei processi convenzionali, questo non richiede stabilizzatori, che si attaccano alle nanoparticelle d'argento e ne alterano le proprietà fisiche e chimiche.
