Preparación y aplicaciones de cobre

Nanopartículas de cobre Muestra características únicas que incluyen actividades catalíticas y antimicóticas/antibacterianas que no se observan en el cobre comercial. Primero de todos, las nanopartículas de cobre demuestran una actividad catalítica muy fuerte, una propiedad que puede atribuirse a su gran área de superficie catalítica. Con el pequeño tamaño y la gran porosidad, las nanopartículas pueden lograr un mayor rendimiento de reacción y un tiempo de reacción más corto cuando se utilizan como reactivos en la síntesis orgánica y organometálica. % de conversión a bifenilo, mientras que el cobre comercial exhibió solo una conversión del 43%.Las nanopartículas de cobre que son extremadamente pequeñas y tienen una alta relación superficie/volumen también pueden servir como agentes antibacterianos/antibacterianos.La actividad antimicrobiana es inducida por su estrecha interacción con las membranas microbianas y sus iones metálicos liberados en soluciones.As the nanoparticles oxidize slowly in solutions, cupric ions are released from them and they can create toxic hydroxyl free radicals when the lipid membrane is nearby.Then, the free radicals disassemble lipids in cell membranes through oxidation to degenerate the membranes.As a result, Las sustancias intracelulares se filtran de las células a través de las membranas destrucidas; Las células ya no pueden mantener procesos bioquímicos fundamentales.Al final, todas estas alteraciones dentro de la célula causadas por los radicales libres conducen a la muerte celular.

Aplicaciones

Las nanopartículas de cobre con excelentes actividades catalíticas se pueden aplicar a los biosensores y sensores electroquímicos. Las reacciones de Redox utilizadas en esos sensores son generalmente irreversibles y también requieren altos sobrepotenciales (más energía) para funcionar. y para reducir los sobrepotenciales cuando se aplica a los sensores. Uno de los ejemplos es un sensor de glucosa. Con el uso de nanopartículas de cobre, el sensor no requiere ninguna enzima y, por lo tanto, no tiene necesidad de lidiar con la degradación y desnaturalización de la enzima, dependiendo de la Nivel de glucosa, las nanopartículas en el sensor difractan la luz incidente en un ángulo diferente. Con consecuencia, la luz difractada resultante da un color diferente basado en el nivel de glucosa. De hecho, las nanopartículas permiten que el sensor sea más estable a altas temperaturas y PH variable y más resistente a los productos químicos tóxicos. Además, con las nanopartículas, se pueden detectar aminoácidos nativos. Un electrodo de carbono impreso con nanopartículas de cobre es un sistema de detección estable y efectivo para la detección de 20 aminoácidos.

Preparación

El cloruro de cobre (II) se prepara comercialmente mediante la cloración de cobre. Copper se combina directamente con gas de cloro a calor rojo (300-400 ° C) para formar (fundido) cloruro de cobre (II). La reacción es muy exotérmica.CU (S) + CL2 (G) → CUCL2 (L).A temperaturas similares, también es comercialmente factible combinar óxido de cobre (II) con un exceso de cloruro de amonio para formar cloruro de cobre, amoníaco y agua:CUO + 2NH4CL → CUCL2 + 2NH3 + H2O.Aunque el metal de cobre en sí no puede oxidarse por ácido clorhídrico, las bases que contienen cobre, como los hidróxidos, los óxidos o el cobre (carbonato II) pueden reaccionar en una reacción ácida-base para formar CUCL2.Una vez preparada, la solución de CUCL2 se puede purificar por cristalización. Un método estándar es mezclar la solución en ácido clorhídrico diluido caliente y permitir que los cristales se formen enfriando en un baño de hielo de cloruro de calcio (CaCl2).Hay un método indirecto y raramente utilizado para formar cloruro de cobre (II) usando iones de cobre en solución. La electrólisis de una solución acuosa de cloruro de sodio con un electrodo de cobre produce (entre otras cosas) una espuma de color verde azulado que puede recolectarse y convertirse hidrato. Si bien esto no se hace generalmente debido a las emisiones de gas de cloro tóxico y la popularidad del proceso de clor-alcali de manera más general, la electrólisis convierte el metal de cobre en iones de cobre en solución, formando compuestos. De hecho, cualquier solución de iones de cobre puede mezclarse con ácido clorhídrico y hecho en cloruro de cobre eliminando cualquier otro ión.