(PhysOrg.com) - Quiconque pense que les amalgames se limitent aux obturations dentaires manque quelque chose :les amalgames, qui sont des alliages de mercure et d'autres métaux, sont utilisés depuis plus de 2500 ans dans la production de bijoux et pour l'extraction de métaux comme l'argent et l'or dans les opérations minières. Ces jours, le processus inverse est plus intéressant :l'élimination du mercure des eaux usées par amalgame avec des métaux précieux sous forme de nanoparticules. Kseniia Katok et ses collègues ont maintenant rapporté de nouvelles informations dans le journal Angewandte Chemie :si le diamètre des nanoparticules d'argent est encore plus petit, beaucoup plus de mercure peut être extrait par rapport à la quantité d'argent utilisée.
Dans le procédé conventionnel, deux atomes d'argent réagissent avec un ion mercure, qui porte une double charge positive, produire deux ions d'argent, qui entrent en solution, et un atome de mercure neutre, qui est repris par les particules d'argent métallique. Le rapport stoechiométrique du mercure à l'argent est donc de 1:2.
Les chercheurs de l'Université de Brighton (Royaume-Uni) et leurs collègues du Kazakhstan, La France et le Japon ont maintenant déterminé que la stoechiométrie de la réaction change si le diamètre des nanoparticules d'argent descend en dessous d'un seuil critique de 32 nm. Cet effet, dite « hyperstoechiométrie » dépend de la taille des nanoparticules. Avec des particules qui ont un diamètre d'environ 10 nm, le ratio peut atteindre entre 1,1:1 et 1,7:1, en fonction du contre-ion mercure. Dans ces cas, la réaction se produit clairement différemment qu'elle ne le fait avec des particules d'argent de taille «normale». Les chercheurs postulent que les ions d'argent initialement produits sont absorbés dans les nanoparticules d'argent et, sous l'influence catalytique des minuscules nanoparticules d'argent, sont « recyclés » en argent élémentaire par les contre-ions chargés négativement des sels de mercure, qui dans ces expériences étaient du nitrate ou de l'acétate. Il a souvent été observé que les très petites nanoparticules ont une activité catalytique plus élevée que les plus grandes car leurs propriétés de surface dominent sur leurs propriétés de masse. L'effet hyperstoechiométrique suggère de nouvelles approches pour la purification des eaux de ruissellement ainsi que la catalyse.
Pour produire les nanoparticules d'argent extrêmement petites nécessaires, les scientifiques ont équipé une surface de dioxyde de silicium de groupes individuels d'hydrure de silicium (-SiH). Ceux-ci sont capables de réduire les ions d'argent en atomes d'argent neutres, qui sont liés à la surface et agissent probablement comme des sites de nucléation pour l'agrégation ultérieure de l'argent. La densité de groupes SiH et le temps de réaction peuvent être utilisés pour contrôler la taille des particules. Contrairement aux procédés conventionnels, cela ne nécessite aucun stabilisateur, qui adhèrent aux nanoparticules d'argent et altèrent leurs propriétés physiques et chimiques.
