金纳米粒子相转移研究取得进展

2016-05-26
研发部

                                   金纳米粒子相转移示意图

  金纳米粒子的特性与粒子的形状和大小密切相关,合成过程中如何控制纳米粒子的尺寸和形状早已成为人们关注的研究热点。利用电化学的手段可由控制外加电压、电流密度以及外加交流微扰信号等来实现纳米粒子尺寸、形状的调控。与传统的化学合成方法相比,这一方法操作简单、方便,目前已经得到较为广泛的应用。例如:Reetz等人在乙腈、四氢呋喃混合溶液中,以四辛基溴化铵( TOAB )作为支持电解质和纳米粒子保护剂,用简单电沉积方法合成了Pd、Ni纳米粒子。王崇人等在十六烷基三甲基溴化铵 ( CTAB )的正胶束水溶液中引入TOAB 作为“形状诱导剂 ”,应用电化学沉积法在强烈的搅拌下制备了金纳米棒。纳米粒子的合成通常应用水相,因为水能溶解许多金属盐以及不同类型的表面活性剂和多种聚合物,并可通过调整水溶液中各组分之间的浓度比来控制粒子的尺寸和形状。

      表面活性剂、聚合物等稳定剂对纳米粒子的包裹或表面覆盖固然可以增加粒子的稳定性,但对纳米粒子的催化活性则有不良的影响。金属纳米粒子在有机介质中更有利于发挥它的催化功能及其表面改性。但纳米粒子从水相中转移到有机相常常需要使用相转移促进剂,或者利用硫醇、氨基化合物或表面活性剂作预先保护,使它们在有机相中能更好地溶解和分散,从而稳定存在。

      马厚义等人采用最常见的PVP(聚乙烯吡咯烷酮)为保护剂,制得了稳定的金纳米粒子,并研究其相转移过程,得出如下结论:

      1、PVP是一种水溶性很好的非离子型高分子聚合物,它在水中的溶解度随温度的升高而降低,相反在正丁醇中的溶解度却随温度升高而升高。利用这一差异可使金纳米粒子在 PVP的保护下由水相转移至有机相,且相转移后均匀地分散在有机相,不发生粒子间的团聚现象。

      2、利用升温控温法将PVP保护的金属纳米粒子由水相转移到油相的一大优点是在防止粒子团聚的同时可除去相当数量的PVP聚合物。由于该有机相中并未引入其它新的稳定剂,因此有利于金属纳米粒子的表面改性研究和进一步发挥纳米粒子的催化性能。表面活性剂 SDBS可以与PVP形成分子聚集体,在水和正丁醇的混合体系中80℃下大部分PVP大分子将富集在油/水界面。依据这一特性可以利用油水混合体系合成金属纳米粒子,并在油水两相的界面收集粒子。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司