金纳米粒子的催化性能研究
由于金的电负性(2.28)比其他所有的金属都要大,第一电离能也很大(9.22eV)很难失去电子,Au+/Au0的标准电极电势为+1.691V,而它对电子的亲和能力(2.31eV)比氧元素(1.46eV)还要大,因此它很难发生氧化反应。同时金的氧化物Au2O3也不稳定(Hf=+19.3kJ/mol),并且位于周期表第IB族的金的原子半径小于同族的银原子,其熔点和升华焓都比银高,也就是说本身原子之间的相互作用力较强,金的单晶表面与其他分子之间的相互作用力很弱,它对氧或者其他气体的化学吸附能力也很弱。所以金一直被认为是化学惰性最高的金属,且远不及铂族金属活泼,一般不被用来做催化剂。
然而,随着科技的发展,科学研究的进步,近几年来新的催化剂制备技术层出不穷,各种新的纳米催化剂其中也包括纳米金属负载催化剂应运而生,纳米技术的诞生就彻底改变了人们对金催化作用的认识。当把它高度分散在过渡金属氧化物载体上而形成超微粒子时,化学惰性的金就变成了高活性的催化剂。
中科院上海应用物理研究所物理生物学实验室樊春海、李迪、黄庆课题组的研究人员合作，在金纳米粒子的催化研究领域取得了系列进展。们通过与华东理工大学龙亿涛教授的合作，利用暗场光学显微镜技术可以实时、动态地观测DNA分子对单个金纳米粒子生长过程的影响。相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。该项研究有助于深入理解金纳米粒子的催化机制，并可能利用金纳米粒子的等离子体激元光学性质实现DNA分析。