„Leptanie opätovného rastu“ na veľké pórovité nanoštruktúry zlata | vedecké správy

„Leptanie opätovného rastu“ na veľké pórovité nanoštruktúry zlata | vedecké správy

Anonim

predmety

  • Chémia materiálov
  • Veda o materiáloch
  • Materiály pre nanoškály
  • Fyzikálna chémia

abstraktné

Na výrobu veľkých poréznych nanostruktur zlata bola vyvinutá nová metóda s názvom „leptanie opätovného rastu“, ktorá zavádza jedinečný leptadlo „Au I “. Veľkosť nanoštruktúr a počet pórov je možné regulovať molárnym pomerom Ag a Au v prekurzore. Hodnotili sme ich výkonnosť pomocou modelovej reakcie redukcie 4-nitrofenolu. Katalytická vlastnosť pórovitého Au od Ag 67, 6 Au 32, 4 (vzorka 3) je vyššia ako u ostatných získaných produktov, ktoré sa pripisujú hlavne jeho dutinám - vnútorným, pórovitým - vonkajším a veľkému množstvu Au. Metóda pre nanoštruktúry veľkých poréznych kovov bola zavedená po prvýkrát a ukazuje potenciál tejto cesty rozšíriť rozsah výroby nanoštruktúr pórovitých kovov.

úvod

Nanoštruktúry vzácnych kovov s poréznymi, dutými alebo rámovými štruktúrami pritiahli veľkú pozornosť v niekoľkých oblastiach, ako je katalýza 1, 2, 3, ukladanie informácií 4, snímanie 5, dodávanie liekov 6, lekárska diagnostika 7 a biomedicínske zobrazovanie 7, a to z dôvodu ich priestorového konfigurácia, ktorá zobrazuje nízku hustotu, efektívnu kontaktnú plochu a dobrú priepustnosť tekutiny. Najmä v blízkych dvoch desaťročiach bolo nájdených a široko študovaných veľa zaujímavých otázok nanokryštálov a / alebo zhlukov zlata (Au), napríklad úžasný katalytický výkon 8, vynikajúce a laditeľné plazmonické vlastnosti 9, 10, fototermálna terapia 11 a tak ďalej. Jedným z najzaujímavejších prípadov Au nanočastíc / zhlukov je katalýza, ktorú Gong et al. 12 Je známe, že objemový Au má veľmi zlý katalytický výkon, pretože má málo ľahko adsorbovaných molekúl na povrchu. Avšak nanomateriál Au pod 10 nm bol založený, aby vykazoval značný výkon, najmä pre kompozitné materiály oxidov Au / kovov. Niekoľko vedcov vyvinulo nádherné konštrukcie z ušľachtilých kovov 13, 14, 15 . Porézne nanoštruktúry z ušľachtilých kovov spojené s malými nanočasticovými blokmi často vykazujú vynikajúci výkon v dôsledku ich vysokej špecifickej povrchovej plochy a veľkého množstva kovového obsahu. Porézne nanoštruktúry z ušľachtilých kovov vrátane pórovitých dutých nanoštruktúr a bezdutých poréznych štruktúr sa zvyčajne vyrábajú galvanickými náhradnými reakciami s aktívnymi kovmi ako obetnými šablónami a leptanými bimetalickými nanoštruktúrami 1, 16, 17 . Tradičná cesta leptania cez bimetalický prekurzor, napríklad Au / Ag, však môže vyrábať iba porézne nanoštruktúry malej veľkosti. Protokol o zhotovení veľkých (> 100 nm) poréznych nanoštruktúr z ušľachtilých kovov by nebol možný z dôvodu kolapsu alebo deformácie procesu rastu. Nanešťastie malé porézne nanoštruktúry počas aplikácie vždy trpia kongregáciou. Výroba veľkých poréznych nanoštruktúr z ušľachtilých kovov je teda potenciálne veľmi významná, stále však zostáva výzvou.

Tu vyvíjame sľubnú stratégiu s názvom „leptanie opätovného rastu“ na výrobu poréznych Au nanoštruktúr veľkých rozmerov pri izbovej teplote s kontrolovanou veľkosťou a počtom pórov. V tomto prípade sa ako prekurzory používajú bimetalové nanostruktúry Ag-Au a ako leptadlo Au I. Galvanická náhrada a Kirkendallov efekt sa spájajú tak, že zohrávajú dôležitú úlohu pri tvorbe poréznych Au veľkých rozmerov v priebehu procesov leptania pri opätovnom raste 18, 19, 20 . V porovnaní s Au III má Au I väčšiu oxidačnú kapacitu a môže zabrániť nežiadúcej reakcii medzi nanočasticami Au III a Au. Medzitým je dôležité uvedomiť si nadmerný rast Au I, aby sa jeho veľkosť zväčšila ako tá, ktorá nebola rozložená. S dobre definovanou morfológiou možno veľkosť poréznych Au nanoštruktúr regulovať úpravou atómových percent v bimetálnom prekurzore. Z dôvodu princípu, že stavová štruktúra určuje vlastnosti, sa výskum v rámci Au uskutočnil priekopníkom 1 a jedinečné porézne štruktúry s veľkými rozmermi nám umožnili optimalizovať vlastnosti. Redukcia 4-nitrofenolu (4-NP) sa použila ako modelová katalytická štúdia na preukázanie potenciálu pre širšie uplatnenie. Katalytická vlastnosť pórovitého Au je vyššia ako u ostatných získaných produktov, čo sa pripisuje hlavne jeho vnútorným dutinám, pórovitým vonkajším povrchom a veľkému množstvu Au.

výsledok

Na základe ich blízkej mriežkovej konštanty Xie a kol. Vyvážili rýchlosť nukleace / rastu Ag a Au a syntetizovali zliatinu Ag-Au procesom spoločnej redukcie 21 . Nedávno sme tiež vyrobili bimetalové nanostruktúry Ag-Au s kontrolovaným molárnym pomerom Ag / Au cestou spoločnej redukcie 22 . Morfológia a veľkosť pripravených nanočastíc bola znázornená pomocou SEM obrázkov na obrázku S1a-c. Veľkosť nanočastíc sa dá upraviť priamo reguláciou množstva Ag v bimetále, ktoré je splnené v teoretickom popise syntézy. Chemické zloženie okolo atómových percent Ag a Au bolo indikované pomocou energeticky disperzných rôntgenových spektier (EDX) (znázornené na obrázku S1d-f) a ICP. Okrem toho, odhadnuté z obrázkov Sla, b a obr. La, sú priemerné veľkosti signálnej nanočastice približne 230 nm pre Au 90, 4 Au 9, 6, 225 nm pre Au 83, 3 Au 16, 7 a 180 nm pre Au 67, 6 Au 32, 4 (obrázok S2c)., Ďalej, TEM obraz Ag 67, 6 Au 32, 4 je zobrazený na obrázku 1b s priemernou veľkosťou okolo 180 nm, spolu s vloženým sprievodným obrazcom elektrónovej difrakcie vybranej oblasti (SAED). Obraz TEM s vysokým rozlíšením (obrázok 1c) ukazuje, že vybraná oblasť nanočastíc je vysoko kryštalická s mriežkovými okrajmi vypočítanými na 0, 24 nm, čo je zhoda s {111} rovinami kubického Ag alebo Au zameraného na tvár. Okrem toho, ako je znázornené na obrázku 1d-g, na štúdium elementárnej distribúcie Ag 67, 6 Au 32, 4 sa použili snímania transmisnej elektrónovej mikroskopie so skenovaním transmisnej elektrónovej mikroskopie (HAADF) s vysokým uhlom a elementárne mapovanie EDX. Je zrejmé, že široké rozdelenie prvkov Ag a Au ďalej potvrdilo vznik bimetálov.

Image

SEM obraz (a) a TEM obraz (b) nanočastíc Ag 67, 6 Au 32, 4, vložený zodpovedajúci SAED obrazec, (c) HRTEM obraz oblasti v (b), (d) HAADF-STEM jedného Ag 67, 6 Au 32, 4 bimetalického nanočastice, e) prekrývajúci sa mapovací obraz a EDX elementárne mapovania Ag (f) a Au (g).

Obrázok v plnej veľkosti

diskusia

Odstránenie Ag zo zliatiny Ag-Au bolo skúmané už skôr. Všeobecne sa kyselina dusičná, dusičnan železitý, amoniak a ďalšie oxidačné leptadlá 21, 23, 24, 25 vybrali na leptanie Ag-Au bimetálov a spôsobili tvorbu dutých / poréznych nanoštruktúr. Tieto výbery však majú spoločný charakter, že použité bimetaly Ag-Au, ktoré boli buď zliatinovými nanoboxmi alebo nanotrubicami, majú pred úplným odstránením Ag prázdnu vrstvu namiesto pevného jadra. Tu sme získali pevný Ag-Au bimetal, v ktorom malé množstvo Au bolo sprevádzané Ag spolu s Ag v koexistencii v celej nanoštruktúre. V dôsledku toho je ťažké získať porézny Au, ak sa použije leptadlo, a úplne zostávajúce nanoštruktúry majú tendenciu po leptaní klesať kvôli menšiemu obsahu Au v štruktúrach. Sľubnou stratégiou je použitie HAuCl4 ako oxidačného leptadla prostredníctvom galvanického vytesnenia, ktoré indukuje produkciu prvku Au a nakoniec zvyšuje obsah Au vo výrobku. Použitím vyšších oxidačných stavov Au III ako leptača sa však môžu súčasne vyskytnúť nasledujúce chemické reakcie rovníc 1 a 2.

Image

Image

Image

Kontrola očakávaných nanoštruktúr by preto mala byť veľmi náročná. Našťastie rôzne stavy oxidácie Au majú rôzne elektródové potenciály. Rovnice 4 a 5 ukazujú zodpovedajúce polovičné elektródové reakcie Au I a Au III .

Image

Image

Preto, aby sa zabránilo výskytu rovníc 1 a 2, stratégia zavádzania Au I, ktorá by tiež mohla odstrániť Ag z bimetalu, vykazuje mimoriadny účinok. Dôkazom toho je, že Au I má nižšiu valenčnú, ale vyššiu oxidačnú vlastnosť ako Au III . V dôsledku toho sme vyvinuli alternatívny spôsob, ako priblížiť pôvodný predmet. Nižšia oxidácia Au I namiesto Au III by mohla zabrániť vzniku rovnice 2. Na druhej strane, silnejšia oxidačná kapacita Au I by bola priaznivejšia pre leptanie a úplné odstránenie Ag z bimetalických nanočastíc iba pomocou rovnice 3.

Schéma tvorby pórovitého Au je znázornená na obrázku 2a. Hneď ako je roztok Au I vystavený pôsobeniu Ag-Au bimetalu, bola spustená reakcia rovnice 3. Keď došlo k galvanickej substitúcii na povrchu Ag-Au bimetalu, kde Ag bol oxidovaný a elektróny boli stripované, Au I zachytil elektróny; potom sa na povrchu bimetalických nanoštruktúr vyskytlo jadrové palivo a rast atómov Au. Objavili sa dutiny a rozpustenie Ag + zvýšilo koncentrácie Cl - na miestach leptaného Ag, takže jamka rástla autokatalytickými procesmi 26 . Vytvorený AgCl sa odstráni použitím NH40H počas prania produktov. Keď je počiatočný Ag vyleptaný z bimetálov pomocou Au I, dominantný rozdiel chemického potenciálu medzi Au I a Ag 0 riadi výskyt galvanickej substitučnej reakcie. Vo vlastníctve nanosacledovaného Kirkendallovho efektu 19 sa vonkajšie voľné miesta rozptyľujú dovnútra, až kým sa okrajové miesta a dutiny nestanú väčšími ako pôvodný stav, zatiaľ čo koncentrácia voľných miest sa postupne zvyšuje 26 . Podobný prípad bol tiež nájdený a dobre diskutovaný v práci Zenga 27 . Počas difúzie voľných miest difundujú atómy Au a Ag smerom von (rýchlosť difúzie atómov Au je pomalšia ako difúzia atómov Ag v Ag-Au bimetále 28 ) a udržiavala si dutiny, kým sa nevytvoria póry. Nové atómy Au pokračujú v epitaxiálnom raste so zničenými pórmi a vedú k výrobe veľkých nanoštruktúr Au s dutým a vnútorným pórom.

Image

a) Schematické znázornenie porézneho Au odvodeného od bimetalového Ag-Au pomocou Au (I) ako leptacieho prostriedku. b) Vzorka 3 s veľmi významnými pórmi je vložkou zodpovedajúci vzorec SEAD. (c) HRTEM snímka vzorky 3. (d) - (f) zodpovedajúce TEM obrazy s rozlíšením mriežky z oblastí 1, 2 a 3 v c. g) zobrazenie porézneho Au HAADF-STEM a h) elementárne mapovanie Au.

Obrázok v plnej veľkosti

Obrázky S3a, bac znázorňujú SEM obrázky vzorky 1, 2 a 3 po leptaní Ag 90, 4 Au 9, 6, Ag 83, 3 Au 16, 7 a Ag 67, 6 Au 32, 4 . Snímky SEM na obrázku S3 ukazujú, že na povrchoch výrobkov zjavne existuje veľa pórov, a u každého jednotlivca by sa mala zabezpečiť aj prázdnosť. Distribúcia veľkostí výrobkov je znázornená na obrázku S3d. Podobne ako iné galvanické posuny medzi Ag a Au III sú veľkosti týchto výrobkov zreteľne väčšie ako primárne bimetaly 1, 22 . Keď sa roztok Au I pridal do bimetalového roztoku, reakcia nastala okamžite. V tomto prípade sa Ag použila ako obetovaná šablóna a nová Au by rástla na pôvodnej Au v bimetále Ag-Au. Aby sa zabezpečila úplná reakcia, množstvo roztoku Au I by sa malo upraviť podľa prekurzorov. Keď reakcie skončili, nová prichádzajúca Au pestovaná na povrchoch vzoriek značne zväčšila veľkosť. Maximálna veľkosť by mohla dosiahnuť asi 500 nm od prekurzora Ag 90, 4 Au 9, 6 a minimálna veľkosť asi 300 nm od Ag 67, 6 Au 32, 4 . Je dôležité, že v produktoch z výsledkov EDX boli zistené žiadne zvyšky Ag (obrázok S4). Obrázky TEM (obrázky S5a, 5b a 2b) ďalej ukazujú, že sa získajú duté a porézne Au nanoštruktúry s veľkými rozmermi. Majú sférickú morfológiu s priemernou veľkosťou približne 300, 400 a 500 nm pre vzorku 1, 2 a 3. Vyskytlo sa viac pórov, zatiaľ čo v bimetaloch existovalo malé množstvo Ag a priemerná veľkosť pórov bola približne 50 nm pre vzorku 1, 16 nm pre vzorku 2 a 11 nm pre vzorku 3. Stanovuje sa, že porovnateľne menšia veľkosť (vzorka 3) má viac a menšie póry ako ostatné. Navyše, SAED obrazec (vložený na obrázku 2b) pre vzorku 3 potvrdzuje polykryštalický znak porézneho Au. Mikrografy HRTEM v oblastiach 1, 2 a 3 (obrázok 2c) a mriežkové okraje 0, 24 nm (obrázok 2d-f) zodpovedajú rovinám {111} rovín kubických Au orientovaných na tvár. Zobrazovanie HAADF-STEM a elementárne mapovanie EDX (obrázky 2g a h) predstavujú elementárne rozdelenie porézneho Au (vzorka 3), čo jasne ukazuje, že leptanie je dôkladné a konečné produkty obsahujú iba prvok Au.

Ďalej sa môžu na rozpustenie Ag z bimetalových nanostruktur 21 Au / Ag použiť tiež vodné roztoky NH40H a Fe (N03) 3 . Fe (N03) 3 môže leptať Ag podľa rovnice Ag (s) + Fe (N03) 3 (aq) = AgN03 (aq) + Fe (N03) 2 (aq); zatiaľ čo rozpustenie Ag koncentrovaným roztokom NH40H v prítomnosti kyslíka je spôsobené tvorbou vo vode rozpustného komplexu [Ag (NH3) 2 ] + . V tejto práci sme sa tiež pokúsili podporovať reakcie pomocou týchto dvoch leptacích prostriedkov. Aj keď sa vodné roztoky NH40H a Fe (N03) 3 vždy používali na vytváranie monometalových nanoštruktúr Au leptaním nanoboxov Au / Ag a nanomateriálov, nemohli sme získať podobnosť, ktorá by nielen získala pórovité nanoštruktúry, ale tiež úplne odstránila Ag. Ako je znázornené na obrázku S6a, zrútené nanoštruktúry sa jasne získajú použitím silného oxidačného Fe3 + . Spektrum EDX na obrázku S6b priamo ilustruje, že v leptaných nanoštruktúrach je zvyškový Ag a došlo k reakcii medzi Fe 3+ a Au, čo je ilustrované použitím kontrolovaných pokusov, ako je znázornené v UV-vis spektre (obrázok S6c). Výsledky (SEM a EDX na obrázku S7) po leptaní NH40H neboli také isté ako Au I, dokonca na rozdiel od Fe (N03) 3 . Vyššie uvedené výsledky ďalej ilustrujú, že Au I je účinným leptadlom na vytváranie poréznych Au nanoštruktúr veľkých rozmerov z bimetalických prekurzorov cestou „leptania opätovného rastu“. Okrem toho môže byť syntéza porézneho Au dobre kontrolovaná a reprodukovateľná.

Tu sme vybrali modelovú reakciu katalytickej redukcie 4-nitrofenolu (4-NP) na 4-aminofenol (4-AP) na vyhodnotenie katalytických vlastností týchto produktov. Redukčná reakcia 4-NP sa zvyčajne nemohla vyskytnúť ani za dva dni s veľkým nadbytkom NaBH4 ako redukčného činidla bez katalyzátora. 1 Obrázok 3 ukazuje UV-vis spektrá a lineárne vzťahy ln [C (t) / C (0)] verzus t ako proces lokálnej redukcie pridaním vzorky 3 ako katalyzátora. Farba roztoku sa zmenila zo svetlo žltej na bezfarebnú za 4 minúty, čo naznačuje, že 4-NP sa úplne premenil na 4-AP. Na porovnanie sa rôzne nanoštruktúry na báze Au spoločne skúmali ako katalyzátory na zníženie 4-NP. Vo všetkých experimentoch zostávajú koncentrácie katalyzátorov (1 mM), 4-NP (0, 7 mM) a NaBH4 (0, 5 M) konštantné. Pred katalýzou vieme, že obsah Au v Ag-Au bimetaloch je odlišný, rovnaký počet častíc, ktoré sme použili pri katalýze, ale obsah Au v Ag 67, 6 Au 32, 4 je vyšší ako ostatné dva bimetaly. Po leptaní majú vzorky 1, 2 a 3 rovnaký obsah Au, ale pórovitá vonkajšia strana znázornená na obrázku 2b naznačuje, že vzorka 3 má pravdepodobne prevahu. Systematické výsledky potvrdzujú vyššie uvedené špekulácie. UV-vis spektrá redukcie 4-NP sa nachádzajú v podporných informáciách (obrázok S8a – f). Koncentrácia C (0) a C (t) je zodpovedajúca koncentrácia 4-NP na začiatku a v čase t, ktoré sa získali zo špičkových absorbančných intenzít 4-NP v UV-vis spektrách. Podľa princípov fyzikálnej chémie lineárne vzťahy ln [C (t) / C (0)] verzus t na obrázku S8g – i ukázali, že všetky katalytické redukčné reakcie nasledovali kinetiku prvého poriadku. Rýchlostné konštanty pre kinetiku prvého poriadku sa navyše prejavili aj pomocou grafov lineárneho vzťahu. Tabuľka S1 ukazuje výsledky experimentu s použitím rôznych vzoriek pre 4-NP katalytické redukčné reakcie. S nárastom Au sa katalytická aktivita zvýšila (rýchlostné konštanty: 0, 098 min -1, 0, 161 min -1 a 0, 211 min -1 pre Ag 90, 6 Au 9, 4, Ag 83, 3 Au 16, 7 a Ag 67, 6 Au 32, 4 ).

Image

a) UV-vis spektrá ako funkcia času katalyzovanej vzorkou 3, naznačujúce zmiznutie absorbancie pre 4-NP v dôsledku redukcie 4-NP na 4-AP. (b) Dávka ln [C (t) / C (0)] proti času pre vzorku 3. (c) Valec ukazujúci analýzu TOF získaného z výsledkov redukcie 4-NP pomocou rôznych katalyzátorov.

Obrázok v plnej veľkosti

Prekvapivo bol dosiahnutý veľký pokrok pomocou nášho nového prístupu s Au I ako s leptadlom, katalytická účinnosť poréznych Au nanoštruktúr bola približne 4-krát vyššia ako v prípade pôvodných bimetálov (rýchlostné konštanty: 0, 306 min- 1, 0, 592 min- 1 a 0, 78 min.) -1 pre vzorku 1, 2 a 3). Okrem toho je katalytická aktivita vzorky 3 viac ako 45-krát vyššia ako tuhé Au nanočastice (rýchlostná konštanta: 0, 017 min- 1 ). Medzitým skutočné výťažky produktu znamenajú katalytickú aktivitu a hodnoty TOF by mohli byť priamo spojené s kvantitatívnou analýzou katalytickej schopnosti pozorovanej pre rôzne katalyzátory. Berúc do úvahy veľkosť a počet pórov, tieto asociovali s každou hodnotou TOF uvedenou v tabuľke S1 a valec zjavne predstavoval kontrastné výsledky, ktoré sú zobrazené na obrázku 3c. Na redukciu 4-NP ukázala vzorka 3 ako katalyzátor najvyššiu hodnotu TOF 511, 9 h −1, zatiaľ čo hodnoty 14, 6 h −1, 64 h −1, 113, 8 h −1, 128 h −1, 204, 8 h −1, a 341, 3 h- 1 boli pozorované pre Au pevné látky, Ag 90, 6 Au 9, 4, Ag 83, 3 Au 16, 7, Ag 67, 6 Au 32, 4, vzorka 1, respektíve vzorka 2.

Porézne štruktúry zlepšili funkciu difúzie vo svojich otvoroch 14 : 1) poskytujúce cesty na skrátenie difúzneho kruhu; 2) galvanickým nahradením a Kirkendallovým efektom sa vyskytuje veľa defektov, neobsadených miest a hraníc s rastom epitaxu; 3) rozdielny tlak medzi interiérom a exteriérom by urýchlil difúziu 29, 30, 31 ; 4) vo fyzike sa obvykle v póroch 32 objaví obvyklá makroskopická teória „kapilár“; čím menšie sú póry, tým výraznejšia bude kapilárnosť. Možno sa však póry upchali, keď reaktanty aj produkty prešli rovnakými cestami a táto situácia ovplyvnila priepustnosť tekutiny. Veľkosť pórov pod 10 nm sa teda nezohľadnila úplne.

Na záver sme vyvinuli sľubnú stratégiu „leptania opätovného rastu“ na výrobu poréznych Au nanoštruktúr veľkých rozmerov. Galvanickým nahradením a Kirkendallovým efektom nám táto metóda umožňuje získať rôzne porózne Au s veľkými rozmermi. Tento výskum by poskytol návod na výrobu poréznych materiálov ležiacich rozmerov. Avšak pre rôzne materiály by mal byť v tomto prípade leptadlo vybrané. Veľkosť a charakteristika pórov sa dá regulovať do určitej miery, čo sa vo veľkej miere týka množstva Au v prekurzore. Výsledky tiež ukázali, že tieto porézne Au nanoštruktúry vykazovali vynikajúcu katalytickú aktivitu pri použití modelovej reakcie redukcie 4-NP. Táto práca jasne ilustruje, že „leptanie opätovného rastu“ je účinnou cestou na získanie poréznych nanoštruktúr veľkých rozmerov. Takéto porézne nanoštruktúry môžu mať široké potenciálne využitie pri katalýze, senzoroch, detekcii a terapii chorôb, bioenkapsulácii a nanoelektronike.

metódy

chemikálie

Všetky chemické činidlá boli použité tak, ako boli získané bez ďalšieho čistenia.

Syntéza bimetalových nanočastíc Ag-Au

Ag-Au bimetaly NP boli pripravené redukciou AgNO3 a HAuCl4 použitím PVP (polyvinylpyrolidón) a kyseliny askorbovej. Pri typickej syntéze sa vodný roztok AgN03 (2 mM) a 0, 4 g PVP zmiešali v 25 ml sklenenej fľaštičke s 5 ml deionizovanej vody a miešali sa 10 minút. Keď sa roztok stal čírym, do vyššie uvedenej zmesi sa pridali 2 ml 2, 8% vodný roztok NH3H20 a zmes sa miešala 2 minúty. Ďalej sa do vyššie uvedenej zmesi ((Ag + Au) / mol = 3 umol) pomocou injekčnej striekačky vstreklo určité množstvo 2 mM vodného roztoku HAuCl4. Zmes sa miešala počas 5 minút a potom sa pridal 1 ml vodného roztoku kyseliny askorbovej (0, 1 M). Čistý roztok rýchlo reagoval, po 15 minútach sa reakcia zastavila. Produkty sa odstredili deionizovanou vodou a etanolom niekoľkokrát pri 8500 ot./min., Aby sa odstránil nadbytok PVP, a potom sa znovu dispergovali v 3 ml deionizovanej vody na nasledujúce použitie.

Syntéza au nanočastíc

4 ml 2 mM roztoku HAuCl4 sa použili v prvom kroku pridaním PVP vo vodnom roztoku a nasledujúce kroky boli rovnaké ako vyššie uvedené s výnimkou pridania AgN03. Produkty sa premyli a znovu dispergovali v deionizovanej vode na ďalšie použitie.

Syntéza porézneho Au vyleptaného Au I

Roztok Au I sa získal pridaním príslušného objemu 1 mM roztoku AA k 1 ml 2 mM roztoku HAuCl4, po ktorom sa žltý roztok stal bezfarebným. 1 ml asyntetizovaných nanočastíc Ag-Au sa zmiešal s určitým objemom HAuCl2. Po pridaní roztoku Au I sa farba zmesi okamžite zmenila. Po reakčnom procese do 2 hodín pri teplote miestnosti sa výsledné nanoštruktúry zhromaždili a premyli deionizovanou vodou odstredením pri 8000 ot./min. Konečný produkt sa dispergoval v 1 ml deionizovanej vody.

Syntéza porézneho Au vyleptaného Fe (N03) 3

1 ml asyntetizovaných nanočastíc Ag-Au sa zmiešal s určitým objemom 20 mM Fe (N03) 3 . Farba zmesi sa okamžite zmenila, keď sa pridal roztok Fe (N03) 3 . Po reakčnom procese do 30 minút pri teplote miestnosti sa výsledné nanoštruktúry zozbierali a premyli deionizovanou vodou odstredením pri 8 000 ot./min. Konečný produkt sa dispergoval v 1 ml deionizovanej vody.

Syntéza porézneho Au vyleptaného pomocou NH3H20

1 ml asyntetizovaných nanočastíc Ag-Au sa zmiešal s 2 ml 3% NH3H20. Po reakčnom procese do 12 hodín pri teplote miestnosti sa výsledné nanoštruktúry zhromaždili a premyli deionizovanou vodou odstredením pri 8000. ot./min. Konečný produkt sa dispergoval v 1 ml deionizovanej vody.

charakterizácia

Vzorky boli charakterizované skenovacou elektrónovou mikroskopiou (SEM) (Hitachi S-4800 Japonsko), energeticky disperznou röntgenovou spektrometriou (EDX) (Hitachi S-4800 Japonsko) a transmisnou elektrónovou mikroskopiou (TEM) (Tecnai 20S-TWIN Holland) ). UV-viditeľné extinkčné spektrá sa zaznamenávali pri teplote miestnosti pomocou U4100 pri 220 V 50 Hz (Hitachi, Japonsko). Elementárne rozdelenie sa uskutočňuje pomocou JEM-2100F (JEOL, Japonsko) vybavenej analýzou energetického disperzného spektrometra (EDX).

Katalytická redukcia 4-nitrofenolu

V typickom postupe sa 1 ml 0, 7 mM 4-nitrofenolu zmiešal s 1 ml 0, 5 M NaBH4 (čerstvo pripravený). Potom sa do systému vstreklo 20 ul nanokatalyzátora na báze Au. Objem celého roztoku zmesi sa udržiaval v 3 ml. Potom sa zmiešaný roztok rýchlo preniesol do kremennej kyvety, aby sa kontinuálne meralo extinkčné spektrum, až kým sa žltý roztok nestal bezfarebným.

Doplnková informácia

Word dokumenty

  1. 1.

    Doplnková informácia

    podporujúce informácie

Komentáre

Odoslaním komentára súhlasíte s tým, že budete dodržiavať naše zmluvné podmienky a pokyny pre komunitu. Ak zistíte, že je niečo urážlivé alebo nie je v súlade s našimi podmienkami alebo pokynmi, označte ho ako nevhodné.