Фотохимический синтез, исследование структуры и свойств биметаллических наночастиц на основе серебра и золота

• Автор: Шаповал, Любовь Витальевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Классификация и методы синтеза биметаллических наночастиц

1.1.1. Дисперсионные методы

1.1.2. Конденсационные методы

1.2. Области применения биметаллических наночастиц.

1.2.1 Катализ

1.2.2. Сенсорная диагностика.

1.3. Биологические эффекты наночастиц.

ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Исходные материалы.
2.2. Приготовление рабочих растворов, подготовка субстратов
и фотохимических реакторов
2.3. Методика проведения фотолиза.
2.4. Методы анализа продуктов реакций.
2.5. Обработка результатов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Синтез биметаллических наночастиц ААи. Общие
положения.
3.2. Трхстадийный синтез биметаллических наночастиц
3.2.1. Первая стадия протокола синтеза
фотохимическое получение серебряных темплатов.
3.2.2. Вторая стадия протокола синтеза реакция гальванического замещения
3.2.3.Третья стадия протокола синтеза облучение
УФ светом.
3.2.4. Механизм образования биметаллических наночастиц при трхстадийном маршруте синтеза
3.3. Одностадийный синтез биметаллических
наночастиц
3.4. Синтез частиц диэлектрическое ядро металлическая оболочка
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


УФВидим спектроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, просвечивающей ПЭМ и. Теоретическая значимость. Изучение свойств металлических частицнаноразмерного диапазона и их зависимости от состава и структуры вносят вклад в современные представления неорганической химии соединений серебра и золота. Предложенный механизм формирования биметаллических наноклеток расширяет теоретические представления о кинетических закономерностях образования нанобъектов. Практическая значимость. Разработана оригинальная методика фотохимического синтеза серебряных темплатов. Модифицирована методика получения цельных биметаллических наночастиц Л путм перехода от химического к фотохимическому восстановлению. Предложен метод осаждения слоев серебра на модифицированные диоксидом титана микросферы натрийборосиликатного стекла. Целевые моно и биметаллические продукты синтеза могут использоваться для получения функциональных композитных наноматериалов. ГЛАВА 1. Важными конструкционными компонентами для создания новых функциональных материалов являются наночастицы металлов. Среди них можно выделить два больших подкласса полиметаллические частицы и диэлектрикометаллические структуры. В состав полиметаллических наночастиц входят атомы двух и более металлов. Рассмотрим их краткую классификацию на примере наиболее интересных с фундаментальной, ипрактической точек зрения биметаллических наночастиц. В общем виде, биметаллические наночастицы классифицируются по способу смешениякомпонентов 1. Пять основных из них представлены. Частицы ядрооболочка рис. А, окружнного оболочкой из атомов металла Б. Так называемые контактирующие наносистемы включают в себя атомы металлов А. Б, которые имеют общую границу раздела рис. АБ рис. Последний случай теоретически возможен, однако, насколько нам известно, в литературе не описан. Частицы, наносплавов представляют собой упорядоченные рис. А и Б. Оболочечные частицы состоят из построенных по принципу луковицы слоев АБА рис. Наконец, в последние годы вс больший научный интерес приобретают металлические нанооболочки с пористым или пустотелым ядром, так называемые наноклетки. В их состав также М7Т входить атомы двух металлов рис. Методы получения моно и биметаллических наночастиц широко описаны в литературе и условно делятся, на две большие группы. Это группа дисперсионных методов, основанных на диспергировании металлов, и конденсационных, где ианочастицы восстановленного металла образуются из ионов соответствующих соединений. Рис. Классификация биметаллических наночастииц по способу смешения реагентов а ядрооболочка, б, в контактирующие, г, д наносплавы, е, ж обол очечные. Одним из старейших дисперсионных методов синтеза наноматериалов является механический. Толчение крупных порошков для получения вс более мелких используют уже несколько столетий. Разновидностью механического измельчения является механохимический синтез. Этот метод основан на применении шаровых или планетарных мельниц 1. Процесс включает несколько стадий. Механическое воздействие в области контактов вещества с инициаторами, например металлическими шарами, приводит к возникновению напряжения на поверхности контактов. В результате происходят сдвиги атомов поверхностного слоя, активация поверхности и последующее дробление вещества до нанокомпозитов, реализация механохимических реакций, образование и укрупнение нанокластеров. Размолом порошков соответствующих металлов в шаровых вибромельницах получены некоторые сплавы, например i и с размерами частиц 5 нм 2 и с размерами частиц нм 3. Однако стоит отметить, что в результате быстрой агрегации конечный размер зрен интерметаллических порошков составляет от нм до нескольких микрометров. Главным достоинством метода является возможность получения наносплавов таких металлов, взаимная растворимость которых при использовании жидкофазных методов пренебрежимо мала. Примером такой биметаллической системы служат железо и медь. Кроме того, механохимический синтез, не требуя сложного аппаратного оформления, даст возможность получать порошковые сплавы и материалы в промышленных масштабах.