钨硅酸银纳米晶4.docVIP

钨硅酸银纳米晶：形貌可控合成与表征摘　要: 通过聚电解质（表面活性剂）作为导向剂的液相合成路线，合成了多种形貌的多金属氧酸盐纳米晶，包括纳米球，纳米带，纳米片，纳米立方体，六角纳米粒子，三角纳米粒子，雪花状纳米粒子。形状独特的六角形空心纳米粒子也通过相似的方法合成出来。在反应过程中，银离子通过配位作用吸附在聚电解质的组装结构上，通过与氮原子或氧原子的配位作用被定位在聚电解质上，从而导致规则形貌的多酸纳米粒子的形成。结果表明，产物的形貌极大地取决于表面活性剂的组装结构和它们与反应物间的配位作用。[著者文摘] 关键词: 纳米粒子 多金属氧酸盐 可控合成 聚电解质 Triton-x100含有的环氧乙烷短链中有许多烷烃基，这与聚乙二醇结构相似，使得triton-x100/水体系的结构与聚乙二醇/水体系的结构不同，由此可知，在水溶液中大的烷烃基可以破坏环氧乙烷链结构，它作为不电离表面活性剂对其形状影响提供了一个好的参比体系。大量的单分散性钨硅酸银纳米球可以在triton-x100条件下由硝酸银，钨硅酸合成。图3为由triton-x100/水体系得到的钨硅酸银纳米球的tem图。球状固体的直径大约80nm，而产物的形态主要是由于聚乙二醇/水体系中聚乙二醇聚集体的结构决定。 2.2配位效应和形貌 接下来的实验证明，影响产物形貌的关键是配位效应，聚乙烯基吡络烷酮，阳离子聚电解质，拥有许多氮，氧原子，使得其在银纳米晶体的合成中发挥着独特的作用。在银离子与聚乙烯基吡络烷酮配位效应的基础上又许多研究， 通过硝酸银，钨硅酸液相反应合成的产物其形貌往往受到这种配位效应的影响，较低浓度的硝酸银（大约0.001mol/l）生成的钨硅酸银纳米晶体是立方体。图4a.4b为空心钨硅酸银纳米立方体的sem图，这种纳米立方体的边长是250nm，当硝酸银的浓度增加到0.1mol/l产物的形态就转变为空心结构，图4c.4d.5a.5d显示的是空心钨硅酸银纳米粒子，图5b为钨硅酸银空心纳米粒子的tem图和电子衍射图，这些空心纳米粒子的边长150nm，图5c为xrd图，如果硝酸银的浓度继续增长（超过0.2mol/l）会生成少量的直径不规则粒子，适当低浓度的银离子与聚乙二醇聚集体间存在着一定强度的反应，当硝酸银的浓度较高时存在着自由移动的银离子，所以即使没有强的配位效应也会形成不规则粒子。尽管形状选择的主要根据尚未知晓，但已指出聚电解质（表面活性剂）和其成分可能对钨硅酸银粒子的形貌有重大影响，在距丙烯酸存在下的液相反应也可得到钨硅酸银空心纳米粒子，聚丙烯酸中有许多羧基和氧原子，银离子和聚丙烯酸间强烈的配位效应是影响产物形貌的关键。这个实验也说明了产物形貌与反应条件有密切联系。硝酸银浓度很低时（大约0.001mol/l），生成的钨硅酸银纳米粒子是三角形的。图6位三角形钨硅酸银纳米粒子的sem图，当硝酸银浓度增加到0.03mol/l产物形状就转变为雪花状纳米晶体，图7为雪花状钨硅酸银纳米晶体的sem图。图8a.b.c.显示的是一些可以得到的大量的形状均匀的产物，这些空心六角形纳米粒子边长200nm，壁厚均匀（80nm）,图8d是xrd图，有图可知这些空心六角形钨硅酸银纳米粒子是结晶体。如果硝酸银浓度继续增加，当硝酸银和聚丙烯酸之比超过3.5时，在缺少强烈配位效应的条件下形成了不规则粒子。 产物的元素分析显示ag:si:w 4:!:12.电子红外光谱中的特征峰出现在1100，1011，970，919，882，795cm-1，这是由于keggin结构v si oa 引起的，在空心六角形纳米粒子中存在许多 。空心多金属氧酸盐粒子应用广泛，它们作为非常小的载体，在许多领域都发挥着重要作用，如催化，药物排放，人造细胞发展，还可作为生物活性物质（例如酶，蛋白质，脱氧核糖核酸）的保护体，另一方面， 。。 由以上结论可知，银离子和聚乙烯基吡络烷酮间的配位效应影响多金属氧酸盐纳米粒子的形状，银离子被预先置于聚乙烯基吡络烷酮/聚丙烯酸溶液中，在发生化学反应之前，通过银离子，氮，氧原子间的配位效应，在钨硅酸银纳米粒子形成过程中，银离子适当的控制产物形状，若没有这种配位效应，则形成不规则粒子。对于其他无机纳米晶体形貌的控制也采用类似的方法，只是使用含有氧，氮，硫原子的聚电解质（表面活性剂）。 3.结论 总之，通过液相合成路线，可以合成多金属氧酸盐（无机）纳米带，纳米片，纳米球，纳米立方体，六角纳米粒子，三角纳米粒子，雪花状纳米粒子，均匀空心纳米粒子结构。结构表明，产物的形貌极大地取决于表面活性剂的组装结构与反应物间的配位效应。