التخليق المائي للجسيمات النانوية البلازمونية من سبائك الذهب والقصدير

Summary

هنا ، يتم وصف تخليق بذور الذهب (Au) باستخدام طريقة Turkevich. ثم تستخدم هذه البذور لتجميع الجسيمات النانوية المصنوعة من سبائك الذهب والقصدير (Au-Sn) ذات الخصائص البلازمونية القابلة للضبط.

Abstract

يصف هذا البروتوكول تخليق بذور الجسيمات النانوية Au والتكوين اللاحق للجسيمات النانوية ثنائية المعدن Au-Sn. هذه الجسيمات النانوية لها تطبيقات محتملة في الحفز والإلكترونيات الضوئية والتصوير وتوصيل الأدوية. في السابق ، كانت طرق إنتاج جسيمات السبائك النانوية تستغرق وقتا طويلا ، وتتطلب ظروف تفاعل معقدة ، ويمكن أن يكون لها نتائج غير متسقة. يصف البروتوكول المبين أولا تخليق ما يقرب من 13 نانومتر من بذور الجسيمات النانوية Au باستخدام طريقة Turkevich. يصف البروتوكول التالي اختزال Sn ودمجه في بذور Au لتوليد جسيمات نانوية من سبائك Au-Sn. يتم وصف التوصيف البصري والهيكلي لهذه الجسيمات النانوية. بصريا ، تظهر رنين البلازمون السطحي الموضعي البارز (LSPRs) باستخدام التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية. من الناحية الهيكلية ، يعكس حيود الأشعة السينية للمسحوق (XRD) جميع الجسيمات لتكون أقل من 20 نانومتر ويظهر أنماطا لمراحل Au و Sn و Au-Sn المتعددة بين المعادن. يتم الحصول على التشكل الكروي وتوزيع الحجم من التصوير المجهري الإلكتروني (TEM). يكشف TEM أنه بعد دمج Sn ، تنمو الجسيمات النانوية إلى قطر 15 نانومتر تقريبا.

Introduction

الجسيمات النانوية المعدنية البلازمونية ^1,2 لها تطبيقات في الحفز ، والإلكترونيات الضوئية ، والاستشعار ، والاستدامة نظرا لقدرتها على امتصاص الضوء بكفاءة كبيرة ، وتركيز الضوء في أحجام دون نانومتر ، وتعزيز التفاعلات التحفيزية^3،4،5. فقط عدد قليل من المعادن تعرض رنين البلازمون السطحي الموضعي الفعال (LSPRs). من بينها ، أحد المعادن المستكشفة على نطاق واسع هو Au³.

Au هو معدن نبيل تمت دراسته على نطاق واسع ومعروف بتكوين سبيكة مستقر مع معادن أخرى. ومع ذلك ، فإن Au LSPR يقتصر على....

Protocol

المعدات والكواشف المستخدمة في الدراسة مدرجة في جدول المواد.

1. طريقة تخليق Turkevich لبذور الجسيمات النانوية Au المغطاة بالسيترات

1. تنظيف الأواني الزجاجية
   1. نظف الأواني الزجاجية وألواح التقليب باستخدام أكوا ريجيا (نسبة 1: 3 مول من HNO₃: HCl).
   2. اشطفه بالماء عالي النقاء حتى لا تبقى رائحة وجفف قبل الاستخدام.
2. تحضير محاليل الكاشف
   1. قم بقياس 39.4 مجم من HAuCl₄∙3H₂O باستخدام ميزان تحليلي في قارورة تلألؤ زجاجية نظيفة وملصقة سعة 20 مل. لتحضير محلول 10 مللي متر ، ماصة دقيقة 10 مل من الماء عالي النقاء في المحلول.
   2. قم بقياس 58.....

النتائج

يوضح الشكل 1 النتائج التمثيلية لبذور Au والجسيمات النانوية المصنوعة من سبائك Au-Sn. باتباع بروتوكول تخليق بذور Au ، لوحظت ذروة امتصاص متميزة وغير متماثلة حوالي 517 نانومتر مع حد أقصى للانقراض يبلغ حوالي 0.7 ، يتوافق مع LSPR. يتحول اللون الأزرق الذروة مع إضافة Sn ، ويرتبط بتغيير اللون .......

Discussion

في هذه الدراسة ، تم تحضير بذور Au باستخدام طريقة Turkevich¹¹. فيما يتعلق بالقيود الإجرائية لهذه الطريقة ، من الضروري إجراء حقن 480 ميكرولتر من سترات الصوديوم 100 مللي متر بسرعة. إذا تم حقن محلول السيترات ببطء ، فقد تتشكل جزيئات polydisperse بتوزيع كبير الحجم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤثر نظ.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Basix Microcentrifuge Tubes	Fisher Scientific	Cat#02-682-004
Cary 100 UV-visible Spectrophotometer	Agilent Technologies	Cat#G9821A; RRID:SCR_019481
Cary WinUV	Agilent Technologies		https://www.agilent.com/en/product/molecular-spectroscopy/uv-vis-uv-visnir-spectroscopy/uv-vis-uv-vis-nirsoftware/cary-winuv-softwar
Crystallography Open Database	CrystalEye	RRID: SCR_005874	http://www.crystallography.net/
Cu Carbon Type-B Grids (200 mesh, 97 µm grid holes)	Ted Pella	Cat#01811
Direct-Q 3 UV-R Water Purification System	MilliporeSigma	Cat#ZRQSVR300
Entris Analytical Balance	Sartorius	Cat#ENTRIS64I-1SUS
Glass round-bottom flask (250 mL)	Fisher Scientific	Cat#FB201250
Glass scintillation vials	Wheaton	Cat#986548
Hydrochloric acid (HCl, NF/FCC)	Fisher Scientific	CAS: 7647-01-0, 7732-18-5
Hydrogen tetrachloroaurate (III) trihydrate (HAuCl4·3H2O, 99.99%)	Alfa Aesar	CAS: 16961-25-4	kept in a desiccator for consistency of purity and stability
ImageJ	National Institute of Health	RRID: SCR_003070	https://imagej.nih.gov/ij/download.html
Isotemp GPD 10 Hot Water Bath	Fisher Scientific	Cat#FSGPD10
Isotemp Hot Plate Stirrer	Fisher Scientific	Cat#SP88857200
Mili-Q Ultrapure Water (18.2 MΩ-cm)	Water purification system
Miniflex X-Ray Diffractometer	Rigaku	RRID:SCR_020451	https://www.rigaku.com/products/xrd/miniflex
Model 5418 Microcentrifuge	Eppendorf	Cat#022620304
Nitric acid (HNO3, Certified ACS Plus)	Fisher Scientific	CAS: 7697-37-2, 7732-18-5
On/Off Temperature Controller for Heating Mantle	Fisher Scientific	Cat#11476289
Optifit Racked Pipette Tips (0.5-200 µL)	Sartorius	Cat#790200
Optifit Racked Pipette Tips (10-1000 µL)	Sartorius	Cat#791000
Philips CM12 120 kV Transmission Electron Microscope	Philips	RRID:SCR_020411
Pipette Tups (1-10 mL)	USA Scientific	Cat#1051-0000
Poly(vinylpyrrolidone) (PVP; molecular weight [MW] = 40,000)	Alfa Aesar	CAS: 9003-39-8	kept in a desiccator for consistency of purity and stability
Practum Precision Balance	Sartorius	Cat# PRACTUM1102-1S
PTFE Magnetic Stir Bar (12.7 mm)	Fisher Scientific	Cat#14-513-93
PTFE Magnetic Stir Bar (25.4 mm)	Fisher Scientific	Cat#14-513-94
Quartz Cuvette (length × width × height: 10 mm × 12.5 mm × 45 mm)	Fisher Scientific	Cat#14-958-126
Round Bottom Heating Mantle 120 V 250 mL	Fisher Scientific	Cat#11-476-004
SmartLab Studio II	Rigaku		https://www.rigaku.com/products/xrd/studio
Sodium borohydride (NaBH4, 97+%)	Alfa Aesar	CAS: 16940-66-2	kept in a desiccator for consistency of purity and stability
SureOne Pipette Tips (0.1-10 µL)	Fisher Scientific	Cat#02-707-437
Tacta Mechanical Pipette (P10)	Sartorius	Cat#LH-729020
Tacta Mechanical Pipette (P1000)	Sartorius	Cat#LH-729070
Tacta Mechanical Pipette (P10000)	Sartorius	Cat#LH-729090
Tacta Mechanical Pipette (P20)	Sartorius	Cat#LH-729030
Tacta Mechanical Pipette (P200)	Sartorius	Cat#LH-729060
Tin (IV) chloride (SnCl4, 99.99%)	Alfa Aesar	CAS: 7646-78-8	kept in the fume hood and sealed with Parafilm between uses to avoid exposure to ambient conditions
Trisodium citrate dihydrate (C6H5Na3O7·2H2O, 99%)	Alfa Aesar	CAS: 6132-04-3	kept in a desiccator for consistency of purity and stability
Zero-Background Si Sample Holder	Rigaku