ゼロ価金属コアのナノ粒子の生成は、N-使用（2-アミノエチル）-3- aminosilanetriol
Summary
A novel method for metal core nanoparticle synthesis using a water stable silanol is described.
Abstract
In this work, a facile one-pot reaction for the formation of metal nanoparticles in a water solution through the use of n-(2-aminoethyl)-3-aminosilanetriol is presented. This compound can be used to effectively reduce and complex metal salts into metal core nanoparticles coated with the compound. By controlling the concentrations of salt and silane one is able to control reaction rates, particle size, and nanoparticle coating. The effects of these changes were characterized through transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis spectrometry (UV-Vis), Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (NMR) and Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). A unique aspect to this reaction is that usually silanes hydrolyze and cross-link in water; however, in this system the silane is water-soluble and stable. It is known that silicon and amino moieties can form complexes with metal salts. The silicon is known to extend its coordination sphere to form penta- or hexa-coordinated species. Furthermore, the silanol group can undergo hydrolysis to form a Si-O-Si silica network, thereby transforming the metal nanoparticles into a functionalized nanocomposites.
Introduction
デザイナーのナノ材料は増加の需要やアプリケーションなど、そのように合成する種々の方法を実行します。例えば、レーザアブレーションまたは化学エッチングのような「トップダウン」方法は、その優れた制御性および信頼性サブミクロンレベルまで材料を解決する能力のために使用されてきました。これらの方法は、所望のナノ構造のサイズが減少するにつれて、典型的には製造コストを増大させる細かい部品に加工するバルク材料に依存しています。これまで合成の別の方法は、分子レベルでの合成を制御し、所望のナノ構造に構築「ボトムアップ」アプローチです。これは、これらのナノ構造材料1の世代において所望の自己組織化、機能性、受動性、および安定性上のコントロールのかなりの程度を与えます。分子レベルで仕事をすることで、ハイブリッドナノ複合材料は、同じstructu内の両方の材料の利点を提供する生成することができます再。
ナノ材料は、ボトムアップ戦略を介して合成されるように、方法は、粒子サイズ、形状、質感、疎水性、多孔性、電荷、および機能2を制御するために使用される必要があります。金属コアナノ粒子合成では、最初の金属塩は、今度は他の粒子の核生成を指示するゼロ価の粒子を生成するために、自己触媒過程で還元されます。これは、クラスタリングにつながり、最終的にナノ粒子の生産3。作成されたナノ粒子のサイズを制御し、溶液から沈殿するのを防止するために、そのようなリガンド、界面活性剤、イオン電荷、大きなポリマーなどの安定剤をさらに凝集4-10からナノ粒子をブロックするそれらの能力のために利用されます。これらの材料は、立体障害による貫通嵩高い基の存在のために、またはクーロン反発3のいずれかによって、ナノ粒子のファンデルワールス力を阻害します。
トンで彼の作品、容易な、ワンポット、シランを用いた各種金属コアナノ粒子の生成のための合成戦略、N-（2-アミノエチル）-3- aminosilanetriol（2- AST）は（ 図1）に提示されています。この化合物の配位子は、金属前駆体を還元し、比較的高い効率を有する金属ナノ粒子を安定化することが可能です。存在する3つのシラノール部分はまた、架橋することができ、これは、マトリックス内のナノ粒子（ 図2）を含浸させたオルガノシランポリマーの相互接続ネットワークを形成します。容易に水の存在下で加水分解を受けるほとんどのシランとは異なり、この化合物は、疎水性のために、安定性、及び制御のために有益である、水中で安定化されます。
Protocol
Representative Results
Discussion
本論文で報告された塩は、その金属で試験された唯一の塩です。その結果、この反応戦略は、金属のすべての塩、特に金で動作するであろうことが不確実です。水中のこれらの塩の溶解度は、反応時間、形態、及び収率の観点から、反応の結果に影響を及ぼし得ます。全ての反応においては、シランは、既に溶解した金属塩溶液に添加しました。
注意がこれらの反応は?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dr. B.P.S. Chauhan would like to gratefully acknowledge William Paterson University for assigned release time (ART) award for part of the research described here and also for the research program in general.
Materials
| n-(2-aminoethyl)-3-aminosilanetriol (2-AST) | Gelest | SIA0590.0 | 25% in H2O |
| Silver nitrate | Sigma Aldrich | S6506 | |
| Gold(III) chloride trihydrate | Sigma Aldrich | 520918 | |
| Palladium(II) Nitrate | Alfa Aesar | 11035 | |
| Deuterium Dioxide | Cambridge Isotope Laboratories | DLM-4-100 |
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