The synthesis and functionalization of noble metal nanoclusters

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2005
Major/Subject
Fysikaalinen kemia
Mcode
Kem-31
Degree programme
Language
fi
Pages
63
Series
Abstract
Tässä diplomityössä käsitellään jalometallisten, yksikerroksella passivoitujen nanopartikkelien (monolayer protected clusters, MPC) syntetisointia, ominaisuuksia, karakterisointia ja sovelluksia. Kirjallisuusosassa esitellään jalometalliset nanopartikkelit käsitteenä ja niiden poikkeuksellisia ominaisuuksia. Kokeellisessa osassa syntetisoidaan ja karakterisoidaan funktionalisoituja kulta- ja hopeananopartikkeleita. Metallisia nanopartikkeleita voidaan stabiloida tioleilla, joiden primäärisen rikin on todettu sitoutuvan lujasti useiden metallien pintaan. Tiolipäällysteen avulla metallisista nanopartikkeleista saadaan kemiallisesti hyvin pysyviä, jolloin ne säilyvät muuttumattomina kuivana jauheena ilman läsnä ollessa ja ne voidaan liuottaa ja saostaa uudelleen sopivilla liuottimilla. Stabiilien nanopartikkelien pinnan ominaisuuksia voidaan muokata hajottamatta metallista ydintä tai muuttamatta sen rakennetta ja kokoa oleellisesti. Tutkimusosassa syntetisoitiin heksaanitiolilla passivoituja nanopartikkeleita sekä kullasta että hopeasta, Synteesimenetelmänä käytettiin kahdessa faasissa tehtävää synteesiä, jossa tolueeniin liukenevat nanopartikkelit muodostuivat orgaanisessa faasissa. Tällä menetelmällä onnistuttiin syntetisoimaan stabiileja halkaisijaltaan 1-3 nm olevia kultapartikkeleita, mutta stabiilien kooltaan suurempien 3-10 nm:n hopeapartikkeleiden saanto ei ollut vaadittavan hyvä. Partikkelien kokoa ja kokojakaumaa tutkittiin läpivalaisumikroskooppikuvien (TEM) ja ultraviolettivalon ja näkyvän valon spektroskopian (Uv-vis) avulla. Alkaanitioleilla päällystettyjen partikkelien pintaa muokattiin ligandinvaihtoreaktioilla, joissa osa pintaan kiinnittyneistä alkaanitiolimolekyyleistä korvattiin terminaalisesti funktionalisoidulla tiolilla. Kultapartikkelien pintaan adsorboituneesta heksaanitiolista osa vaihdettiin korvausreaktiossa merkaptopropionihappoon, kun taas hopeapartikkelit funktionalisoitiin atsobentseeni-funktionaalisella tiolilla. Tiolien vaihtuminen todettiin infrapunaspektroskopian (IR) ja voltammetristen mittausten avulla. Syklisellä voltammetrialla (CV) ja differentiaalipulssivoltammetrialla (DPV) tutkittiin myös partikkelien kvantisoitunutta varautumista sekä sähkökemiallista reaktiivisuutta.
Description
Supervisor
Kontturi, Kyösti
Thesis advisor
Johans, Christoffer
Keywords
Other note
Citation