Jalometallisten nanoklusterien syntetisointi ja funktionalisointi

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2005

Department

Kemian tekniikan osasto

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

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120451102

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK