有機液体中での金ナノ粒子のクラスター形成

金纳米颗粒在有机液体中的簇形成

基本信息

批准号：
08230226
负责人：
木村啓作
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Himeji Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

平均サイズ8nmの金ナノコロイド溶液に金微粒子のプラズモン吸収帯を照射することにより急速な粒子凝集が生じ、フラクタルクラスターを与えることが報告されている。従来のコロイド理論によればこれは粒子間引力が数千倍に増加したとして説明できる。平成7年度の研究課題においてこの光誘起ナノ粒子凝集現象を解明する為にArイオンレーザー0.45〜1.8Wにおいて照射光の強度依存性の、また溶液中の粒子濃度依存性の実験を行った。更に光相関法によるτ-電位の測定により分散の進行と同時にτ-電位が大幅に減少していることが示された。またアセトンによる紫外部の吸収が増大していることが分かった。本年度はこれらの結果を踏まえ有機液体中の金ナノクラスターの凝集、分散という特異な系の機構と反応経過を調べた。アセトンが2-プロパノールから生成するのは2-プロパノール酸化反応を暗示している。比較のためエタノール中で同一の条件の下に実験を行った。暗所下でもレーザー光照射下でも粒子の分散現象は観測されなかった。すなわち粒子の電荷の増大は無いものと推測された。また1H-NMR測定においても吸収スペクトルにおいてもアセトンや他の新たな生成物は確認されなかった。2-プロパノールを用いた場合アセトンの最終量は実験の都度大幅に変化し、また光照射前の平衡τ-電位の値も-45mVから-65mVと変動した。すなわち実験条件依存性が強い。以上の結果より次のような反応機構を提案した。[Au UFP]^<n->+CH_3CH (OH) CH_3→[Au UFP]^<(n+2)->+2H^++CH_3COOH_3[Au UFP]^<(n+2)->+O_2/2→[Au UFP]^<n->+O^<2->2H^++O^2→H_2Oここで[Au UFP]^<n->は帯電した金ナノ粒子を表し、O_2は溶媒中に存在する極微量の酸素である。

据报道，用金颗粒的等离子体吸收带照射平均尺寸为8 nm的金纳米胶体溶液会导致颗粒快速聚集，从而产生分形簇。根据传统的胶体理论，这可以解释为颗粒间吸引力增加了数千倍。为了阐明这种光诱导的纳米粒子聚集现象，作为我们 1995 年研究项目的一部分，我们使用 0.45 至 1.8 W 的 Ar 离子激光器进行了实验，以研究照射光强度的依赖性以及粒子浓度的依赖性。解决方案。此外，使用光学相关法测量τ电势表明，随着色散的进行，τ电势显着降低。还发现丙酮对紫外线的吸收增加。基于这些结果，今年我们研究了金纳米团簇在有机液体中聚集和分散的独特系统的机理和反应过程。由 2-丙醇形成丙酮表明存在 2-丙醇氧化反应。为了进行比较，在相同条件下在乙醇中进行了实验。无论是在黑暗中还是在激光照射下都没有观察到颗粒分散现象。换句话说，假设粒子的电荷没有增加。此外，丙酮和其他新产品均未在 1H-NMR 测量或吸收光谱中得到证实。当使用2-丙醇时，丙酮的最终量因实验而异，并且光照射前的平衡τ电位值也在-45 mV至-65 mV之间变化。换句话说，它强烈依赖于实验条件。基于上述结果，我们提出了以下反应机理。 [Au UFP]^<n->+CH_3CH (OH) CH_3→[Au UFP]^<(n+2)->+2H^++CH_3COOH_3[Au UFP]^<(n+2)->+O_2 /2→[Au UFP]^<n->+O^<2->2H^++O^2→H_2O 其中 [Au UFP]^<n->表示带电的金纳米颗粒，O_2是溶剂中存在的微量氧。