Synteza nanocząstek złota metodą redukcji jonów kompleksowych złota(III) za pomocą hydrazyny w układzie mikroreaktora przepływowego

Streszewski, B.; Pacławski, K.; Jaworski, W.; Luty-Błocho, M.; Wojnicki, M.; Szaciłowski, K.; Fitzner, K.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Synteza nanocząstek złota metodą redukcji jonów kompleksowych złota(III) za pomocą hydrazyny w układzie mikroreaktora przepływowego

Autorzy

Streszewski B. , Pacławski K. , Jaworski W. , Luty-Błocho M. , Wojnicki M. , Szaciłowski K. , Fitzner K.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Gold nanoparticles synthesis in the flow microreactor system via gold(III) complex ions reduction using hydrazine

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono wyniki badań nad syntezą nanocząstek złota w roztworach wodnych, w układzie mikroreaktora przepływowego. Do syntezy zastosowano metodę redukcji. Prekursorem cząstek złota był kwas tetrachlorozłotowy (HAuCl4), a reduktorem hydrazyna (N2H4). Doświadczalnie określono wpływ takich czynników, jak stężenie początkowe reduktora, temperatura oraz stężenie stabilizatora (PVP) na kinetykę tworzenia nanocząstek złota. Badania kinetyczne oraz analizy otrzymanych nanocząstek przeprowadzono przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis, dynamicznego rozpraszania światła oraz mikroskopii elektronowej. Wyniki badań pozwoliły na określenie równania kinetycznego, które wykorzystano do określenia warunków syntezy nanocząstek złota w układzie mikroreaktora przepływowego. W wyniku syntezy oraz kontrolowanej stabilizacji nanocząstek otrzymano cząstki kuliste złota o średnicy od 55 to 9 nm.

The aim of this work is the gold nanoparticles synthesis in the flow microreactor system. For synthesis, the reduction method was applied. As a precursor of gold particles and a reductant of Au(III) ions, tetrachloroaurate acid (HAuCl4) and hydrazine (N2H4) were used, respectively. In the first part of these studies, the influence of different factors, as initial concentrations of reductant, temperature and stabilizer (PVP) concentration on the kinetics of gold nanoparticles formation were experimentally determined. These results allowed us to determine the kinetic equation which was further used to define the conditions for gold nanoparticles synthesis in a flow microreactor system. The kinetic studies and qualitative analysis were performed using UV-Vis spectrophotometry, dynamic light scattering and transmission electron microscopy. As a result of synthesis as well as controlled stabilization of AuNPs, spherical particles of gold were obtained in the range of diameter from 55 to 9 nm.

Słowa kluczowe

złoto nanocząstki mikroreaktor przepływowy kinetyka redukcja

gold nanoparticles flow microreactor kinetics reduction

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Rudy i Metale Nieżelazne

Rocznik

2011

Tom

R. 56, nr 12

Strony

752--761

Opis fizyczny

Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Streszewski B.

autor

Pacławski K.

autor

Jaworski W.

autor

Luty-Błocho M.

autor

Wojnicki M.

autor

Szaciłowski K.

autor

Fitzner K.

AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Katedra Fizykochemii i Metalurgii Metali Nieżelaznych, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

1. Brust M., Kiely C. J.: Some recent advances in nanostructure preparation from gold and silver particles: a short topical review. Colloid Surface A, 2002, nr 202, s. 175-186.
2. Wang Z. L., Liu Y., Zhang Z.: Handbook of Nanophase and Nanostructured Materials, t. 1: Synthesis, Nowy Jork 2003, Kulwer Academic/Plenum Publishers,
3. Klabunde K. J.: Nanoscale materials in chemistry, Nowy Jork 2001, John Willey & Sons Inc.
4. Günther P. M., Groß G. A., Wagner J., Jahn F., Kohler J. M.: Introduction of surface‐modified Au‐nanoparticles into the microflow‐ through polymerization of styrene. Chem. Eng. J. 2008, 135S, s. 126-130.
5. Wagner J., Kirner T., Mayer G., Albert J., Köhler J. M.: Generation of metal nanoparticles in a microchannel reactor. Chem. Eng. J., 2004, nr 101, s. 251-260.
6. Knauer A., Thete A., Li S., Romanus H., Csaki. A., Fritzsche W., Köhler J. M.: Au/Ag/Au double shell nanoparticles with narrow size distribution obtained by continuous micro segmented flow synthesis. Chem. Eng. J., 2011, nr 166, s. 1164-1169.
7. Pacławski K., Fitzner K.: Kinetics of Reduction of Gold(III) Chloride Complexes Using H2O2. Met. Mat. Trans. B, 2006, nr 37B, s. 703-714.
8. Wilcoxon J. P., Williamson R. L., Baughmann R.: Optical properties of gold colloids formed in inverse micelles. J. Chem. Phys., 1993, nr 98, s. 9933-9950.
9. Turkevich J., Stevenson P. C., Hiller J.: A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold. Discuss Faraday Soc., 1951, nr 11, s. 55-75.
10. Brust M., Walker M., Bethell D., Schiffrin D.J., Whyman R.: Commun., Synthesis of thiol‐derivatised gold nanoparticles in a two‐phase Liquid‐Liquid system. J. Chem. Soc. Chem. 1994, nr 7, s. 801-802.
11. Goia D. V., Matijevic E.: Tailoring the particle size of monodispersed colloidal gold. Colloid and Surf. A, 1999, nr 146, s. 139-152.
12. Hu J., Wang Z., Li J.: Gold Nanoparticles With Special Shapes: Controlled Synthesis, Surface‐enhanced Raman Scattering and The Application in Biodetection, Sensors, 2007, nr 7, s. 3299-3311.
13. Schmid G.: Nanoparticles From Theory to Application. Wenheim 2004, Willey‐VCH Verlag GmbH & Co.
14. Grzelczak M., Pérez‐Juste J., Mulvaney P., Liz‐Marzán L. M.: Shape control in gold nanoparticle synthesis. Chem. Soc. Rev., 2008, nr 37, s. 1783-1791.
15. Turkevich J.: Colloidal gold. Part II: Colour, coagulation, adhesion, alloying and catalytic properties. Gold Bull., 1985, nr 18, s. 125-131.
16. Blatchford C. G., Campbell J. R., Creighton J. A.: Plasma resonance — enhanced raman scattering by absorbates on gold colloids: The effects of aggregation. Surface Science, 1982, nr 20, s. 435-455.
17. Grubbs R. B.: Roles of Polymer Ligands in Nanoparticle Stabilization Polymer Rev., 2007, nr 47, s. 197-215.
18. Alexandridis P.: Gold Nanoparticle Synthesis, Morphology Control, and Stabilization Facilitated by Functional Polymers, Chem. Eng. Technol. 2011, nr 34, s. 15-28.
19. Luty‐Błocho M., Pacławski K., Jaworski W., Streszewski B., Fitzner K.: Kinetic Studies of Gold Nanoparticles Formation in the Batch and in the Flow Microreactor System. Progr. Colloid Polym. Sci., 2011, nr 138, s. 39-44.
20. Gmelin Handbook of inorganic and organometalic chemistry (8 ed.) Au Gold Supplement Vol. B1, Berlin /Heidelberg /New York /London /Paris /Tokyo /Honk Kong /Barcelona /Budapest 1992, Springer‐Verlag. 761
21. Sen Gupta K. K., Basu B.: Kinetics and mechanism of the oxidation of hydrazinium ion by gold(III) in hydrochloric acid medium, Transition Met. Chem. 1983, nr 8, s. 3-5.
22. Watzky M. A., Finke R. G.: Transition Metal Nanocluster Formation Kinetic and Mechanistic Studies. A New Mechanism When Hydrogen Is the Reductant: Slow, Continuous Nucleation and Fast Autocatalytic Surface Growth. J. Am. Chem. Soc 1997, nr 119, s. 10382-10400 .
23. LaMer V. K., Dinegar R. H.: Theory, Production and Mechanism of Formation of Monodispersed Hydrosols. J. Am. Chem. Soc. 1950, nr 72, s. 4847-4854.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPK6-0012-0079