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表面活性剂分子包覆的Ag胶体纳米颗粒具有更强的稳定性
文章来源: 陈琪 发布时间: 2020-10-27

  近期,中科院合肥物质科学研究院幸运彩票纳米材料与器件技术研究部在探究液相激光熔蚀(LAL)制备的Ag胶体纳米颗粒稳定性演变方面取得新进展。该工作采用LAL技术制备了粒径超小的表面未包覆和包覆Ag胶体纳米颗粒,并通过紫外可见光吸收、电势等分别对此Ag胶体纳米颗粒的分散稳定性、结构稳定性以及化学稳定性的演变进行了探究,发现表面包覆可以增加Ag胶体纳米颗粒的稳定性,表面未包覆Ag胶体纳米颗粒的稳定性极易受外部环境的影响。相关结果以“Stability evolution of ultrafine Ag nanoparticles prepared by laser ablation in liquids”为题发表在Journal of Colloid and Interface Science上。 

  由于小尺寸效应和表面效应,纳米颗粒在胶体溶液中表现出一种热力学亚稳特性。了解纳米粒子在胶体溶液中的稳定性演变,对纳米粒子的可控制备、贮存和应用具有重要意义。 

  研究人员首先利用LAL技术制备了粒径分布超细的未包覆Ag胶体纳米颗粒,并通过振荡处理探究了该活性Ag胶体纳米颗粒的结构稳定性。结果表明,振荡对Ag胶体纳米颗粒间的排斥力和引力的平衡会造成破坏,增加了粒子间的碰撞概率,胶体中的超细纳米颗粒遵循奥斯特瓦尔德熟化和聚结机制形成尺寸较大的Ag纳米链。随后,研究人员通过加入铜线诱导Ag离子释放,研究了Ag胶体纳米颗粒的化学稳定性,发现单质Cu的加入极大加速了Ag胶体纳米颗粒的稳定性演变。这充分证明了LAL法诱导合成的未包覆Ag胶体纳米颗粒具有较高的活性和反应性,其可作为制备具有理想组分和结构的纳米材料的种子或前驱体。

     此外,考虑到纳米颗粒表面功能化在生活中具有更广泛的应用,研究人员同时制备了两种表面活性剂分子CTACSDBS包覆的Ag胶体纳米颗粒,并对其稳定性演化进一步进行了研究。结果表明,两种分子都增强了Ag胶体纳米颗粒的稳定性,这是因为长链分子在Ag胶体纳米颗粒表面形成了更加紧密的双电层结构。由于形成紧密双电层结构的不同,CTAC分子表现出相较于SDBS分子更强的稳定作用。这一结果为银胶体的实际应用提供了重要的科研依据。 

  上述工作得到了国家自然科学基金的资助。 

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  1. 震荡处理下未包覆Ag胶体纳米颗粒的变化:(A)实物照片;(B)紫外可见光吸收;(CSPR特征峰峰位随时间的变化;(DSPR特征峰峰强和ζ电势随时间的变化。 

  

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