ПОЛУЧЕНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ СЕРЕБРА И ПАЛЛАДИЯ В СРЕДЕ N,N – ДИМЕТИЛФОРМАМИДА, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ПРОСТЫМ ПОЛИЭФИРОМ ЛАПРОЛ 5003
Аннотация
Данная статья посвящена получению и исследованию устойчивости золей серебра и палладия в среде N,N-диметилформамида. Благодаря уникальным свойствам, проявляющимся у металлов в наноразмерном состоянии, металлические наночастицы находят все большее применение в различных областях науки и техники, что обусловливает актуальность задачи получения устойчивых золей металлов. Синтез агрегативно устойчивых органозолей металлов сопряжен с рядом проблем, так как золи металлов, полученные в органических растворителях, отличаются гораздо меньшей стабильностью по сравнению с гидрозолями, из-за чего задача выбора подходящего стабилизатора является весьма актуальной. В данной работе в качестве стабилизатора был выбран простой разветвленный полиэфир Лапрол 5003. Отличительной особенностью синтеза золей серебра было отсутствие специального восстановителя, так как диметилформамид, использующийся в качестве растворителя, способен восстанавливать катионы серебра. В ходе работы были получены устойчивые золи серебра и палладия в среде диметилформамида. В качестве восстановителя для синтеза наночастиц палладия был использован боргидрид натрия. Были проведены спектральные исследования получившихся золей. При помощи электронной микроскопии определен размер образующихся наночастиц серебра и палладия. Показано, что средний размер частиц серебра, формирующихся в среде N,N-диметилформамида, составляет 4±2 нм, что существенно меньше размера частиц, полученных в среде изопропанола боргидридным способом. При помощи оптической спектроскопии поглощения исследован процесс агрегации золей серебра в диметилформамиде под действием роданида калия. Показано, что устойчивость золя серебра в диметилформамиде по отношению к действию электролита выше, чем золя, полученного в изопропаноле. Установлено, что в оптическом спектре золя палладия в диметилформамиде присутствует несколько полос поглощения. Изучено влияние концентрации стабилизирующего полиэфира на устойчивость золей серебра и палладия в N,N-диметилформамиде. Показано, что при повышении концентрации Лапрола 5003 свыше определенных значений наблюдается резкое увеличение времени агрегации золей, что свидетельствует о значительном повышении их устойчивости.
Литература
Krutyakov Yu.A., Kudrinskiy A.A., Olenin A.Yu., Lisichkin G.V. Synthesis and properties of silver nanoparticles: achievements and prospects. Russ. Chem. Rev. 2008. V. 77. N 3. P. 233-357. DOI: 10.1070/RC2008v077n03ABEH003751.
Egorova E.M., Revina A.A., Rostovsshchikova T.N., Kiseleva O.I. Bactericidal and catalytic properties of sta-ble metallic nanoparticles in reverse micelles. Vestn. Mosk. Un-ta. Ser.2. Khimiya. 2001. V. 42. N 5. P. 332-338 (in Russian).
Aleksandrova G.P., Grishchenko L.A., Fadeeva T.V., Sukhov B.G., Trofimov B.A. Features of formation of silver and gold nanobiocomposites with antimicrobial ac-tivity. Nanotekhnika. 2010. V. 23. N 3. P. 34-42 (in Rus-sian).
Yashgulov N.A., Revina A.A., Lebedeva M.V., Flid V.R., Catalyt-ic activity of polymer-palladium metal nanocomposites in oxygen reduction and hydrogen oxidation reactions. Kinet. Catal. 2013. V. 54. N 3. P. 322-325. DOI: 10.1134/S0023158413030178.
Gubin S.P. Palladium nanoparticles. Ross. Khim. Zhurn. 2006. V. 50. N 4. P. 46-54 (in Russian).
Valetsky P.M., Sulman M.G., Bronstein L.M., Sulman E.M., Sidorov A.I., Matveeva V.G. Nanosized catalysts in fine organic synthesis as a basic for developing innovative technologies in the pharmaceutical industry. Nanotechnologies in Russia. 2009. V. 4. N 9-10. P. 647-664. DOI: 10.1134/S1995078009090092.
Zimon A.D., Pavlov A.N. Colloidal chemistry of nano-particles. M.: Nauchnyi mir. 2012. 224 p.
Pastoriza-Santos I., Liz-Marzan L.M. Formation and stabilization of silver nanoparticles through reduction by N,N-dimethylformamide. Langmuir. 1999. V. 15. N 4. P. 948-951. DOI: 10.1021/la980984u.
Pastoriza-Santos I., Liz-Marzan L.M. N,N-Dimethylformamide as a reaction medium for metal na-noparticle synthesis. Adv. Funct. Mater. 2009. V. 19. N 5. P. 679-688. DOI: 10.1002/adfm.200801566.
Kuznetsova N.P., Ermakova T.G., Pozdnyakov A.S., Emel’yanov A.I., Prozorova G.F. Synthesis and characterization of silver polymer nanocomposites of 1-vinyl-1,2,4-triazole with ac-rylonitrile. Izv. AN Ser. Khim.. 2013. V. 62. N 11. P. 2509-2513 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-013-0364-y.
Bukliskiy V.D., Bespalov A.V. Stabilization of silver nanoparticles in alcoholic solution of polyether. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2012. V. 55. N 3. P. 59-61 (in Russian).
Bespalov A.V., Bukliskiy V.D. Aggregation of silver sols, stabilized by polyether Laprol 5003 in isopropanol solutions. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2015. V. 58. N 4. P. 38-40 (in Russian).
Mikhailov Yu.M., Kustov L.M., Aleshin V.V., Tarasov A.L., Zhemchugova L.V. Silver and palladium nanopar-ticles-containing products of the low-temperature wave conversion of an energetic material: catalytic activity in piperylene hydrogenation. Kinet. Catal. 2011. V. 52. N 2. P. 277-281. DOI: 10.1134/S0023158411020121.
Mal’tseva N.N., Khain V.S. Sodium borohydride. M.: Nauka. 1985. 207 p. (in Russian)
Karpov S.V., Slabko V.V., Chiganova G.A. Physical principles of the photostimulated aggregation of metal sols. Colloid J. 2002. V. 64. N 4. P. 425-442.
Karpov S.V., Gerasimov V.S., Grachev A.S., Isaev I.L., Podavalova O.P., Slabko V.V. Experimetal mani-festations of the correlation between the local structure of silver nanoparticle aggregates and their absorption spec-tra. Colloid J. 2007. V. 69. N 2. P. 170-179.
Szymanski M., Turner A.P., Porter R. Electrochemical dissolution of silver nanoparticles and its application in metalloimmunoassay. Electroanalysis. 2010. V. 22. N 2. P. 191-198.
Flick E.W. Industrial solvents handbook. Westwood, N.J.: Noyes Data Corp. 1998. 963 p.
Ershov B.G. Metal nanoparticles in aqueous solutions: electronic, optical and catalytic properties. Ross. Khim. Zhurn. 2001. V. 45. N 3. P. 20-30 (in Russian).
Revina A.A., Kezikov A.N., Larionov O.G., Dubenchuk V.T. Synthesis and physicochemical properties of stable palladium nanoparticles. Ross. Khim. Zhurn. 2006. V. 50. N 4. P. 55-60 (in Russian).
