Хімія, фізика та технологія поверхні, 2010, 1 (1), 94-102.

Оптичні властивості та РФЕС-характеризація біметалічних наночастинок Ag/Au в пористих сілікатних золь-гель плівках



A. M. Eremenko, N. P. Smirnova, H. R. Yashan, E. Ozkaraoglu, G. Ertas, S. Suzer

Анотація


Біметалічні наночастинки (БМНЧ) Ag/Au, інкорпоровані в пористу золь-гель кремнеземну плівку, були одержані шляхом гідролізу тетраетилортосилікату (ТЕОС) в присутності темплатного агента Pluronic P123 з додаванням AgNO3 і HAuCl4; нанесення плівок на субстрат проводилося методом "dip-coating" з наступним УФ-опроміненням і термообробкою. УФ- видима спектроскопія застосовувалася для реєстрації положення і інтенсивності максимумів поверхневого плазмонного резонансу БМНЧ, а рентгено-фотоелектронна спектроскопія - для визначення хімічного стану Au і Ag та встановлення поверхневого складу плівки. При використанні методики зарядження плівок на кремнієвій підкладинці шляхом накладання зовнішнього електричного потенціалу було встановлено, що наночастинки Au і Ag зв’язані з силікатною матрицею та демонструють однаковий відгук на накладений зовнішній негативний потенціал. В залежності від послідовності нанесення прекурсорів (Ag/SiO2 або Au/SiO2) на підкладинку, БМНЧ, які містяться в матриці кремнеземної плівки, формують структуру типу сплав (Au/SiO2-Ag/SiO2) або ядро-оболонка(Ag/SiO2-Au/SiO2).

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Gonella F., Mazzoldi P. Metal nanocluster composite glasses // Handbook in Nanostructured materials and nanotechnology. – San Diego: Acad. Press, 2000. – V. 4. – P. 81–158.

Choudhary T.V., Sivadinarayana C., Chusuei C.C. et al. CO oxidation on supported nano-Au catalysts synthesized from a [Au6(PPh3)6](BF4)2 complex // J. Catal. – 2002. – V. 207. – P. 247–255.

Wallace J.M., Rice J.K., Pietron J.J. et al. Silica nanoarchitectures incorporating self-organized protein superstructures with gas-phase bioactivity // Nano lett. – 2003. – V. 3. – P. 1463–1467.

Hund J.F., Bertino M.F., Zhang G. et al. Synthesis of homogeneous alloy metal nanoparticles in silica aerogels // J. Non-Cryst. Solids. – 2004. – V. 350. – P. 9–13.

Xiao Y. , Patolsky F. , Katz E. et al. "Plugging into enzymes": nanowiring of redox enzymes by a gold nanoparticle // Science. – 2003. – V. 299. – P. 1877–1881.

Liu Y.C. , Yu C.C., Hsu T.C. Trace molecules detectable by surface-enhanced Raman scattering based on newly developed Ag and Au nanoparticles-containing substrates // Electrochem. Commun. – 2007. – V. 9. – P. 639–644.

Xu S. , Zhao B. , Xu W. et al. Preparation of Au–Ag core-shell nanoparticles and application of bimetallic sandwich in surface-enhanced Raman scattering (SERS) // Colloids Surf., A. – 2005. – V. 257–258. – P. 313–317.

Liu Y.C., Yang K.H., Yang S.J. Sonoelectrochemical synthesis of spike-like gold–silver alloy nanoparticles from bulk substrates and the application on surface-enhanced Raman scattering // Anal. Chim. Acta. – 2006. – V. 572. – P. 290–294.

Endo T., Yoshimura T., Esumi K. Synthesis and catalytic activity of gold–silver binary nanoparticles stabilized by PAMAM dendrimer // J. Colloid Interface Sci. – 2005. – V. 286. – P. 602–609.

Ren X., Meng X. , Tang F. Preparation of Ag–Au nanoparticle and its application to glucose biosensor // Sens. Actuators, B. – 2005. – V. 110. – P. 358–363.

Cao Y.C., Jin R., Nam J.M. et al. Raman dye-labeled nanoparticle probes for proteins // J. Am. Chem. Soc. – 2003. – V. 125. – P. 14676–14677.

Hund J.F., Bertino M.F., Zhang G. et al. Formation and entrapment of noble metal clusters in silica aerogel monoliths by ?-radiolysis // J. Phys. Chem. B. – 2003. – V. 107. – P. 465–469.

Morris C.A., Anderson M.L., Stroud R.M. et al. Silica sol as a nanoglue: flexible synthesis of composite aerogels //Science. – 1999. – V. 284. – Р. 622–624.

Aihira N., Torigoe K., Esumi K. et al. Preparation and characterization of gold and silver nanoparticles in layered laponite suspensions // Langmuir. – 1998. – V. 14. – P. 4945–4949.

Malik K., Mandal M., Pradhan N. et al. Seed mediated formation of bimetallic nanoparticles by UV Irradiation: a photochemical approach for the preparation of “core?shell” type structures // Nano lett. – 2001. – V. 1. – P. 319–322.

Schierhorn M., Liz-Marzan M. Synthesis of bimetallic colloids with tailored intermetallic separation // Nano lett. – 2002. – V. 2. – P. 13–16.

Pal S., De G. A new approach for the synthesis of Au-Ag alloy nanoparticle incorporated SiO2 films // Chem. Mater. – 2005. – V. 17. – Р. 6161–6166.

Yashan H., Eremenko A., Smirnova N. et al. Optical spectra and morphology of photochemically produced Ag/Au bimetallic clusters // Sol-Gel Methods for Materials Processing (ARW NATO) / Eds. P. Innocenzi, Yu. Zub, V. Kessler. – New York: Springer. – 2008. – P. 473–480.

Yashan G.R. , Eremenko A.M. , Smirnova N.P. et al. Morphology and optical properties of thin silica films containing bimetallic Ag/Au nanoparticles // Theoret. Experim. Chem. – 2008. – V. 44, N 6. – P. 356–361.

Sakai T., Alexandridis P. Mechanism of gold metal ion reduction, nanoparticle growth and size control in aqueous amphiphilic block copolymer solutions at ambient conditions // J. Phys. Chem. B. – 2005. – V. 109. – P. 7766–7777.

Chen D-H., Huang Y-W. Spontaneous formation of Ag nanoparticles in dimethylacetamide solution of poly(ethylene glycol) // J. Colloid Interface Sci. – 2002. – V. 255. – P. 299–302.

Longenberger L., Mills G. Formation of metal particles in aqueous solutions by reactions of metal complexes with polymers // J. Phys. Chem. – 1995. – V. 99. – P. 475–478.

Suzer S. Differential charging in x-ray photoelectron spectroscopy: a nuisance or a useful tool? // Anal. Chem. – 2003. – V. 75. – P. 7026–7029.

Karadas F., Ertas G., Suzer S. Differential charging in SiO2/Si system as determined by XPS // J. Phys. Chem. B. – 2004. – V. 108. – P. 1515–1518.

Ertas G., Suzer S. XPS analysis with external bias: a simple method for probing differential charging // Surf. Interface Anal. – 2004. – V. 36. – P. 619–623.

Demirok U.K., Ertas G., Suzer S. Time-resolved XPS analysis of the SiO2/Si system in the millisecond range // J. Phys. Chem. B. – 2004. – V. 108. – P. 5179–5181.

Suzer S., Dana A., Ertas G. Differentiation of domains in composite surface structures by charge-contrast X-ray photoelectron spectroscopy // Anal. Chem. – 2007. – V. 79. – P. 183–186.

Sezen H., Ertas G., Dana A. et al. Charging/discharging of thin PS/PMMA films as probed by dynamic X-ray photoelectron spectroscopy // Macromolecules. – 2007. – V. 40. – P. 4109–4112.

Sakai T., Alexandridis P. Facile preparation of Ag–Au bimetallic nanonetworks // Mater. Lett. – 2006. – V. 60. – P. 1983–1986.

Shankar S. S., Rai A., Ahmad A. et al. Rapid synthesis of Au, Ag, and bimetallic Au core–Ag shell nanoparticles using Neem (Azadirachta indica) leaf broth // J. Colloid Interface Sci. – 2004. – V. 275. – Р. 496–502.

Shibata T., Bunker B.A., Zhang Z. et al. Size-dependent spontaneous alloying of Au?Ag nanoparticles // JACS. – 2002. – V. 124. – P. 11989–11996.

Link S., El-Sayed M.A. et al. Spectroscopic determination of the melting energy of a gold nanorod // J. Chem. Phys. – 2001. – V. 114. – P. 2362–2368.

Mohamed M., Izmail K.Z., Link S. et al. Thermal reshaping of gold nanorods in micelles // J. Phys. Chem. B. – 1998. – V. 102. – P. 9370–9374.

Kim F., Connor S., Song H. et al. Platonic gold nanocrystals // Angew. Chem. Int. Ed. – 2004. – V. 43. – P. 3673–3677.

Silvert P.-Y., Tekaia-Elhsissen K. Synthesis of monodisperse submicronic gold particles by the polyol process // Solid State Ionics. – 1995. – V. 82. – P. 53–60.

Henglein A. Radiolytic preparation of ultrafine colloidal gold particles in aqueous solution: optical spectrum, controlled growth, and some chemical reactions // Langmuir. – 1999. – V. 15. – P. 6738–6744.

Zhu J., Wang Y. , Huang L. et al. Resonance light scattering characters of core–shell structure of Au–Ag nanoparticles // Phys. Lett. A. – 2004. – V. 323. – P. 455–459.

Schwarz H.A., Dodson R.W. Reduction potentials of CO2- and the alcohol radicals // J. Phys. Chem. – 1989. – V. 93. – P. 409–414.

Ferrando R., Jellinek J., Johnston R.L. Nanoalloys: from theory to applications of alloy clusters and nanoparticles // Chem. Rev. – 2008. – V. 108. – P. 845–910.

Briggs D., Seah M.P. Practical surface analysis. Part 1. – 2nd ed. – London: J. Wiley & Sons, 1996. – 533 p.




Copyright (©) 2010

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.