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Découvrir la forme des nanoparticules de platine : pourquoi les sphères, les bandes et les cubes sont-ils si fascinants ?
Les nanoparticules d'or platine existent sous forme de suspensions ou de colloïdes, généralement en suspension dans l'eau. Ces colloïdes sont techniquement définis comme des dispersions stables de particules dans un milieu fluide (liquide ou gazeux). Selon les conditions de réaction, la taille des nanoparticules sphériques de platine et d'or peut être comprise entre environ 2 et 100 nanomètres (nm). Ces nanoparticules apparaissent brun-rouge ou noires dans les solutions colloïdales et ont une variété de formes, notamment des sphères, des bandes, des cubes et des tétraèdres. Les nanoparticules d’or et de platine ont été largement étudiées en raison de leurs applications potentielles en catalyse, en médecine et en synthèse de nouveaux matériaux.
Méthode de synthèse
Il existe deux méthodes principales pour synthétiser des nanoparticules de platine. L'une consiste à réduire le précurseur d'ions platine dispersé dans la solution et à utiliser un stabilisant ou un agent bloquant pour former des nanoparticules colloïdales ; l'autre consiste à infiltrer et à réduire le précurseur d'ions platine dans des matériaux microporeux tels que la bauxite. Matériaux de support. Certains précurseurs courants du platine comprennent l’acide hexachloroplatinique de potassium (K2PtCl6) ou le chlorure de platine (PtCl2).
La forme et la taille des nanoparticules de platine sont affectées par de nombreux facteurs, notamment la méthode de synthèse, le solvant et les conditions externes.
Combinaisons de différents précurseurs, tels que le chlorure de ruthénium (RuCl3) et l'acide chloroplatinique (H2PtCl6), Il a également a été utilisé pour synthétiser des nanoparticules métalliques mixtes. Les agents réducteurs courants comprennent l'hydrogène (H2), l'hydrure de sodium (NaBH4) et l'éthylène glycol (C2H6). /sub>O2), en plus d’autres alcools et composés d’origine végétale. Lorsque le précurseur du métal platine est réduit en métal platine neutre (Pt0), le mélange réactionnel devient sursaturé et précipite sous forme de particules de taille nanométrique. Des stabilisants tels que le polyacrylate de sodium ou le citrate de sodium sont souvent utilisés pour stabiliser la surface des nanoparticules et les empêcher de s'agglomérer.
Contrôle de la forme et de la taille
Des études ont montré que les ligands et les solvants ont une influence importante sur la taille et la forme des nanoparticules de platine. Ramirez et al. ont rapporté la découverte que des graines de nanoparticules d'or et de platine ont été préparées en décomposant Pt2(dba)3 dans du tétrahydrofurane (THF) sous une atmosphère de monoxyde de carbone. Ces conditions ont produit des particules avec des ligands THF et CO faiblement liés et un diamètre d'environ 1,2 nm. Après le lavage, de l'hexadécylamine (HDA) a été ajoutée pour remplacer les ligands THF et CO. Après environ sept jours, des nanoparticules d'or blanc cristallines sphériques monodisperses d'un diamètre moyen de 2,1 nm se sont formées.
Lorsque des agents de blocage plus puissants tels que la triphénylphosphine ou la décaméthicone ont été utilisés, les nanoparticules sont restées sphériques, indiquant que le ligand HDA a un effet sur la forme des particules.
En termes de contrôle de la forme et de la taille, la variation du rapport de l'agent de coiffage polymère par rapport à la concentration du précurseur peut également obtenir l'effet souhaité. Une telle synthèse colloïdale réductrice peut produire une variété de formes telles que des tétraèdres, des cubes, des prismes irréguliers, des icosaèdres et des octaèdres, et leur dispersibilité dépend du rapport de concentration de l'agent de coiffage au précurseur.
Méthode de synthèse verte
En utilisant l'extrait de feuille de kaki (Diospyros kaki) comme agent réducteur, une synthèse écologique à partir de l'acide chloroplatinique a été réalisée. Les nanoparticules synthétisées étaient sphériques avec un diamètre de 212 nm. La température et la concentration de l'extrait de feuille ont affecté la taille de les particules synthétisées. L’analyse spectroscopique a révélé que la réaction n’était pas favorisée par une enzyme, mais plutôt par un processus de réduction via de petites molécules dérivées de plantes.
Propriétés et applications
Les propriétés chimiques et physiques des nanoparticules de platine les rendent adaptées à une variété d’applications de recherche, notamment l’électronique, l’optique, la catalyse et l’immobilisation d’enzymes.
Les nanoparticules d’or et de platine ont une large gamme d’applications catalytiques, notamment les réactions d’oxydation de l’hydrogène, la synthèse industrielle et la réduction des gaz d’échappement des automobiles.
Les nanoparticules d'or Pt, selon leur forme, leur taille et leur morphologie, peuvent jouer un rôle catalytique dans des solutions colloïdales homogènes ou comme catalyseurs en phase gazeuse supportés sur des matériaux solides. Leurs propriétés optiques sont également fascinantes, car elles présentent un phénomène unique de résonance plasmonique de surface (SPR) dans la gamme UV. Cette propriété les rend prometteurs pour une large gamme d’applications dans l’électronique, la catalyse, la détection et le photovoltaïque.
Cependant, les interactions biologiques des nanoparticules d’or et de platine font encore l’objet d’études plus approfondies et leurs problèmes de toxicité doivent également être soigneusement examinés. Bien qu’ils présentent un large potentiel d’applications médicales, leurs réponses et leurs effets sur les organismes doivent encore être soigneusement évalués. La manière dont les nanoparticules de platine exercent leur efficacité dans différents environnements biologiques et l’impact qu’elles auront sur la vie méritent notre attention.
