Language
Country/Area
No result found
揭秘白金奈米粒子的形狀：為何球形、長條形、立方體那麼迷人？
白金奈米粒子是以懸浮液或膠體的形式存在，通常懸浮於水中。這種膠體被技術上定義為在流體介質中（液體或氣體）穩定的粒子分散體。根據反應條件的不同，球狀白金奈米粒子的大小可以介於約2至100納米(nm)之間。這些奈米粒子在膠體溶液中呈現棕紅色或黑色，且具有多種形狀，包括球體、長條、立方體和四面體等。由於白金奈米粒子在催化、醫學及合成新材料等多方面具有潛在應用，因此受到廣泛研究。
合成方法
白金奈米粒子的合成方法主要有兩種。一種是通過還原分散於溶液中的白金離子前驅體，並利用穩定劑或封閉劑形成膠體奈米粒子；另一種則是將白金離子前驅體滲透並還原到像鋁土礦這樣的微孔支持材料中。一些常見的白金前驅體包括鉀六氯鉑酸(K2PtCl6)或亞鉑氯化物(PtCl2)。
白金奈米粒子的形狀和大小受到多種因素影響，包括合成方法、溶劑、以及外部條件。
不同前驅體的組合，如氯化釕(RuCl3)和氯化鉑酸(H2PtCl6)，也被用於合成混合金屬奈米粒子。常見的還原劑包括氫氣(H2)、氫化鈉(NaBH4)和乙二醇(C2H6O2)，此外還有其他酒精及植物衍生化合物。當白金金屬前驅體還原為中性白金金屬(Pt0)時，反應混合物會過飽和，並以奈米級的粒子形式沉澱出來。穩定劑如聚丙烯酸鈉或檸檬酸鈉常被用來穩定奈米粒子的表面，防止其聚集。
形狀與大小控制
研究顯示，配體和溶劑對白金奈米粒子的大小和形狀有著重要的影響。Ramirez等人報告了這一發現，白金奈米粒子種子是通過在一氧化碳氣氛下分解Pt2(dba)3於四氫呋喃(THF)中制備的。這些條件下產生的粒子周圍弱結合THF和CO配體，直徑約1.2 nm。清洗後，添加十六烷胺(HDA)使其替代THF和CO配體，經過約七天的時間，形成平均直徑為2.1 nm的單分散球形晶體白金奈米粒子。
當使用更強的封閉劑如三苯基膦或十烷硫醇時，奈米粒子保持球形，這表明HDA配體對粒子形狀有影響。
在控制形狀與大小方面，不同的聚合物封閉劑比率相對於前驅體濃度的變化也能達到預期效果。這樣的還原性膠體合成能夠生產四面體、立方體、非規則棱柱體、二十面體以及八面體等多種形狀，並且其分散性依賴於封閉劑與前驅體的濃度比例。
綠色合成方法
透過利用柿子(Diospyros kaki)的葉子提取物作為還原劑，實現了從氯鉑酸的生態友好合成，所合成的奈米粒子呈球形，直徑範圍在212 nm之間，不同的反應溫度和葉提取物濃度影響合成粒子的大小。透過光譜分析得知該反應並非酶促進，而是通過植物衍生的小分子進行還原過程。
性質與應用
白金奈米粒子的化學和物理性質使它們適用於多種研究應用，包括電子學、光學、催化及酵素固定化等。
白金奈米粒子在催化劑方面的應用十分廣泛，包括氫氧化反應、工業合成和汽車排放氣體的還原。
白金奈米粒子在其形狀、大小和形態的影響下，能夠在均相膠體溶液或作為支持於固態材料的氣相催化劑中發揮催化作用。其光學特性也十分迷人，因為它們在紫外範圍內展現出特有的表面等離子共振(SPR)現象。而這一特性使它們在電子、催化、感測和光伏應用中具備廣泛的潛力。
然而，白金奈米粒子的生物相互作用仍在進一步的研究之中，其毒性問題亦需謹慎考量。雖然它們在醫學上有著廣泛的應用潛力，但對生物體的反應和影響仍需謹慎評估。白金奈米粒子如何在不同的生物環境中發揮其效能又會對生命產生何種影響，值得我們深思？
