《炬丰科技-半导体工艺》不同清洗工艺对纳米粒子表面化学的影响

　　纳米材料在从能源到医药和食品的众多应用中有着巨大的潜力。因此，这一革命性的科学技术领域正被广泛研究，作为满足未来社会需求的可能手段。在这种情况下，金属，半导体，氧化物，聚合的，和碳基的纳米粒子因其独特而迷人的性质而备受关注。在不同的金属纳米粒子中，金纳米粒子(AuNPs)可能是研究最多的，因为它们具有特殊的光学和电子性质，它们合成的相对简单性表面。

　　尽管早已知道硫醇对贵金属的高亲和力导致在平面表面上形成坚固且可重复的自组装单层(ML ),35纳米颗粒分散体中稳定剂和/或表面活性剂的存在可能会阻碍Au–S键的形成，从而限制反应产率，并因此限制功能化过程的可靠性和再现性。例如，最近的研究表明，柠檬酸稳定的AuNPs的功能化不会导致硫醇完全取代柠檬酸分子。剩余的柠檬酸盐可以改变纳米粒子的表面化学性质，并影响它们在生物环境。因此，有必要关心-sis工艺，以及广泛的可能表面通过硫醇基化学可实现的修饰。尽管这些特性使得AuNPs在各种工业和技术领域的应用非常有趣它们的成功应用，特别是在要求苛刻的领域，如生物医学和生物传感需要基于稳健、可靠和可再现的功能化方案的稳定和良好的表面功能24结合系统的纳米粒子表征。

　　在合成过程中，通常通过加入过量的柠檬酸钠来稳定AuNPs，并且柠檬酸钠通过改变反应中所涉及的物质的反应性而起到多重作用，如(1)还原剂，(2)静电稳定剂，和(3)pH介质。50尽管过量的柠檬酸盐具有最小化颗粒聚集的积极效果，但它也部分阻碍了AuNPs的表面功能化。为了克服这种副作用，通常希望在特定功能化之前或之后，尝试通过对缓冲液/水进行透析或通过离心来除去柠檬酸盐。52在不同的纯化方法中，离心和透析是最受欢迎的，这可能是由于它们相对简单的实施和低廉的仪器价格。53在这项工作中，比较了透析和离心步骤作为从胶体金纳米粒子中去除过量柠檬酸盐的清洗步骤，并且残余柠檬酸盐的量与溶液中金纳米粒子的稳定性相关。此外，通过使用疏水硫醇化分子，研究了剩余柠檬酸根对AuNPs官能化产率的影响。以秒为单位。III A 和III B，分别列出了离心和透析的结果，而与纳米粒子功能化相关的数据以秒表示。

　　通过离心和在超纯水中再分散的不同循环，从AuNPs样品中除去过量的未结合的柠檬酸盐。在每次离心循环后，对纳米颗粒进行表征，以研究离心过程的影响，并将柠檬酸盐分子的减少与AuNP溶液的稳定性相关联。核磁共振氢谱实验，如图2所示。1以四甲基硅烷(TMS)为内标，对离心过程不同阶段的柠檬酸盐进行定量分析。H-NMR数据显示，在三次离心循环后，未结合的柠檬酸盐的量(峰在2.7 ppm附近)急剧减少，从1.7×10-3M降至NMR检测限以下，表明离心作用有效地去除了大部分柠檬酸盐分子，而没有损害AuNP溶液的尺寸分布(表I).然而，CLS、DLS和SEM分析表明，在第三和第四次离心循环后，纳米颗粒聚集(图S1和S2)，71记录分布指数(DI)和多分布指数(PDI)的变化。

　　图示了柠檬酸盐含量。数据表明，需要至少六个透析周期来去除与单次离心所能去除的相同量的cit- rate，而需要12个透析周期来去除与两次离心相当的量。然而，应该注意的是，即使透析不如离心积极，超过六个循环也会引起溶液不稳定，如图2中CLS粒度分布所示。3 其中清楚地显示了在9次和12次透析循环后两种纳米粒子群的出现。透析纳米颗粒的Au4f核心水平光谱的分析揭示了与离心样品中观察到的特征和拟合成分相似的特征和拟合成分。然而，由于光谱中的高背景，拟合结果远不如离心样品可靠(图S7)。

　　本文研究了两种不同的清洗方法，即离心和透析对纳米金表面化学的影响。使用离心和透析程序来纯化AuNP溶液，并在每个纯化步骤后进行仔细的物理化学表征。结果表明两种方法都能够从溶液中除去柠檬酸盐。然而，虽然两次离心足以除去几乎所有的柠檬酸盐分子，但是需要多达12次透析循环才能获得相当的结果。此外，发现透析过程通过离子交换影响溶液的pH值，导致更不稳定的纳米粒子溶液。

　　清洗过程对纳米粒子功能化的影响也通过用PFT硫醇功能化纳米粒子来研究。三次离心后获得高达0.9的单层覆盖率，而直接柠檬酸盐取代和/或三次透析循环仅观察到50%的单层覆盖率。返回搜狐，查看更多