ctab分子对正电荷银纳米粒子的包覆作用

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1、CTAB分子对正电荷银纳米粒子的包覆作用隋震鸣a,陈晓a，*，王庐岩b,许丽梅a,庄文昌a，柴永存a,杨春杰ba山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室，中国山东省济南市,250100b济南大学化学化工学院，中国山东省济南市,250022摘要：对一种十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）包覆银纳米粒子（NPS）表面的合成过程就其在水容液中的稳定性和表面性质对CTAB的包覆作用进行了探讨。利用多学科的方法包括电泳，紫外可见吸收光谱仪，傅氏转换红外线光谱分析仪（FTIR），核磁共振（NMR），热重分析仪（TGA）和X射线

2、小角散射（SAXS）对银簇的表面电荷及所吸附的CTAB分子层结构进行了系统的研究。结果表明，CTAB分子通过它们的头基强烈的结合在银表面，并在银表面形成了双层壳。通过对SAXS和NMR实验数据的分析和对CTAB分子与纳米粒子表面之间相互作用的讨论，为银簇上的包覆分子提供更为清晰的模型。关键词：纳米银;CTAB法;双层;SAXS1.引言在过去的几十年中，纳米粒子（NPS）因为不同于体材料的新颖特性和在现实世界中的广泛应用而成为广泛研究的重点。其中，银纳米粒子尤其在催化，电极和感光过程中极具应用潜力，所以被用作表

3、面增强拉曼光谱的基底。自1979年至今,已报告的文献中，就有很多种制备纳米银离子的方法,包括共沉淀，溶胶-凝胶法，微乳液，模板法和仿生合成。最常用的反应流程都是基于反应在溶液中进行的，它可以轻易控制并维持所需反应混合物的组成及化学计量中的精确控制。为了得到单分散的纳米粒子，研究者们使用了不同种类的稳定剂如：聚合物,树枝状聚合物，表面活性剂和其他配体，克服了纳米团簇之间的范德华力，防止了团簇结块。为了长期稳定，研究人员往往采用表面活性剂,稳定剂或模板来降低表面能，以控制粒子的生长和粒子形状，并防止粒子聚集。大量

4、的阴离子型表面活性剂已被用来制备带负电荷的银纳米粒子，而只有少数的研究人员使用阳离子型表面活性剂，以获得带正电的粒子，可能是由于作为卤素的卤化银在被用作反离子时会产生一些不需要的沉淀。在我们以前的研究中，用同一种阳离子表面活性剂十六烷基三溴化铵（CTAB）作为稳定剂生产带正电荷的银粒子，采用的一种有效方法就是将硝酸银变成二氨合银离子,避免AgBr的形成。这样生产的银粒子能保持超过1个月的稳定性和分散性。在此范围内的另一个关键问题就是表征和了解纳米粒子表面覆盖剂的吸附和结构配置，这是为纳米粒子的稳定性所做的必要

5、的预测描述。已经开展了几个关于CTAB在各种表面吸附的研究,并预计双层结构在水溶液中是最有利的。Nikoobakht和El-Sayed由分散在水相中的金纳米粒子的FTIR和TGA实验提供了阳离子表面活性剂在金表面是双层组装的。Swami等人将这种模式扩展为的一种含有两种表面活性剂的混合物交叉指型结构。大多数研究人员普遍认为，表面活性剂分子可能只是通过粒子表面上的头基接触并包裹金属簇的。然而，如果我们把从X射线小角散射和核磁共振实验得到的结果和扫描电镜,傅立叶变换红外光谱和热重分析得到的结果进行比较的话,就发现

6、这并不是一个真实明了的情况，为了得到CTAB包裹层的更明确的配置映像对不同pH值条件下银纳米粒子的表面特性和稳定性进行了系统的探索，这在纳米材料和环境处理领域有着广泛应用，本文采用了X射线小角散射和核磁共振实验等不同的表征方法。从一个较新的观点来看，我们讨论了CTAB覆盖层的厚度和其分子排列之间的关系。重点主要集中在CTAB分子和银簇表面之间的相互作用，因此在表面活性剂包裹银纳米粒子结构的基础上，建立了精致的包裹结构.2.实验部分2.1.物料AgNO3（99+％），NaBH4（99％）均购自Sigma-Ald

7、rich有限公司。CTAB（分析纯），氨水（分析纯）NaOH（分析纯）和HCl（分析纯）是由上海化学试剂有限公司提供。上述所有化学品均被使用。本次实验还采用高纯度水（电阻18.0MΩcm）2.2.银纳米粒子的合成典型的实验如下，首先准备一份含2.0×10-3M的AgNO3和0.4M的NH3溶液，然后向其中添加浓度为5.0×10-4M的CTAB.另一种溶液则包括8.0×10-3MNaBH4和5.0×10-4M的CTAB。等量等量且逐滴的混合这两种溶液并将其置于冰浴中剧烈搅拌4小时分即可获得分散的黄色银胶体。加热

8、该混合物，使剩余的氨挥发并分解多余的硼氢化钠。2.3.产品特性由一台HP8453二极管阵列分光光度计（190-1100nm），记录样品的紫外可见吸收光谱，样品中相应溶剂的吸收光谱则显示为空白。粒子图像呈现在JEM-100CXII透射电子显微（TEM）上，其工作电压为100千伏。将一滴银粒子分散放置在有Formva支持膜的铜网（240目）中.在TEM照片中即可看到超过500个粒子的粒度分布。由一台型号