Синтез наностержней золота с применение смешанного восстановителя гидрохинон– аскорбиновая кислота
https://doi.org/10.29235/1561-8331-2023-59-4-271-284
Аннотация
Предложена новая смешанная восстановительная система для синтеза наностержней золота (НСЗ), включающая аскорбиновую кислоту (АК) и гидрохинон (ГХ). Выявлены зависимости, связывающие положение полосы продольного плазмонного резонанса НСЗ с концентрациями используемых при их синтезе ионов серебра, аскорбиновой кислоты, гидрохинона, позволяющие получать НСЗ с заданными оптическими свойствами. Обнаружено, что при использовании смешанного восстановителя могут быть достигнуты бо́льшие показатели монодисперсности и морфологического выхода по сравнению с индивидуальными восстановителями, что особенно актуально для получения коротких НСЗ с максимумом продольного плазмонного резонанса в области 600–700 нм.
Об авторах
О. С. Кулакович
Институт физики имени Б. И. Степанова НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
Кулакович Ольга Сергеевна – кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник
пр-т Независимости, 68, 220072, Минск
П. Д. Раецкий
Институт физики имени Б. И. Степанова НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
Раецкий Павел Дмитриевич – младший научный сотрудник
пр-т Независимости, 68, 220072, Минск
О. В. Вершинина
Московский физико-технический институт
Россия
Россия
Вершинина Олеся Валерьевна – инженер
Институтский пер., 9, 141701, Долгопрудный
Л. Л. Троцюк
Институт физики имени Б. И. Степанова НАН Беларуси
Беларусь
Беларусь
Троцюк Людмила Леонидовна – кандидат химических наук, старший научный сотрудник
пр-т Независимости, 68, 220072, Минск
Список литературы
1. Preparation and Progress in Application of Gold Nanorods / L. Meng [et al.] // J. Nanomater. – 2019. – Vol. 2019. – Article ID 4925702. https://doi.org/10.1155/2019/4925702
2. Формирование наностержней золота и пленок на их основе для применения в спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния света / Л. Л. Троцюк [и др.] // Докл. НАН Беларуси. – 2016. – Т. 60, № 4. – С. 44–48.
3. Cancer cell imaging and photothermal therapy in the near-infrared region by using gold nanorods / X. Huang [et al.] // J. Am. Chem.l Soc. – 2006. – Vol. 128, № 6. – P. 2115–2120. https://doi.org/10.1021/ja057254a
4. Photothermal efficiencies of nanoshells and nanorods for clinical therapeutic applications / J. R. Cole [et al.] // J. Phys. Chem. C. – 2009. – Vol. 113, № 28. – P. 12090–12094. https://doi.org/10.1021/jp9003592
5. Selective release of multiple DNA oligonucleotides from gold nanorods / A. Wijaya [et al.] // ACS Nano. – 2009. – Vol. 3, № 1. – P. 80–86. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b01200
6. Jana, N. R. Seed-mediated growth approach for shape-controlled synthesis of spheroidal and rod-like gold nanoparticles using a surfactant template / N. R. Jana, L. Gearheart, C. J. Murphy // Adv. Mater. – 2001. – Vol. 13, № 18. – P. 1389– 1393. https://doi.org/10.1002/1521-4095(200109)13:183.0.CO;2-F
7. Nikoobakht, B. Preparation and growth mechanism of gold nanorods (NRs) using seed-mediated growth method / B. Nikoobakht, M. A. El-Sayed // Chem. Mater. – 2003. – Vol. 15, № 10. – P. 1957–1962. https://doi.org/10.1021/cm020732l
8. Orendorff, C. J. Quantitation of metal content in the silver-assisted growth of gold nanorods / C. J. Orendorff, C. J. Murphy // J. Phys. Chem. B. – 2006. – Vol. 110, № 9. – P. 3990–3994. https://doi.org/10.1021/jp0570972
9. Jana, N. R. Evidence for seed-mediated nucleation in the chemical reduction of gold salts to gold nanoparticles / N. R. Jana, L. Gearheart, C. J. Murphy // Chem. Mater. – 2001. – Vol. 13, № 7. – P. 2313–2322. https://doi.org/10.1021/cm000662n
10. Khanal, B. P. Purification of High Aspect Ratio Gold Nanorods: Complete Removal of Platelets / B. P. Khanal, E. R. Zubarev // J. Am. Chem. Soc. – 2008. – Vol. 130, № 38. – P. 12634–12635. https://doi.org/10.1021/ja806043p
11. Shape-selective purification of gold nanorods with low aspect ratio using a simple centrifugation method / M. Boksebeld [et al.] // Gold Bulletin. – 2017. – Vol. 50, № 1. – P. 69–76. https://doi.org/10.1007/s13404-017-0197-9
12. Shape separation of colloidal gold nanoparticles through salt-triggered selective precipitation / Z. Guo [et al.] // Chem. Commun. –2011. – Vol. 47, № 14. – P. 4180–4182. https://doi.org/10.1039/C0CC04612D
13. Understanding the Seed-Mediated Growth of Gold Nanorods through a Fractional Factorial Design of Experiments / N. D. Burrows [et al.] // Langmuir. – 2017. – Vol. 33. – P. 1891−1907. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.6b03606
14. Control of Symmetry Breaking Size and Aspect Ratio in Gold Nanorods: Underlying Role of Silver Nitrate / W. Tong [et al.] // J. Phys. Chem. C. – 2017. – Vol. 121, № 6. – P. 3549–3559. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b10343
15. Effect of Growth Temperature on Tailoring the Size and Aspect Ratio of Gold Nanorods / X. Liu [et al.] // Langmuir. – 2017. – Vol. 33. – P. 7479−7485. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.7b01635
16. Reza Hormozi-Nezhad, M. Thorough tuning of the aspect ratio of gold nanorods using response surface methodology / M. Reza Hormozi-Nezhad, H. Robatjazi, M. Jalali-Heravi // Anal. Chim. Acta. – 2013. – Vol. 779. – P. 14–21. https://doi.org/10.1016/j.aca.2013.03.056
17. Growth of Gold Nanorods: A SAXS Study / S. Seibt [et al.] // J. Phys. Chem. C. – 2021. – Vol. 125, № 36. – P. 19947– 19960. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c06778
18. Vigderman, L. High-yield synthesis of gold nanorods with longitudinal SPR peak greater than 1200 nm using hydroquinone as a reducing agent / L. Vigderman, E. R. Zubarev // Chem. Mater. – 2013. – Vol. 25, № 8. – P. 1450–1457. https://doi.org/10.1021/cm303661d
19. Control of size and aspect ratio in hydroquinone-based synthesis of gold nanorods / C. Morasso [et al.] // J. Nanopart. Res. – 2015. – Vol. 17, № 8. – P. 330. https://doi.org/10.1007/s11051-015-3136-9
20. Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods / S. Picciolini [et al.] // J. Vis. Exp. – 2016. – Vol. 114. – P. 54319. https://doi.org/10.3791/54319
21. pH-mediated synthesis of monodisperse gold nanorods with quantitative yield and molecular level insight / R. Gallagher [et al.] // Nano Res. – 2021. – Vol. 14. – P. 1167–1174. https://doi.org/10.1007/s12274-020-3167-0
22. Tuning gold nanorod synthesis through prereduction with salicylic acid / L. Scarabelli [et al.] // Chem. Mater. – 2013. – Vol. 25, № 21. – P. 4232–4238. https://doi.org/10.1021/cm402177b
23. Eustis, S. Determination of the aspect ratio statistical distribution of gold nanorods in solution from a theoretical fit of the observed inhomogeneously broadened longitudinal plasmon resonance absorption spectrum / S. Eustis, M. A. El-Sayed // J. Appl. Phys. – 2006. – Vol. 100, № 4. – P. 1–8. https://doi.org/10.1063/1.2244520
24. Brioude, A. Optical properties of gold nanorods: DDA simulations supported by experiments / A. Brioude, X. C. Jiang, M. P. Pileni // J. Phys. Chem. B. – 2005. – Vol. 109, № 27. – P. 13138–13142. https://doi.org/10.1021/jp0507288
25. Tur’yan, Y. I. Formal redox potentials of the dehydro-l-ascorbic acid/l-ascorbic acid system / Y. I. Tur’yan, R. Kohen // J. Electroanal. Chem. – 1995. – Vol. 380, № 1–2. – P. 273–277. https://doi.org/10.1016/0022-0728(94)03524-7
26. Quinone 1 e– and 2 e–/2 H+ Reduction Potentials: Identification and Analysis of Deviations from Systematic Scaling Relationships / M. T. Huynh [et al.] // J. Am. Chem. Soc. – 2016. – Vol. 138, № 49. – P. 15903–15910. https://doi.org/10.1021/jacs.6b05797
27. Reproducibly synthesize gold nanorods and maintain their stability / C. L. John [et al.] // RSC Adv. – 2013. – Vol. 3, № 27. – P. 10909–10918. https://doi.org/10.1039/C3RA41521J
28. Seed-Mediated Growth of Gold Nanorods: Limits of Length to Diameter Ratio Control / C. J. Ward [et al.] // J. Nanomater. – 2014. – Vol. 2014. – P. 1–7. https://doi.org/10.1155/2014/765618
29. Influence of amount of CTAB and ascorbic acid concentration on localized surface plasmon resonance property of gold nanorod / H. Li [et al.] // Optik – 2014. – Vol. 125, № 9. – P. 2044–2047. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2013.07.169
30. A Mechanism for Symmetry Breaking and Shape Control in Single-Crystal Gold Nanorods / M. J. Walsh [et al.] // Acc. Chem. Res. – 2017. – Vol. 50, № 12. – P. 2925–2935. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.7b00313
31. Исследование эффекта супераддитивного действия восстановителей в процессе фотографического проявления в растворе, содержащем модифицирующие компоненты / Д. С. Коктыш [и др.] // Вестн. Белорус. гос. ун-та. Сер. 2, Химия. Биология. География. – 2000. – № 1. – С. 6–9.
32. Bomm, J. Von Gold Plasmonen und Exzitonen – Synthese, Charakterisierung und Applikationen von Gold Nanopartikeln: diss. ... Dr. rer. Nat. / J. Bomm. – Potsdam, 2012. – 151 s.
33. Tips and Tricks” Practical Guide to the Synthesis of Gold Nanorods / L. Scarabelli [et al.] // J. Phys. Chem. Lett. – 2015. – Vol. 6, № 21. – P. 4270–4279. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5b02123
34. Zuloaga, J. Quantum Plasmonics: Optical Properties and Tunability of Metallic Nanorods / J. Zuloaga, E. Prodan, P. Nordlander // ACS Nano. – 2010. – Vol. 4, № 9. – P. 5269–5276. https://doi.org/10.1021/nn101589n
35. Elfeky, S. A. Applications of CTAB modified magnetic nanoparticles for removal of chromium (VI) from contaminated water / S. A. Elfeky, S. E. Mahmoud, A. F. Youssef // J. Adv. Res. – 2017. – Vol. 8, № 4. – P. 435–443. https://doi.org/10.1016/j.jare.2017.06.002
36. Study on lead ion wastewater treatment of self-assembled film / C. Lin [et al.] // Desalination and Water Treatment. – 2016. – Vol. 57, № 45. – P. 21627–21633. https://doi.org/10.1080/19443994.2015.1121839
37. Vitamin C/Stearic Acid Hybrid Monolayer Adsorption at Air-Water and Air-Solid Interfaces / I. Ahmed [et al.] // ACS Omega. – 2018. – Vol. 3, № 11. – P. 15789–15798. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b02235
Рецензия
Просмотров: 338
Послать статью по эл. почте 