Зображення обкладинки

ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ

In this work, we have carried out a research which aimed to obtain complex nanoparticles of noble metals Au + Ag in the form of bimetallic alloys. Bimetallic nanoparticles were synthesized directly in a liquid-crystalline cadmium caprylate melt in an argon atmosphere in the temperature range of meso...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2019
Автори: Mirnaya, Tatiana, Yaremchuk, Galina
Формат: Стаття
Мова:Англійська
Опубліковано: V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2019
Онлайн доступ:https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/55
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Ukrainian Chemistry Journal
Завантажити файл: Pdf

Репозитарії

Ukrainian Chemistry Journal
_version_ 1871465531399208960
author Mirnaya, Tatiana
Yaremchuk, Galina
author_facet Mirnaya, Tatiana
Yaremchuk, Galina
author_institution_txt_mv [ { "author": "Tatiana Mirnaya", "institution": "Ukraine,Vernadskii Institute of General and Inorganic Chemistry of the NAS of Ukraine" }, { "author": "Galina Yaremchuk", "institution": "Ukraine,Vernadskii Institute of General and Inorganic Chemistry of the NAS of Ukraine" } ]
author_sort Mirnaya, Tatiana
baseUrl_str https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai
collection OJS
datestamp_date 2026-07-22T08:23:40Z
description In this work, we have carried out a research which aimed to obtain complex nanoparticles of noble metals Au + Ag in the form of bimetallic alloys. Bimetallic nanoparticles were synthesized directly in a liquid-crystalline cadmium caprylate melt in an argon atmosphere in the temperature range of mesophase existence by the simultaneous chemical reduction of cations of gold (Au3+) and silver (Ag+) from their compounds, tetrachloroaurate acid (H[AuCl4]×3Н2О) and silver  nitrate AgNO3, respectively.   The effect of synthesis duration (3 and 5 hours) on the spectral behavior of binary nanoparticles have been studied. It has been shown that when the synthesis duration is 3 h, mainly homogeneous bimetallic alloys are obtained, and when it is 5 h, both homogeneous and gradient alloys can be obtained. The absorption spectra of homogeneous alloys are characterized by the presence of one surface plasmon resonance (SPR) peak, which occupies an intermediate position relative to the SPR peaks for monometallic nanoparticles, i.e. between 425 and 560 nm. When forming heterogeneous alloys, which are formed in the molar ratio range where the amount of silver ions predominates, the absorption spectra exhibit two SPR peaks which relate to nanoparticles with different metallic silver content. The formation of metallic nanoparticles containing different metals may be due both to the different mobility of noble metals ions in the liquid crystal matrix and to the different rate of rearrangement of metals in the new formed heteronanoparticle.   It has been found by electron spectroscopy and transmission electron microscopy that the nanoparticles in this matrix have mostly a spherical shape with a mean diameter of 15 nm. The possibility of the fine control of the position of SPR peak of bimetallic nanoparticles in a liquid crystal matrix over a wide optical range   of  422–580 nm is shown.
doi_str_mv 10.33609/0041-6045.85.5.2019.54-59
first_indexed 2025-09-24T17:43:30Z
format Article
fulltext Фізична хімія 54 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, No 5 УДК 54.057 : 546.56(-022.532) : 54.142.6 : 547.21: 54-38 : 546.48 doi: 10.33609/0041-6045.85.5.2019.54-59 Т.А. Мирна*, Г.Г. Яремчук ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України, просп. Академіка Палладіна, 32/34, Київ, 03142, Україна *e-mail: mirnaya@ionc.kiev.ua Представлено результати досліджень синтезу та оптичних властивостей мезоморф- них композитів на основі рідкокристалічної каприлатної матриці з біметалічними наночастинками Au+Ag. Встановлено, що, варіюючи склад реакційної суміші та тривалість синтезу, можна одержувати композити з наночастинками типу біметалічних гомогенних або градієнтних сплавів. Методами електронної спектроскопії та просвічуючої електронної мікроскопії встановлено, що наночастинки в даній матри- ці мають здебільшого сферичну форму з середнім діаметром 15 нм. Показана мож- ливість тонкого керування положенням максимуму поверхневого плазмонного ре- зонансу біметалічних наночастинок у рідкокристалічній матриці в широкому оп- тичному діапазоні від 425 до 580 нм. К л ю ч о в і с л о в а: рідкокристалічна матриця, нанокомпозити, наночастинки благородних металів, поверхневий плазмонний резонанс. ВСТУП. Наночастинкам благородних металів (срібла і золота) притаманні уніка- льні оптичні властивості – вони поглинають у видимій області електромагнітного спектра та інтенсивно забарвлюють компо-зиційні матеріали завдяки так званому поверхневому плазмонному резонансу(ППР). Нанокомпо- зити з цими металічними нано-частинками активно вивчаються в якості потенційних компонентів для нових оптичних і електро- нних пристроїв [1]. Складні бінарні наночастинки благо- родних металів золота і срібла викликають значний науковий інтерес завдяки їхнім покращеним оптичним і нелінійно-оптичним властивостям у порівнянні з оптичними властивостями монометалічних наночасти- нок. Наночастинки типу біметалічних спла- вів, так і типу ядро–оболонка мають цікаві електронні і структурні характеристики, а тому знаходять дедалі ширше застосування в наноелектронних пристроях, в оптичному маркуванні, зокрема, для адресації різних оптичних каналів у видимій області спектру. На даний час особливий науковий і прак- тичний інтерес до дослідження біметалічних наночастинок обумовлений насамперед тим, що вони характеризуються здатністю до на- лаштування на різні оптичні смуги погли- нання у видимій області спектра [2,3]. Шля- хом варіювання кількісного співвідношення срібла та золота в бінарних наночастинках металів можна керувати положенням макси- муму смуги ППР. Створення нанокомпозитів з наночастинками типу біметалічних спла- вів або ядро–оболонка забезпечує широкий спектр можливостей для підбору оптималь- них характеристик для матеріалів визначен- них сфер застосування. У даній роботі прове- дено дослідження, яке ставило за мету одер- © Т.А. Мирна*, Г.Г. Яремчук, 2019 mailto:mirnaya@ionc.kiev.ua Одержання і оптичні властивості нанокомпозитів … ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, No 5 55 жати складні мета-лічні наночастинки бла- городних металів Au+Ag у вигляді бімета- лічних сплаві. ЕКСПЕРИМЕНТ ТА ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. Синтез біметалічних нано- частинок здійснювали безпосередньо в рідко- кристалічному розплаві каприлату кадмію в атмосфері аргону і температурному інтервалі існування мезофази шляхом одночасного хі- мічного відновлення катіонів золота (Au3+) і срібла (Ag+) із їхніх сполук, тетрахлор- ауратної кислоти (H[AuCl4] 3Н2О) (х.ч., Aldrich) та нітрату срібла AgNO3 (х.ч., Aldrich) відповідно. В цих умовах у ролі відновника виступає каприлат-аніон. Загаль- на кількість наночастинок складала 4 % мол., але змінювалося їх мольне співвідношення хAg + (4-х) Au % мол. Тривалість синтезу варіювали від 1 до 5 годин. Було встано- влено, що 5 годин є оптимальним для завер- шення реакції відновлення. Про це свідчила відсутність змін у спектрах плазмонного по- глинання розплавів. Як було встановлено раніше, темпера- тура синтезу для наночастинок золота в рід- кокристалічній матриці каприлату кадмію складає 120 [4], а для наночастинок срібла – 150°С[5], тому для синтезу складних нано- частинок було вибрано температуру 150 °С. За вищих температур мезоморфний розплав каприлату кадмію переходить в ізотропну фазу, яка не дозволяє отримувати наночас- тинки з вузьким розподілом за розміром. При утворенні наночастинок реакційна суміш змі- нювала колір від фіолетового до коричневого залежно від концентраційного спів відноше- ння Ag:Au. Швидке охолодження розплаву до кімнатної температури призводило до утворення забарвлених склоподібних мезо- морфних нанокомпозитів з загальним вмі- стом наночастинок ~ 4 % мол., які харак- теризуються високою стабільністю. Їх оптич- ні характеристики не змінюються протягом тривалого проміжку часу. Одержані зразки досліджено методом електронної спектроскопії. Електронні спек- три поглинання реєстрували на спектро- фотометрі Perkin Elmer UV/VIS Lambda 35, використовуючи кварцові кювети товщиною 30 мкм. Морфологію наночастинок встанов- лено за допомогою просвічуючого електрон- ного мікроскопа JEM 100СХII (U=100 кВ). Проведено вивчення впливу тривалості синтезу (3 та 5 годин) та мольного спів- відношення Ag:Au на спектральну поведінку бінарних наночастинок Ag+Au (рис.1,2). Синтез бінарних металевих наночас- тинок поділяється на 2 етапи: нуклеація і дифузія [6]. Час нуклеації наночастинок золота менший від часу нуклеації наночас- тинок срібла, відповідно, час дифузії, навпа- ки. Тому структура наночастинок Ag+Au за- лежить від швидкості як нуклеаціїї, так і ди- фузії. Якщо швидкість дифузії між Ag і Au вища від швидкості їхньої нуклеаціїї, тоді отримується гомогенний сплав Ag+Au. В протилежному випадку отримується градіє- нтний сплав. Оцінка спектрів поглинання (рис.1,2) дозволяє стверджувати про утворення біме- талічних наночастинок, а не суміші окремих наночастинок. За даними роботи [1], спектри поглинання свідчать, що розмір біметаліч- них наночастинок змінюється в діапазоні від 10 до 25 нм. На рис.1 подано спектри поглинання нанокомпозитів, тривалість синтезу яких складала 3 години. Спектри поглинання ха- рактеризуються наявністю одного макси- муму ППР, який займає проміжне положення по відношенню до максимумів ППР для мо- нометалічних наночастинок. Нанокомпозити, які містять індивідуальні наночастинки сріб- ла і золота, характеризуються максимумами ППР при λ ≈ 425 і 560 нм відповідно. На рис. 2 подано експериментальну залежність положення максимумів ППР від зміни мольної концентрації Au- іонів. Харак- тер зміщення кривої залежності максимумів смуги поглинання (рис.2) для одержаних зра- зків дозволяє стверджувати про формування гетеронаночастинок типу металічний сплав Т.А. Мирна, Г.Г. Яремчук 56 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, No 5 Рис. 1. Електронні спектри поглинання рідко- кристалічних нанокомпозитів на основі капри- лату кадмію з біметалічними наночас-тинками Ag+Au, одержаних при 150 ºС, у залежності від співвідношення мольних часток Ag+Au, 1,5 – з індивідуальними наночастинками Ag і Au від- повідно; 2 – 3:1; 3 – 1:1; 4 – 1:3. Рис. 2. Положення максимумів ППР рідко- кристалічних нанокомпозитів на основі кап- рилату кадмію з біметалічними наночастин- ками Au+Ag, в залежності від їх складу, х – мольна концентрація Au-йонів. Тривалість синтезу 3 години. переважно гомогенного складу [2]. На рис. 3, а подано спектри поглинання нанокомпо- зитів із біметалічними наночасти-нками, вміст срібла в яких був більший, ніж золота, а на рис. 3, б – меншим, ніж золота. Як видно з рис. 3, спектри поглинання нанокомпозитів із біметалічними наночасти- нками Au+Ag характеризуються наявністю або одного, або двох розмитих максимумів ППР. Два максимуми ППР на спектрах по- глинання (рис.3) належать нанокомпозитам із наночастинками Au+Ag, вміст срібла в яких був більший, ніж золота. Формування різновмісних металічних Рис. 3. Електронні спектри поглинання рідко- кристалічних нанокомпозитів каприлату кадмію з біметалічними наночастинками Ag+Au, одер- жаних протягом 5 годин при 150 ºС, у залежності від співвідношення мольних часток Ag:Au; а:1 – Ag; 2 – 19:1; 3 – 9:1; 4 – 3:1; 5 – 1:1; 6 – Au; б: 1 – Au; 2 – 1 : 1,5; 3 – 1 : 2; 4 – 1:3. наночастинок, ймовірно, зумовлено як різ- ною рухливістю йонів благородних металів у рідкокристалічній матриці, так і різною шви- дкістю перегрупування металів у новій сфор- мованій гетеронаночастинці. Такі перегрупу- вання залежать від тривалості синтезу. Так, збільшення часу синтезу з 3 до 5 годин для нанокомпозиту складу Ag:Au = 3:1 призво- дить до зміни положення максимуму погли- нання із 500 нм (рис. 1, крива 2) до подвій- ного 444, 522 нм (рис. 3, а, крива 4) відповідно. Для зразка складу Ag:Au = 1:3 спостерігається червоний зсув відносно сму- ги ППР наночастинок золота (λ=560 нм) із 540 (рис. 1, крива 3) до 580 нм (рис. 3, б), крива 4) при зміні тривалості синтезу від 3 до 5 годин. Таку поведінку можна пояснити [6, 7] формуванням градієнтних сплавів у випа- дку однакової чи більшої частки срібла, а у випадку зразка Ag:Au = 1:3 – формуванням сплаву з оболонкою з наночастинок золота і ядра Ag/Au внаслідок швидкої нуклеації на- Одержання і оптичні властивості нанокомпозитів … ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, No 5 57 ночастинок металів та повільної дифузії ато- мів золота на поверхню бінарної наночас- тинки під час тривалої термічної дії. Порівняння спектрів поглинання нано- композитів, отриманих при синтезі протягом 3 і 5 годин (рис.1, 3) дозволяє стверджувати, що зі зростанням часу синтезу найбільш помітно змінюється положення максимумів ППР для нанокомпозитів із біметалічними наночастинками, в яких міститься більше іо- нів срібла відносно іонів золота при складах Ag : Au > 1. Це може значити, що швидкість дифузії між Ag і Au більш повільна, ніж ну- клеація (формування) самих мононаночас- тинок, що, згідно із роботами [6,7], має при- зводити до формування градієнтних (нерів- новажних) сплавів. Рис. 4. ПЕМ мікрофотографія мезоморфного нанокомпозиту каприлату кадмію з бімета- лічними наночастинками Au+Ag. На вставці зображено спектр ППР цього нанокомпозиту. Методом електронної просвічуючої мі- кроскопії проведено оцінку розміру бімета- лічних наночастинок Au+Ag у нанокомпо- зитах на основі каприлату кадмію. На рис. 4 і 5 представлено ПЕМ мікро- фотографію та діаграму розподілу наночас- тинок Au+Ag за розмірами для складу з співвідношенням мольних часток Ag:Au = 1:1, тривалість синтезу – 3 години. Як видно з мікрофотографії (рис. 4) та діаграми розподілу (рис. 5), біметалічні гетеронаночастинки рівномірно розподіляю- Рис. 5. Діаграма розподілу біметалічних нано- частинок Au+Ag за розмірами на основі ПЕМ мікрофотографії мезоморфного нанокомпозиту каприлату кадмію з біметалічними наночас- тинками Au+Ag. ться по матриці і мають здебільшого сфери- ну форму з середнім діаметром 15 нм. ВИСНОВКИ. Таким чином, шляхом од- ночасного хімічного відновлення катіонів зо- лота (Au3+) і срібла (Ag+) із їхніх сполук, ва- ріюючи склад реакційної суміші та тривалі- сть синтезу, можна одержувати композити з наночастинками типу біметалічних гомоген- них або градієнтних сплавів. Проведене дослідження показало, що використовуючи іонні рідкокристалічні роз- плави на основі каприлату кадмію, можна од- ержувати оптичні склоподібні композити зі складними наночастинками металів Au+Ag типу сплаву, які характеризуються вираже- ним плазмонним резонансом. Встановлено, що в залежності від складу реакційної суміші та тривалості процесу хімічного відновлення катіонів золота (Au3+) і срібла (Ag+) із їхніх сполук можна одержувати біметалічні нано- частинки Au+Ag зі струтурою як гомо- генних , так і градієнтних сплавів. ПОЛУЧЕНИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ СБИМЕТАЛЛИИЧЕСКИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИЦАМИ ТИПА СПЛАВА Т.А. Мирна, Г.Г. Яремчук 58 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, No 5 Т.А. Мирная*, Г.Г. Яремчук Институт общей и неорганической химии им. В.И. Вернадского НАН Украины, просп. Академика Палладина, 32/34, Киев, 03142, Украина *e-mail: mirnaya@ionc.kiev.ua Представлены результаты по синтезу и оптическим свойствам мезоморфных композитов на основе жидкокристаллической каприлатной матрицы с биметаллическими наночастицами Au + Ag. Установлено, что, варьируя состав реак- ционной смеси и продолжительность синтеза, можно получать композиты с наночастицами типа биметаллических гомогенных или гра- диентных сплавов. Методами электронной спе- ктроскопии и просвечивающей электронной ми- кроскопии установлено, что наночастицы в дан- ной матрице имеют в основном сферическую форму со средним диаметром 15 нм. Показана возможность тонкого регулирования положением максимума поверхностного плазмонного резо- нанса биметаллических наночастиц в жидко- кристаллической матрице в широком оптическом диапазоне от 425 до 580 нм. К л ю ч е в ы е с л о в а: жидкокристаллическая матрица, нанокомпозиты, наночастицы благо- родных металлов, поверхностный плазмонный резонанс. SYNTHESIS AND OPTICAL PROPERTIES OF NANOCOMPOSITES BASED ON LIQUID CRYSTAL WITH BIMETALLIC Au + Ag NANOPARTICLES OF ALLOY TYPE. T.A. Mirnaya*, G.G. Yaremchuk V. I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Akademy of Sciences of Ukraine, 32/34 Academic Palladin Avenue, Kiev, 03142, Ukraine *e-mail: mirnaya@ionc.kiev.ua In this work, we have carried out a research which aimed to obtain complex nanoparticles of noble metals Au + Ag in the form of bimetallic alloys. Bimetallic nanoparticles were synthesized directly in a liquid-crystalline cadmium caprylate melt in an argon atmosphere in the temperature range of mesophase existence by the simultaneous chemical reduction of cations of gold (Au3+) and silver (Ag+) from their compounds, tetrachloroaurate acid (H[AuCl4]×3Н2О) and silver nitrate AgNO3 , respectively. The effect of synthesis duration (3 and 5 hours) on the spectral behavior of binary nanoparticles have been studied. It has been shown that when the synthesis duration is 3 h, mainly homogeneous bimetallic alloys are obtained, and when it is 5 h, both homogeneous and gradient alloys can be obtained. The absorption spectra of homogeneous alloys are characterized by the presence of one surface plasmon resonance (SPR) peak, which occupies an intermediate position relative to the SPR peaks for monometallic nanoparticles, i.e. between 425 and 560 nm. When forming heterogeneous alloys, which are formed in the molar ratio range where the amount of silver ions predominates, the absorption spectra exhibit two SPR peaks which relate to nanoparticles with different metallic silver content. The formation of metallic nanoparticles containing different metals may be due both to the different mobility of noble metals ions in the liquid crystal matrix and to the different rate of rearrangement of metals in the new formed heteronanoparticle. It has been found by electron spectroscopy and transmission electron microscopy that the nanoparticles in this matrix have mostly a spherical shape with a mean diameter of 15 nm. The possibility of the fine control of the position of SPR peak of bimetallic nanoparticles in a liquid crystal matrix over a wide optical range of 422–580 nm is shown. K e y w o r d s: liquid-crystalline matrix, nanocomposites, nanoparticles of noble metals, surface plasmon resonance. ЛІТЕРАТУРА 1. Ventura M. G., Parola A.J., Paris de Matos A. Influence of heat treatment on the color of Au and Ag glasses produced by the sol-gel pathway // J. Non– Crystalline Solids. – 2011. – 357. – P. 1342–1349. 2. Csapo E., Oszko A., Varga E. et al. Synthesis and characterization of Ag/Au alloy and core(Ag)–shell(Au) nanoparticles // Colloids mailto:mirnaya@ionc.kiev.ua mailto:mirnaya@ionc.kiev.ua Одержання і оптичні властивості нанокомпозитів … ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2019, т . 85, No 5 59 Surfaces A : Physicochem Eng. Aspects. – 2012. –415. - P. 281–287. 3. Knauer A.,Thete A.,Romanus H. et al. Au/Ag/Au double shell nanoparticles with narrow size distribution obtained by continuous micro segmented flow synthesis // Chem. Eng. J. – 2011. –166. – P.1164–1169 4. Мирная Т.А., Асаула В.Н., Яремчук Г.Г., Волков С.В. Жидкокристаллические композиты на основе каприлата кадмия с наночастицами золота // Теорет. и эксперимент. химия . – 2014. – 50, №3. – С. 159–162. 5. Мирная Т.А., Яремчук Г.Г., Леонова Н.А, и др. Оптические жидкокристаллические композиты на основе каприлата кадмия с наночастицами серебра // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. – 2014. – 12, №1. – С.161–167. 6. Sun L., Luan W., Shan Y., Tu Sh. One-step synthesis of monodisisperse Au - Ag alloy nanoparticles in a microreaction system // Chem. Eng. J. – 2012. – 189 – 190. – P. 451– 455. 7. Yuetian Ji, Shengchun Y., Shengwu G. et al. Bimetallic Au/Ag nanoparticles: A low temperature ripening strategy in aqueous solution // Colloids Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. – 2010. – 372. – P.204–209. REFERENCES 1. Ventura M. G., Parola A.J., Paris de Matos A.Influence of heat treatment on the color of Au and Ag glasses produced by the sol-gel pathway. Journal of Non- Crystalline Solids. 2011. 357: 1342. 2. Csapo E., Oszko A., Varga E., Juhász Á., Buzás N., Kőrösi L., Majzik A., Dékány I. Synthesis and characterization of Ag/Au alloy and core(Ag)–shell(Au) nanoparticles. Colloids Surfaces A : Physicochem Eng. Aspects. 2012.415: 281. 3. Knauer A.,Thete A., Romanus H., Csaki A., Fritzsche W., Kohler J. M. Au/Ag/Au double shell nanoparticles with narrow size distribution obtained by continuous micro segmented flow synthesis. Chemical Engineering Journal. 2011. 166. 1164. 4. Mirnaya T.A., Yaremchuk G.G., Leonova N. A., Asaula V.N., Volkov S.V. Optical liquid- crystalline composites based on cadmium caprylate with silver nanoparticles. Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii. 2014. 12(1): 161. 5. Mirnaya T.A., Asaula V.N., Yaremchuk G.G., Volkov S.V. Synthesis and optical properties of liquid-crystalline composites based on cadmium caprylate with gold nanoparticles. Theoretical and Experimental Chemistry.2014. 50(3): 159. 6. Sun L., Luan W., Shan Y., Tu Sh. One-step synthesis of monodisisperse Au - Ag alloy nanoparticles in a microreaction system. Chemical Engineering Journal. 2012. 189– 190: 451. 7. Yuetian Ji, Shengchun Y., Shengwu G., Xiaoping S., Bingjun D., Zhimao Y. Bimetallic Au/Ag nanoparticles: A low temperature ripening strategy in aqueous solution. Colloids Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2010. 372: 204. Надійшла 04.06.2019
id oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-55
institution Ukrainian Chemistry Journal
keywords_txt_mv keywords
language English
last_indexed 2026-07-23T01:03:31Z
publishDate 2019
publisher V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
record_format ojs
resource_txt_mv ucjorgua/e9/ed03686d8a7da6e0da932b625b94a9e9.pdf
spelling oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-552026-07-22T08:23:40Z SYNTHESIS AND OPTICAL PROPERTIES OF NANOCOMPOSITES BASED ON LIQUID CRYSTAL WITH BIMETALLIC Au + Ag NANOPARTICLES OF ALLOY TYPE. ПОЛУЧЕНИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ СБИМЕТАЛЛИИЧЕСКИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИЦАМИ ТИПА СПЛАВА ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ Mirnaya, Tatiana Yaremchuk, Galina liquid-crystalline matrix, nanocomposites, nanoparticles of noble metals, surface plasmon resonance. In this work, we have carried out a research which aimed to obtain complex nanoparticles of noble metals Au + Ag in the form of bimetallic alloys. Bimetallic nanoparticles were synthesized directly in a liquid-crystalline cadmium caprylate melt in an argon atmosphere in the temperature range of mesophase existence by the simultaneous chemical reduction of cations of gold (Au3+) and silver (Ag+) from their compounds, tetrachloroaurate acid (H[AuCl4]×3Н2О) and silver  nitrate AgNO3, respectively.   The effect of synthesis duration (3 and 5 hours) on the spectral behavior of binary nanoparticles have been studied. It has been shown that when the synthesis duration is 3 h, mainly homogeneous bimetallic alloys are obtained, and when it is 5 h, both homogeneous and gradient alloys can be obtained. The absorption spectra of homogeneous alloys are characterized by the presence of one surface plasmon resonance (SPR) peak, which occupies an intermediate position relative to the SPR peaks for monometallic nanoparticles, i.e. between 425 and 560 nm. When forming heterogeneous alloys, which are formed in the molar ratio range where the amount of silver ions predominates, the absorption spectra exhibit two SPR peaks which relate to nanoparticles with different metallic silver content. The formation of metallic nanoparticles containing different metals may be due both to the different mobility of noble metals ions in the liquid crystal matrix and to the different rate of rearrangement of metals in the new formed heteronanoparticle.   It has been found by electron spectroscopy and transmission electron microscopy that the nanoparticles in this matrix have mostly a spherical shape with a mean diameter of 15 nm. The possibility of the fine control of the position of SPR peak of bimetallic nanoparticles in a liquid crystal matrix over a wide optical range   of  422–580 nm is shown. In this work, we have carried out a research which aimed to obtain complex nanoparticles of noble metals Au + Ag in the form of bimetallic alloys. Bimetallic nanoparticles were synthesized directly in a liquid-crystalline cadmium caprylate melt in an argon atmosphere in the temperature range of mesophase existence by the simultaneous chemical reduction of cations of gold (Au3+) and silver (Ag+) from their compounds, tetrachloroaurate acid (H[AuCl4]×3Н2О) and silver  nitrate AgNO3, respectively.   The effect of synthesis duration (3 and 5 hours) on the spectral behavior of binary nanoparticles have been studied. It has been shown that when the synthesis duration is 3 h, mainly homogeneous bimetallic alloys are obtained, and when it is 5 h, both homogeneous and gradient alloys can be obtained. The absorption spectra of homogeneous alloys are characterized by the presence of one surface plasmon resonance (SPR) peak, which occupies an intermediate position relative to the SPR peaks for monometallic nanoparticles, i.e. between 425 and 560 nm. When forming heterogeneous alloys, which are formed in the molar ratio range where the amount of silver ions predominates, the absorption spectra exhibit two SPR peaks which relate to nanoparticles with different metallic silver content. The formation of metallic nanoparticles containing different metals may be due both to the different mobility of noble metals ions in the liquid crystal matrix and to the different rate of rearrangement of metals in the new formed heteronanoparticle.   It has been found by electron spectroscopy and transmission electron microscopy that the nanoparticles in this matrix have mostly a spherical shape with a mean diameter of 15 nm. The possibility of the fine control of the position of SPR peak of bimetallic nanoparticles in a liquid crystal matrix over a wide optical range   of  422–580 nm is shown. In this work, we have carried out a research which aimed to obtain complex nanoparticles of noble metals Au + Ag in the form of bimetallic alloys. Bimetallic nanoparticles were synthesized directly in a liquid-crystalline cadmium caprylate melt in an argon atmosphere in the temperature range of mesophase existence by the simultaneous chemical reduction of cations of gold (Au3+) and silver (Ag+) from their compounds, tetrachloroaurate acid (H[AuCl4]×3Н2О) and silver  nitrate AgNO3, respectively.   The effect of synthesis duration (3 and 5 hours) on the spectral behavior of binary nanoparticles have been studied. It has been shown that when the synthesis duration is 3 h, mainly homogeneous bimetallic alloys are obtained, and when it is 5 h, both homogeneous and gradient alloys can be obtained. The absorption spectra of homogeneous alloys are characterized by the presence of one surface plasmon resonance (SPR) peak, which occupies an intermediate position relative to the SPR peaks for monometallic nanoparticles, i.e. between 425 and 560 nm. When forming heterogeneous alloys, which are formed in the molar ratio range where the amount of silver ions predominates, the absorption spectra exhibit two SPR peaks which relate to nanoparticles with different metallic silver content. The formation of metallic nanoparticles containing different metals may be due both to the different mobility of noble metals ions in the liquid crystal matrix and to the different rate of rearrangement of metals in the new formed heteronanoparticle.   It has been found by electron spectroscopy and transmission electron microscopy that the nanoparticles in this matrix have mostly a spherical shape with a mean diameter of 15 nm. The possibility of the fine control of the position of SPR peak of bimetallic nanoparticles in a liquid crystal matrix over a wide optical range   of  422–580 nm is shown. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2019-07-31 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/55 10.33609/0041-6045.85.5.2019.54-59 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 85 No. 5 (2019): Ukrainian Chemistry Journal; 54-59 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 85 ##issue.no## 5 (2019): Украинский химический журнал; 54-59 Український хімічний журнал; Том 85 № 5 (2019): Український хімічний журнал; 54-59 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/55/32 Copyright (c) 2019 Tatiana Mirnaya, Galina Yaremchuk https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
spellingShingle Mirnaya, Tatiana
Yaremchuk, Galina
ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ
title ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ
title_alt SYNTHESIS AND OPTICAL PROPERTIES OF NANOCOMPOSITES BASED ON LIQUID CRYSTAL WITH BIMETALLIC Au + Ag NANOPARTICLES OF ALLOY TYPE.
ПОЛУЧЕНИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ СБИМЕТАЛЛИИЧЕСКИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИЦАМИ ТИПА СПЛАВА
title_full ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ
title_fullStr ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ
title_full_unstemmed ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ
title_short ОДЕРЖАННЯ І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ РІДКИХ КРИСТАЛІВ З БІМЕТАЛІЧНИМИ Au + Ag НАНОЧАСТИНКАМИ ТИПУ СПЛАВУ
title_sort одержання і оптичні властивості нанокомпозитів на основі рідких кристалів з біметалічними au + ag наночастинками типу сплаву
topic_facet liquid-crystalline matrix
nanocomposites
nanoparticles of noble metals
surface plasmon resonance.
url https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/55
work_keys_str_mv AT mirnayatatiana synthesisandopticalpropertiesofnanocompositesbasedonliquidcrystalwithbimetallicauagnanoparticlesofalloytype
AT yaremchukgalina synthesisandopticalpropertiesofnanocompositesbasedonliquidcrystalwithbimetallicauagnanoparticlesofalloytype
AT mirnayatatiana polučenieioptičeskiesvojstvananokompozitovnaosnovežidkihkristallovsbimetalliičeskimiauagnanočasticamitipasplava
AT yaremchukgalina polučenieioptičeskiesvojstvananokompozitovnaosnovežidkihkristallovsbimetalliičeskimiauagnanočasticamitipasplava
AT mirnayatatiana oderžannâíoptičnívlastivostínanokompozitívnaosnovírídkihkristalívzbímetalíčnimiauagnanočastinkamitipusplavu
AT yaremchukgalina oderžannâíoptičnívlastivostínanokompozitívnaosnovírídkihkristalívzbímetalíčnimiauagnanočastinkamitipusplavu

Схожі ресурси