Synthèse du ligand libre-CdS Nanoparticules dans une matrice de soufre Copolymer

Trevor R. Martin; Katherine A. Mazzio; Hugh W. Hillhouse; Christine K. Luscombe

doi:10.3791/54047

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Article de méthode

Synthèse du ligand libre-CdS Nanoparticules dans une matrice de soufre Copolymer

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DOI :

10.3791/54047

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1 mai 2016

Trevor R. Martin¹^,²^,³ , Katherine A. Mazzio⁴ , Hugh W. Hillhouse²^,³^,⁵ , Christine K. Luscombe¹^,²^,³^,⁶

¹Department of Materials Science and Engineering, University of Washington, ²Molecular Engineering and Sciences Institute, University of Washington, ³Clean Energy Institute, University of Washington, ⁴Institut für Nanospektroskopie, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, ⁵Department of Chemical Engineering, University of Washington, ⁶Department of Chemistry, University of Washington

Dans cet article

Résumé

Nous présentons ici une méthode de synthèse de nanoparticules de sulfure de cadmium (CdS) sans ligand à base d’un copolymère de soufre unique. Le copolymère de soufre fonctionne comme un solvant à haute température et une source de soufre pendant la synthèse des nanoparticules et stabilise les nanoparticules après la réaction.

Résumé

Les ligands aliphatiques sont généralement utilisés lors de la synthèse des nanoparticules pour aider à médier leur croissance en plus de fonctionner comme des solvants à haute température. Ces ligands de coordination aident à solubiliser et à stabiliser les nanoparticules en solution, et peuvent influencer la taille et la réactivité résultantes des nanoparticules lors de leur formation. Malgré l’omniprésence de l’utilisation de ligands pendant la synthèse, la présence de ligands aliphatiques à la surface des nanoparticules peut entraîner un certain nombre de problèmes lors de l’utilisation finale des nanoparticules, nécessitant d’autres procédures de décapage ou d’échange de ligands. Nous avons mis au point un moyen de synthétiser des nanoparticules de sulfure de cadmium (CdS) à l’aide d’un copolymère de soufre unique. Ce copolymère de soufre est principalement composé de soufre élémentaire, qui est un matériau bon marché et abondant. Le copolymère de soufre présente l’avantage de fonctionner à la fois comme un solvant à haute température et comme une source de soufre, qui peut réagir avec un précurseur du cadmium lors de la synthèse de nanoparticules, ce qui entraîne la génération de CdS sans ligand. Au cours de la réaction, seule une partie du copolymère est consommée pour produire du CdS, tandis que le reste reste à l’état polymère, produisant ainsi un matériau nanocomposite. Une fois la réaction terminée, le copolymère stabilise les nanoparticules au sein d’une matrice polymère solide. Le copolymère peut ensuite être retiré avant que les nanoparticules ne soient utilisées, ce qui produit des nanoparticules qui n’ont pas de ligands organiques de coordination. Cette technique de synthèse naissante présente une méthode pour produire des nanoparticules de sulfure métallique pour une grande variété d’applications où la présence de ligands organiques n’est pas souhaitée.

Introduction

Bien avéré utile pour la synthèse, des ligands aliphatiques classiques présentent un certain nombre de défis pour la mise en œuvre de nanoparticules dans les dispositifs photoniques et électrochimiques. Ligands aliphatiques sont très isolants, hydrophobe, et constituent un obstacle important à des réactions de surface électrochimiques. ¹ échange de ligand En conséquence, plusieurs études ont mis au point et le ligand de décapage des protocoles qui remplacent ces ligands aliphatiques avec des groupements fonctionnels ou que dépouiller les ligands pour révéler une nanoparticule nue . surface : ¹ ^- ³ Ces réactions, cependant, ....