Síntese de CDs Nanopartículas sem ligando dentro de uma matriz de copolímero de Enxofre

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

doi:10.3791/54047

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Artigo de método

Síntese de CDs Nanopartículas sem ligando dentro de uma matriz de copolímero de Enxofre

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DOI:

10.3791/54047

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1 de maio de 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

Neste artigo

Resumo

Aqui apresentamos um método para sintetizar nanopartículas de sulfeto de cádmio (CdS) livres de ligantes com base em um copolímero de enxofre único. O copolímero de enxofre opera como um solvente de alta temperatura e uma fonte de enxofre durante a síntese de nanopartículas e estabiliza as nanopartículas após a reação.

Resumo

Os ligantes alifáticos são normalmente usados durante a síntese de nanopartículas para ajudar a mediar seu crescimento, além de operar como solventes de alta temperatura. Esses ligantes coordenadores ajudam a solubilizar e estabilizar as nanopartículas enquanto em solução e podem influenciar o tamanho e a reatividade resultantes das nanopartículas durante sua formação. Apesar da onipresença do uso de ligantes durante a síntese, a presença de ligantes alifáticos na superfície da nanopartícula pode resultar em uma série de problemas durante o uso final das nanopartículas, necessitando de procedimentos adicionais de remoção ou troca de ligantes. Desenvolvemos uma maneira de sintetizar nanopartículas de sulfeto de cádmio (CdS) usando um copolímero de enxofre exclusivo. Este copolímero de enxofre é composto principalmente de enxofre elementar, que é um material barato e abundante. O copolímero de enxofre tem as vantagens de operar tanto como solvente de alta temperatura quanto como fonte de enxofre, que pode reagir com um precursor de cádmio durante a síntese de nanopartículas, resultando na geração de CdS livre de ligantes. Durante a reação, apenas parte do copolímero é consumida para produzir CdS, enquanto o restante permanece no estado polimérico, produzindo assim um material nanocompósito. Uma vez terminada a reação, o copolímero estabiliza as nanopartículas dentro de uma matriz polimérica sólida. O copolímero pode então ser removido antes que as nanopartículas sejam usadas, o que produz nanopartículas que não possuem ligantes orgânicos de coordenação. Esta técnica de síntese nascente apresenta um método para produzir nanopartículas de sulfeto metálico para uma ampla variedade de aplicações onde a presença de ligantes orgânicos não é desejada.

Introdução

Embora se mostrado útil para a síntese, ligantes alifáticos convencionais apresentam uma série de desafios para a implementação de nanopartículas em dispositivos fotônicos e eletroquímicas. Ligantes alifáticos são altamente isolante, hidrofóbico, e constituem uma barreira significativa para reações de superfície eletroquímicos. ¹ troca de ligantes Assim, vários estudos têm desenvolvido e ligando descascar protocolos que substituem estes ligantes alifáticos com unidades funcionais ou que eliminam os ligantes para revelar uma nanopartícula nua superfície ¹ ^-. ³ Estas reacções, no entanto, apresentam vários problemas intrínsec....