Aufgabe und Ziel ist die Synthese stabiler Kern-Schale Goldnanopartikel, gemäß der oben dargestellten Methoden. Der Kern besteht hierbei aus Gold und die Hülle aus Silicat. Es werden verschiedene Synthesevorschriften getestet, die sich in diversen Punkten voneinander unterscheiden. Ziel ist die Synthese von Partikeln, die auch über Tage dispergiert vorliegen und nicht sedimentieren oder aggregieren. Es
sollen zwei verschiedene Morphologien, Kugeln und Stäbchen, synthetisiert werden. Dazu werden während der Synthese verschiedene Stabilisatoren verwendet.
Die so hergestellten Partikel sollen später für mikrorheologische Untersuchungen verwendet werden. Als Voruntersuchung werden zwei Messreihen aufgenommen,
um einerseits die Stabilität der Partikel in Salzlösung zu überprüfen, und anderer seits die Stärke des Stabilisators als Fremdionenkonzentration. Diese sollen zeigen, welche Partikel sich für weitere Untersuchungen eignen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Aufgabenstellung
3 Auswertung und Diskussion
3.1 Synthesen
3.1.1 Synthese von Kugeln
3.1.2 Synthese von Stäbchen
3.1.3 Voruntersuchungen
4 Zusammenfassung und Ausblick
5 Experimenteller Teil
5.1 Allgemeine Angaben
5.1.1 Arbeitsmaterialien
5.1.2 Analysemethoden
5.2 Synthesen
5.2.1 Au@SiO2 Kugeln
5.2.2 Au@SiO2 Stäbchen
5.3 Voruntersuchungen
5.3.1 Partikel in Salzlösung
5.3.2 Leitfähigkeitsmessung
5.4 Analyseübersicht
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die erfolgreiche Synthese stabiler Kern-Schale-Goldnanopartikel (mit Goldkern und Silicahülle) unter Anwendung verschiedener bekannter Verfahren, um diese für zukünftige mikrorheologische Untersuchungen nutzbar zu machen.
- Synthese von Goldnanopartikeln in Kugel- und Stäbchenmorphologie
- Optimierung der Silicabeschichtung (Coating) der Nanopartikel
- Untersuchung der kinetischen Stabilität in Natriumchloridlösungen
- Vergleich verschiedener Stabilisatoren und Syntheseparameter
- Analyse der Partikeleigenschaften mittels UV-Vis-Spektroskopie und TEM
Auszug aus dem Buch
3.1.2 Synthese von Stäbchen
Neben den Nanokugeln wurde versucht, eine weitere Morphologie, Stäbchen, zu erzeugen. Diese wurden nach den Methoden von Wu et al.[13] und Ye et al.[23] synthetisiert. Im folgenden sollen auch diese Ergebnisse dargestellt und kurz diskutiert werden.
Bei der Synthese der Stäbchen Au_CTAB_rods_6_SiO2 handelte es sich um eine dreistufige Synthese nach Wu et al.[13], bei der CTAB als Oberflächenstabilisator, sowie für die Formgebung eingesetzt wurde. Ascorbinsäure diente als Reduktionsmittel. Die Synthese der ungecoateten Partikel lieferte eine blaue Dispersion. Die UV-Vis Messung, Abbildung 8 links, zeigte eine kleine, transversale Bande bei 519 nm und eine größere, longitudinale bei 624 nm. Dies ist charaktristisch für anisotrope Stäbchen. Die mittlere Länge der Stäbchen betrug 57 nm und die mittlere Breite 27 nm, d.h. sie besitzen ein Aspektverhältnis von 2.1.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Chemie der Nanopartikelsynthese ein, erläutert die Bedeutung von Oberflächenstabilisatoren für die Morphologie und stellt die Motivation für das Silica-Coating dar.
2 Aufgabenstellung: Hier wird das Ziel definiert, stabile Kern-Schale-Nanopartikel zu synthetisieren, die über längere Zeit in Dispersion bleiben, um sie als Tracer für die Mikrorheologie einzusetzen.
3 Auswertung und Diskussion: Dieses Kapitel analysiert die Ergebnisse der verschiedenen Syntheseversuche für Kugel- und Stäbchenstrukturen sowie die durchgeführten Stabilitäts- und Leitfähigkeitstests.
4 Zusammenfassung und Ausblick: Das Fazit fasst die Schwierigkeiten bei der Erzeugung stabiler Kern-Schale-Strukturen zusammen und gibt Empfehlungen zur Optimierung der Prozesse.
5 Experimenteller Teil: Dieser Abschnitt beschreibt detailliert die verwendeten Chemikalien, die eingesetzten Geräte, die spezifischen Synthesevorschriften sowie die Analysemethoden.
Schlüsselwörter
Goldnanopartikel, Silica-Coating, Kern-Schale-Struktur, CTAB, Nanostäbchen, Nanokugeln, UV-Vis-Spektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie, Mikrorheologie, kinetische Stabilität, Syntheseoptimierung, Oberflächenstabilisatoren, Dispersion, Partikelmorphologie, Aspektverhältnis.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der vorliegenden Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von stabilen Gold-Silica-Kern-Schale-Nanopartikeln für potenzielle mikrorheologische Anwendungen.
Welche morphologischen Varianten wurden untersucht?
Der Fokus lag auf der Synthese von kugelförmigen Nanopartikeln sowie anisotropen Stäbchen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel war die Synthese von Partikeln, die über mehrere Tage in Dispersion stabil bleiben, ohne zu aggregieren oder zu sedimentieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Synthese angewandt?
Es werden hauptsächlich literaturbekannte Verfahren wie das Keimwachstumsverfahren (Seed-Mediated Growth) angewandt und variiert.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit der Auswertung der UV-Vis-Spektren und TEM-Aufnahmen der verschiedenen Syntheseansätze sowie der Untersuchung ihrer Stabilität in NaCl-Lösungen.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Zu den zentralen Begriffen gehören Goldnanopartikel, Silica-Coating, Kern-Schale-Struktur, Mikrorheologie und kinetische Stabilität.
Warum gestaltete sich die Silicabeschichtung als schwierig?
Es zeigte sich, dass eine vollständige Hüllenbildung oft ausblieb oder es während des Beschichtungsprozesses zur unerwünschten Aggregation der Partikel kam.
Welche Rolle spielt die Leitfähigkeitsmessung?
Die Leitfähigkeitsmessung wurde durchgeführt, um die minimale Natriumchloridkonzentration zu bestimmen, bei der die Ionenstärke der Partikeldispersion vernachlässigbar gegenüber der Elektrolytlösung ist.
Eignen sich alle synthetisierten Partikel für die Mikrorheologie?
Nein, laut dem Fazit des Autors eignen sich für weitere Untersuchungen lediglich die Produkte Au_CTAB_rods_6 und Au_cit_spheres_7, wobei auch diese nicht vollständig das Ziel stabiler Kern-Schale-Strukturen erfüllten.
- Citation du texte
- B. Sc. Manuel Langer (Auteur), 2015, Stabilisierung von Goldnanopartikeln durch Silica Coating, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/335478
