《炬丰科技-半导体工艺》 针对纳米颗粒的多种清洗工艺

该研究对比了离心和透析两种清洗方法对15纳米金纳米颗粒(AuNPs)表面化学和稳定性的效果。离心可在两次循环后有效去除大部分柠檬酸,而透析需要更多周期。透析可能导致溶液不稳定性,离心则影响纳米颗粒浓度。此外,研究还探讨了清洗过程对AuNPs功能化的影响,发现离心后能得到更好的单层覆盖。

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书籍:《炬丰科技-半导体工艺》
文章:针对纳米颗粒的多种清洗工艺
编号:JFKJ-22-1719
作者:华林科纳

本文研究了不同清洗方法(离心和透析)对15纳米柠檬酸钠稳定纳米颗粒表面化学和组成的影响,关于透析过程,核磁共振分析表明,经过9个清洗周期后,柠檬酸浓度与第一次离心后测量的浓度相当(约6 104M)相当,但通过动态光散射测定的色散多分散指数增加,x射线光电子能谱结果支持核磁共振的结果,并揭示了纳米颗粒清洗过程后的主要碳氢化合物污染。
在这项工作中,使用XPS和其他表征技术,即核磁共振(NMR)、扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)、离心液体沉降(CLS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)来研究两种清洗过程(即离心和透析)对纳米金颗粒(直径15纳米)的物理化学性质和疏水分子功能化程度的影响。

纳米颗粒表征
离心液体沉降对原始AuNP溶液进行了测量,以确定其尺寸分布。XPS研究了AuNP溶液的表面组成,为此通过磁控溅射在硅(100)切割硅片上沉积的清洁钛薄膜(标称厚度为150nm)上发现了纳米颗粒溶液,此外在一些实验中还使用了商用的聚四氟乙烯胶带,对于每个样品,都记录了测量光谱(0-1150eV,通过能量160eV)和高分辨率光谱(20eV的通过能量)。
AuNPs通常稳定通过在合成过程中过量添加柠檬酸钠,这扮演多角色(1)还原剂(2)静电稳定剂(3)pH介质通过修改物种参与反应的反应性,虽然这种过量的柠檬酸盐具有最小化颗粒聚集的积极作用,但它也部分地阻碍了AuNPs的表面功能化。为了克服这种次要效应,通常需要尝试在特定功能化之前或之后通过缓冲液/水透析或离心去除柠檬酸盐。52在不同的纯化方法中,离心和透析是最受欢迎的,可能是由于它们的实现相对简单和低价格的仪器。53在这项工作中,比较了透析和离心步骤来去除胶体AuNPs中多余的柠檬酸,残留柠檬酸的量与金纳米颗粒在溶液中的稳定性相关。
通过超纯水离心和超纯水再分散循环,从AuNPs样品中去除多余的未结合柠檬酸,在每个离心循环后,对纳米颗粒进行表征,以研究离心过程的影响,并将柠檬酸分子的减少与AuNP溶液的稳定性联系起来,采用四甲基硅烷(TMS)为离心工艺不同阶段柠檬酸盐定量的内标,进行了HNMR实验,

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