Guldkluster
Guldkluster i klusterkemi är guldhärledda material som antingen kan vara diskreta molekyler eller större kolloidala partiklar. Båda typerna beskrivs som nanopartiklar , med diametrar på mindre än en mikrometer. Ett nanokluster är en kollektiv grupp som består av ett specifikt antal atomer eller molekyler som hålls samman av någon interaktionsmekanism. Guld nanokluster har potentiella tillämpningar inom optoelektronik och katalys.
Strukturera
Bulk guld uppvisar en ansiktscentrerad kubisk (fcc) struktur. När guldpartikelstorleken minskar förvandlas guldets fcc-struktur till en centrerad ikosaedrisk struktur illustrerad av Au 13 . Det kan visas att fcc-strukturen kan förlängas med en halv enhetscell för att få den att se ut som en cuboctaedrisk struktur. Den cuboctaedriska strukturen upprätthåller den kubiskt slutna förpackningen och symmetrin hos fcc. Detta kan ses som att omdefiniera enhetscellen till en mer komplicerad cell. Varje kant av kuboktaedern representerar en perifer Au–Au-bindning. Kuboktaedern har 24 kanter medan icosahedronen har 30 kanter; övergången från cuboctahedron till icosahedron gynnas eftersom ökningen av bindningar bidrar till den övergripande stabiliteten av icosahedronstrukturen.
Det centrerade ikosaedriska klustret Au 13 är grunden för att konstruera stora guld nanokluster. Au 13 är ändpunkten för atom-för-atom-tillväxt. Med andra ord, från en guldatom upp till Au 12 skapas varje framgångsrikt kluster genom att lägga till ytterligare en atom. Det icosaedriska motivet finns i många guldkluster genom vertexdelning ( Au 25 och Au 36 ), ansiktsfusion ( Au 23 och Au 29 ) och interpenetrerande biikosaeder ( Au 19 , Au 23 , Au 26 och Au 29 ). Stora guldnanokluster kan i huvudsak reduceras till en serie ikosaeder som förbinder, överlappar och/eller omger varandra. Kristalliseringsprocessen av guld nanokluster involverar bildandet av ytsegment som växer mot mitten av klustret. Klustret antar en ikosaedrisk struktur på grund av den associerade ytenergireduktionen.
Diskreta guldkluster
Väldefinierade, molekylära kluster är kända, som alltid innehåller organiska ligander på deras yttre. Två exempel är [ Au6C P C6H5 ) 3 ) 6 ] 2+ 8 . [ Au9 ( ( P ( C6H5 ) 3 ) ] 3+ och ( För att generera nakna guldkluster för katalytiska tillämpningar måste liganderna avlägsnas, vilket vanligtvis görs via en kalcineringsprocess vid hög temperatur (200 °C/392 °F eller högre), men kan också uppnås kemiskt vid låga temperaturer ( under 100 °C/212 °F), t.ex. med hjälp av en peroxidassisterad väg.
Kolloidala kluster
Guldkluster kan erhållas i kolloidform . Sådana kolloider förekommer ofta med en ytbeläggning av alkantioler eller proteiner . Sådana kluster kan användas vid immunhistokemisk färgning . Guldmetallnanopartiklar (NP) kännetecknas av en intensiv absorption i det synliga området, vilket förbättrar användbarheten av dessa arter för utveckling av helt optiska enheter. Våglängden för detta ytplasmonresonansband (SPR) beror på storleken och formen på nanopartiklarna samt deras interaktioner med det omgivande mediet. Närvaron av detta band förbättrar användbarheten av guldnanopartiklar som byggstenar för enheter för datalagring, ultrasnabb omkoppling och gassensorer. Medan plasmoniska guldnanopartiklar endast uppvisar elektriska moment, kan kluster av sådana partiklar uppvisa magnetiska moment vilket gör dem av stort intresse för användning i optiska metamaterial
Gasfaskluster
Bevis har presenterats för förekomsten av ihåliga gyllene burar med delformeln Au n - med n = 16 till 18. Dessa kluster, med en diameter på 550 picometres , genereras genom laserförångning och karakteriseras av fotoelektronspektroskopi . Med hjälp av masspektrometri har den unika tetraedriska strukturen hos Au 20 bekräftats.
Katalys
När de implanteras på en FeOOH -yta katalyserar guldkluster oxidation av CO vid omgivningstemperaturer. På liknande sätt kan guldkluster implanterade på TiO 2 oxidera CO vid temperaturer så låga som 40K. Katalytisk aktivitet korrelerade med strukturen hos guldnanokluster. Ett starkt samband mellan energiska och elektroniska egenskaper med storlek och struktur hos guld nanokluster.
Se även
Vidare läsning
externa länkar
-
Media relaterade till guldkluster på Wikimedia Commons
