Как получить коллоидное золото 40 нм?

[Galina]

Прошу знатоков подсказать.
Была проведена реакция 0.01% золотохлористоводородной кислоты с 1% раствором цитрата натрия при кипячении в течение 7 мин.
Получили коллоидный раствор с размером частиц 10-15 нм.
Мне нужны частицы размером 40 нм.
Может быть надо изменить условия реакции или восстановитель?
Galina

[Nord]

Думаю, нужно увеличить концентрацию раствора соли золота.

[ИСН]

Или уменьшить Какая разница. Дурное дело нехитрое.
Вот если бы нужно было, наоборот, получить более мелкий коллоид, чем есть - то была бы задача трудная; возможно, нерешаемая.

[amik]

Galina, Ваш вопрос вызывает десяток встречных
1. Из каких соображений используется приведенная методика. Воспроизводится чья-то статья?
2. Как я понимаю, восстановителем в процессе является сам цитрат?
3. На размер получаемых частиц может существенно повлиять любой фактор, pH раствора цитрата, температура, про концентрацию золота уже упомянул коллега Nord
4. В качестве восстановителя в цитратном буфере часто пользуют глюкозу, аскорбиновую кислоту, формалин, из неорганики - гидроксиламин и гидразин. Но это уже радикальная смена методики и условий эксперимента.

Попробуйте рассеять наши сомнения

[AndreyS]

Или уменьшить Какая разница. Дурное дело нехитрое.
Вот если бы нужно было, наоборот, получить более мелкий коллоид, чем есть - то была бы задача трудная; возможно, нерешаемая.

Для золота как раз наоборот - намного сложнее получить более крупные частицы, а с мелкими обычно нет проблем.
Кстати, похожая ситуация не только с золотом.

[duke2003]

Как сделать конкретно 40 nm не нашел. Есть 20 nm, 10 nm. Может на основе тех методов сможете сами сделать 40 nm.

Ссылка на статьи http://rapidshare.com/files/96924603/2.rar.html

Гляньте еще тут
Chemistry - A European Journal, Volume 14 Issue 5, 1584-1591

P.S. Согласен, наночастицы 2-3 nm сделать, как правило, легче чем 40 или 50 nm.

[dan14444]

Мне нужны частицы размером 40 нм.

1. уменьшить концентрацию (но разброс по размерам увеличится)
2. восстанавливать водородом при 10 атм. и 100С

Вот если бы нужно было, наоборот, получить более мелкий коллоид, чем есть - то была бы задача трудная; возможно, нерешаемая.

получить мелкий коллоид несравнимо легче чем крупный

[AndreyS]

Есть два варианта получения более-менее крупных частиц золота (>30 нм).
Одностадийный синтез, когда нужно просто подбирать условия. Есть много статей на эту тему. Основная трудность - обычно довольно высокая полидисперсность и невысокая устойчивость (цитрат недостаточно эффективный стабилизатор для больших частиц и обычно его замещают).
Двухстадийный синтез - наращивание золота на предварительно синтезированных мелких частицах. Обычно таким образом синтезируют несферические частицы, но есть работы и по сферам.

[dan14444]

Двухстадийный синтез

Серебро так варят. Но золото? На чём? Кластеры вводить ядрами?

Как вариант - можно покрыть 40нм полистирол плотной шубой мелкого золота, но свойства будут совсем иными (коллективный плазмон и т.п.).

невысокая устойчивость (цитрат недостаточно эффективный стабилизатор для больших частиц

По моему опыту это не так. Устойчивость - не проблема, если грязи нет.

[AndreyS]

Серебро так варят. Но золото? На чём? Кластеры вводить ядрами?

Золото тоже. В основном ассиметричное, конечно, но можно и сферы (точнее сфероподобные). Про кластеры и ядра не понял. Обычный seeding growth синтез.

Как вариант - можно покрыть 40нм полистирол плотной шубой мелкого золота, но свойства будут совсем иными (коллективный плазмон и т.п.).

Очень специфический вариант.

По моему опыту это не так. Устойчивость - не проблема, если грязи нет.

Значит у нас разный опыт. Более-менее концентрированный коллоид начинает оседать уже через неделю, если не раньше.
Если очень хорошо почистить, то ситуация улучшится, но все равно, с коллоидом, где цитрат замещен на тиолы, стабильность не сравнится.

[dan14444]

Про кластеры и ядра не понял. Обычный seeding growth синтез.

Вот кластеры и пользуют как ядра кристаллизации. Типа, 100% гомогенность.
А вот как сделать эти ядра и большими и гомогенными - вопрос открытый.

Более-менее концентрированный коллоид начинает оседать уже через неделю, если не раньше.

Оседает он в любом случае. Как осядет так и поднимется.
Проблема бывает с агрегацией - что совсем другая история.

Если очень хорошо почистить, то ситуация улучшится, но все равно, с коллоидом, где цитрат замещен на тиолы, стабильность не сравнится.

Покрытый алкилтиолами коллоид в воде агрегирует мгновенно! А если имелись ввиду какие-то хитрые тиолы - уточните!

[AndreyS]

Вот кластеры и пользуют как ядра кристаллизации. Типа, 100% гомогенность.
А вот как сделать эти ядра и большими и гомогенными - вопрос открытый.

А зачем именно кластеры, чем индивидуальные частицы не нравятся?

Оседает он в любом случае. Как осядет так и поднимется.
Проблема бывает с агрегацией - что совсем другая история.

Именно эту историю я и имел в виду. Но это специфическая проблема - у нас работают с концентрированными (относительно) коллоидами золота. У разбавленных золей это не такая актуальная проблема.

Покрытый алкилтиолами коллоид в воде агрегирует мгновенно! А если имелись ввиду какие-то хитрые тиолы - уточните!

Как можно было предположить такое - алкилтиолы в водной фазе.
Есть море других, водорастворимых сурфактантов с тиольными группами.

[dan14444]

А зачем именно кластеры, чем индивидуальные частицы не нравятся?

Кластеры и есть индивидуальные частицы. Кластеры атомов - группа веществ такая .

Но это специфическая проблема - у нас работают с концентрированными (относительно) коллоидами золота.

Насколько? В частицах али оптической плотности?

Есть море других, водорастворимых сурфактантов с тиольными группами.

Сурфактанты (какие именно?) с тиольным хвостом и просто "тиолы" - это всё ж разное.
Я вообще в золото в стекло упаковываю - не агрегирует никогда! Можно высушить и опять в воде развести .

[Galina]

Прошу подсказать, как пользоваться форумом. Это мой первый опыт общения.

Цитата:
Думаю, нужно увеличить концентрацию раствора соли золота. Nord.

Вы имеете ввиду концентрацию золотохлористоводородной кислоты?

Ответ Amik-у:
Производители коллоидного золота (размер частиц от 5 до 40 нм) ссылаются на статьи Slot J.W. и Geuse H.J. Я нашла статью Slot J.W. and Geuse H.J. J. Cell. Biol. V.90. P.533 (1981) и взяла методику (цитратный метод) оттуда. Однако авторы этой статьи получали золото размером до 15 нм. Они же приводят ссылку на статью Frens G. "Preparation of gold dispertions of varying particle size: Controlled nucleation for the regulation of the particle size..." in Nature: Phys.Sci. 241 (1973).P.20-22, которую найти невозможно. Поэтому я решила попробовать сама, но с вашей помощью.
В моем эксперименте рН раствора цитрата был 8.4, в конце реакции рН полученного раствора 6.4

[Galina]

По поводу цвета полученных растворов. После 7 минут кипячения цвет раствора стал сине-фиолетофый, что больше похоже на коллоид 40 нм. Однако атомно-силовая микроскопия (АСМ) частиц показала размер до 10 нм. В течение 10 -60 минут кипячения цвет раствора постепенно розовел и и через 1 час стал красным, что соответствует мелкодисперсному коллоиду. По данным АСМ размер частиц тот же.
Я изменила температуру реакции. Провела ее при 60С. Аликвоты отбирала каждые 5 минут. Цвет раствора первые 20 мин был синеватым, затем стал розоветь. Через 3 дня хранения в холодильнике все аликвоты стали розовыми.

[dan14444]

По данным АСМ размер частиц тот же.

Пользуйтесь нормальным TEM/SEM. AFM вы, по факту, используете неправильно, да он и не для того.

[AndreyS]

Кластеры и есть индивидуальные частицы. Кластеры атомов - группа веществ такая .

В коллоидах под кластерами обычно подразумевают немного другое.
"Золотовары" кластерами и частицы называют, но только сверхмелкие, что в обсуждаемом случае не обязательно.

Насколько? В частицах али оптической плотности?

От 0,1 vol % и выше.

Сурфактанты (какие именно?) с тиольным хвостом и просто "тиолы" - это всё ж разное.

Имя им - легион.
Хотя, сурфактантами их может и не совсем корректно называть. У нас используют разные тиоспирты, S-PEO и S-PEG и всякую экзотику, типа дендримеров и олигонуклеотидов.

Я вообще в золото в стекло упаковываю - не агрегирует никогда! Можно высушить и опять в воде развести .

Если только из любви к искуству, то конечно. Но часто коллоид надо использовать, да еще и не совсем в комнатных условиях.

[AndreyS]

По данным АСМ размер частиц тот же.

Пользуйтесь нормальным TEM/SEM. AFM вы, по факту, используете неправильно, да он и не для того.

В изучении обсуждаемых трансформаций цвета и TEM/SEM не сильно поможет. Только DLS или на худой конец UV (в связке с TEM).

[AndreyS]

Производители коллоидного золота (размер частиц от 5 до 40 нм) ссылаются на статьи Slot J.W. и Geuse H.J. Я нашла статью Slot J.W. and Geuse H.J. J. Cell. Biol. V.90. P.533 (1981) и взяла методику (цитратный метод) оттуда. Однако авторы этой статьи получали золото размером до 15 нм. Они же приводят ссылку на статью Frens G. "Preparation of gold dispertions of varying particle size: Controlled nucleation for the regulation of the particle size..." in Nature: Phys.Sci. 241 (1973).P.20-22,

Классическая работа по цитратному методу:
Title: A STUDY OF THE NUCLEATION AND GROWTH PROCESSES IN THE SYNTHESIS OF COLLOIDAL GOLD
Author(s): TURKEVICH J, STEVENSON PC, HILLIER J
Source: DISCUSSIONS OF THE FARADAY SOCIETY Issue: 11 Pages: 55-& Published: 1951
Да и синтез часто называют методом Туркевича.
Свежих статей на эту тему сотни. Вот например:
Turkevich Method for Gold Nanoparticle Synthesis Revisited
J. Phys. Chem. B, 110 (32), 15700 -15707, 2006

[dan14444]

Если только из любви к искуству, то конечно. Но часто коллоид надо использовать, да еще и не совсем в комнатных условиях.

как раз упакованный в стекло коллоид и нужно использовать в "некомнатных условиях"

В изучении обсуждаемых трансформаций цвета и TEM/SEM не сильно поможет.

Обсуждался анализ размера частиц. TEM/SEM для этого лучший метод. AFM - хуже.