物理性方法制备金纳米粒子 与化学方法的晶种法[15]和还原法[16]存在差异的是,物理方式可以进一步全面的剖析金纳米粒子的构造和性能。热分解、熟化等
物理性方法制备金纳米粒子
与化学方法的晶种法[15]和还原法[16]存在差异的是,物理方式可以进一步全面的剖析金纳米粒子的构造和性能。热分解、熟化等途径可以显著地降低粒子尺寸并获得多分散性,从而实现二维或三维等超晶格的形成。而粒子组成的其他参数也会受紫外辐射和激光光照的影响。超声波场提供了控制金盐在水溶液中还原速率的方法,并因此影响核心尺寸。尺寸排阻色谱可以通过形状和大小分离悬浮的金纳米粒子[17]。
聚合物用于获得稳定的金纳米粒子
通过聚合物实现金纳米粒子体系稳定的方法于1718年 Helcher[18]等人首先提出。通常用于稳定化的聚合物包括聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PVP),聚(乙二醇)(PEG),聚(聚乙烯醇)(PVA),聚(乙烯基甲基醚)(PVME),壳聚糖,聚乙烯亚胺(PEI),聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDDA),聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA),聚苯乙烯嵌段聚合物,和聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNI-Pam)等等[19]。
利用聚合物实现粒子稳定化的具体途径包括:(1)通过小引发剂“嫁接”到金纳米粒子表面从而实现聚合物链的生长,如常见的活性自由基聚合(LRP)或原子转移自由基聚合(SI-ATRP)。(2)由含硫聚合物“接枝到”金纳米粒子表面的一锅法合成。(3)借助嵌段共聚物胶束(纳米反应器),水溶性聚合物或星形嵌段共聚物的物理型吸附。(4)Brust-Schiffrin等方法合成的金纳米粒子与聚合物进行交换或修饰“粒子的再改造”[20]。
其他封端配体
尽管大多数金纳米粒子官能化涉及巯基/硫醇化等配体组装,但是多种其他配体也被用于钝化和功能化金纳米粒子,如使用伯胺封端的金纳米粒子,包含[AuCl(NH2R)](R=C8H17,C12H25和C16H33)的自组装金(I)胺前体,在通过暴露于空气或四氢呋喃(THF)中分解时产生金纳米粒子[21]。最近开发了简单加热控制合成季铵离子液体中的金纳米粒子,并将哌嗪衍生物用作还原/封端剂。使用膦,羧酸盐配体,乳酸和氢醌作为稳定配体的研究也已有文献报道。
溶剂萃取
溶剂萃取是一种容易实现,实践时间短,所消费的价格也很低廉且能广泛适用的分离技术,此处以液体和液体之间的萃取为例进行介绍[22]。
分配系数
溶质P在两相之间,会存在如下的交换分配平衡:
P_水⇌P_有
在运用能斯特分配的知识下:除了操纵温度和压力的条件外,溶质P在水相和有机相分布的数量比为一个定值。
K_D=100%×〖【P】〗_有/〖【P】〗_水
在上面的式子中,我们把K_D称为分配系数。
分配比
在实验室下的实际萃取过程中,发生频率比较高的是溶质在水相或者有机相中出现与之前不一样的形态的情况。考虑到上面复杂的情形,我们来介绍D分配比,D指主要溶解的物质在有机相中不一样的形态的总浓度C_有与在水相中不一样的形态总浓度C_水之比。
D=C_有/C_水
如果不产生其他样子的或形式的物质,就是成分都很明白的结构中,即主要溶解的物质在两相中的存在形式一模一样的时候,K_D=D;在大概率的情势下,K_D≠D。在现实生活中和实验计算里面D是容易测得,同时较K_D更是实用。
萃取效率
种类不一的溶剂对溶质的容纳能力不一样,可以接受的程度也是有大有小。这种差异可以用萃取效率E来表示,大致理解方式如下:
溶质P在两相之中的量存在着差异,从而可以通过数理计算来得出E:
E=100%×p_有机相中的总有/P_在两相中的总量 =(c_有 V_有)/(c_有 V_有+c_水 V_水 )×100%
E与D的关系为:
E=D/(D+V_水/V_有 )×100%