《納米金表面配體的核磁共振研究》是依託南京大學，由薛奇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：納米金表面配體的核磁共振研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：薛奇
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通常用溶液NMR譜研究金納米表面配體的結構，但是只能給出與表面有一定距離的配體部分的共振譜圖，很難有效地表征與表面直接相連的那一部分的配體的結構。本課題擬用超高速魔角旋轉固體NMR方法，來收集配體質子的完整的NMR譜。並試驗用多級偶極濾波脈衝方法，定性地測量配體與金表面的結合力，從而判斷出各種配體在置換反應中的相對活性。觀察高分子配體在金表面的受限狀態，研究表面單分子膜的玻璃化轉變的變化規律。通過對金納米合成過程中分離出的中間體的結構表征，研究合成機理，並改進制備高分子/納米金的複合材料的方法。這一項目的開展，將建立有效的納米金表面的配體結構的NMR表征方法，明確溶液法合成金納米的機理，改進金納米複合材料的製備方法。為深入了解納米表界面的化學及物理本質提供研究方法及科學信息。
結題摘要
金納米顆粒(AuNPs)因其特殊的物理化學性質，在很多領域中具有廣闊的套用前景。然而，關於金納米顆粒的合成機理仍然存在一定的爭論，特別是加入還原劑之前體系生成的中間體的組成。本項目首先從金納米合成中廣泛套用的Brust-Schiffrin兩相合成法的機理入手，利用核磁、紫外、拉曼等對反應中間體的結構和性質進行了系統的表征。發現反應生成的可溶性金硫醇鹽([TOA][AuSRX] 和[TOA][Au(SR)2])含量與組成與溶劑的極性、溶液濃度和硫醇加入的次序密切相關。當溶液中間體系中存在大量可溶性硫醇鹽時,合成的Au NPs會部分團聚而導致粒徑不均一。 其次，利用固體核磁共振偶極濾波法和表面増強拉曼光譜探測了不同配體吸附在Au NPs表面分子運動性的強弱和配體交換反應的活性。總的來說，Au NPs表面配體交換反應活性和配體的分子運動性變化趨勢一致。受限較強的配體，在納米表面更為穩定，不易被受限比它弱的配體所取代。Au NPs表面配體的受限態存在一定的尺寸效應，顆粒的粒徑越大，其受限越強。此外，我們套用固體核磁方法還實現了二氧化鈦納米顆粒表面吸附水的檢測及其動力學分布的表征，根據運動性的差異可將其表面的吸附水劃分成為內中外三層。 最後，結合固體核磁偶極濾波法和差式量熱掃瞄器，我們系統研究了化學接枝在金納米顆粒表面巰基聚苯乙烯鏈（PS-S-）的運動性及玻璃化轉變溫度Tg的尺寸效應。根據其分子量的依賴性提出了高分子在納米顆粒表面受限的核-殼雙層模型：內層殼區域內的分子鏈受限較強，位於外層殼內的分子鏈受限較弱。另外，我們還發現金納米合成過程中殘餘的表面活性劑會對Au NPs表面PS-S-的玻璃化轉變等受限態行為產生較大的影響。 本項目研究從金納米合成機理入手，探索了一系列控制金納米顆粒形貌、表面吸附配體組成及最終產物性質的方法，對理解納米表面受限效應和調控納米複合材料的性質均具有重要的指導意義。
