莱斯大学的迈克·威廉姆斯 莱斯大学和德国杜伊斯堡-埃森大学的化学家对金银纳米粒子合金中银离子的释放进行了量化
在顶部，透射电子显微镜图像显示了银(蓝色)在几个小时内从纳米粒子中滤出，留下金原子时的颜色变化
底部的高光谱图像显示，随着银的流失，银和金的纳米粒子在四个小时内收缩了多少
学分:莱斯大学 它们里面有金或纳米粒子，过去也有很多银
但是大部分的银已经流失了，研究人员想知道是如何流失的
金银合金是有用的催化剂，可降解环境污染物，促进塑料和化学品的生产，杀灭表面细菌等
在纳米颗粒形式中，这些合金可以用作光学传感器或催化氢释放反应
但有一个问题:白银并不总是原地不动
莱斯大学和德国杜伊斯堡-埃森大学的科学家进行的一项新研究揭示了银耗散背后的两步机制，这一发现可能有助于工业微调特定用途的纳米粒子合金
由莱斯化学家克里斯蒂·兰德斯和斯蒂芬·林克以及研究生亚历山大·阿尔-祖贝迪和杜伊斯堡-埃森化学家斯蒂芬·巴尔茨科夫斯基领导的团队使用复杂的显微镜来展示金是如何保留足够的银来稳定纳米粒子的
他们的研究发表在美国化学学会杂志《纳米化学》上
研究人员使用高光谱暗场成像显微镜来研究酸性溶液中含有过量银的金银合金纳米粒子
这项技术允许它们触发等离子体激元，当被点燃时，能量的波动会流过粒子表面
这些等离子体散射随合金成分变化的光
“等离子体对合金成分的依赖性使我们能够实时记录银离子的浸出动力学，”该研究的主要作者阿尔·祖贝迪说
祖贝迪指出，金和银合金薄膜已经使用了几十年，通常是作为抗菌涂层，因为银离子对细菌有毒
“我认为银的释放机制已经从合金薄膜的研究中得到暗示，但它从未被定量地证明过，”他说
最初，银离子从纳米粒子中快速浸出，结果纳米粒子真的收缩了
随着这一过程的继续，在大多数情况下，随着时间的推移，金晶格会释放出所有的银，但大约25%的颗粒表现不同，银的浸出是不完全的
祖贝迪说，他们观察到的情况表明，可以操纵金来稳定合金纳米粒子
“在我们的条件下，通常银的浸出会持续大约两个小时，”他说
“然后在第二阶段，反应不再发生在表面
相反，随着金晶格的重新排列，银离子必须通过这个富含金的晶格扩散到表面，在那里它们可以被氧化
这大大降低了反应速度
“在某种程度上，颗粒钝化，不会再发生浸出，”祖贝迪说
“粒子变得稳定
到目前为止，我们只观察了银含量为80%-90%的颗粒，我们发现当银含量达到约50%时，许多颗粒停止浸出银
“对于催化和电催化等应用来说，这可能是一种有趣的组合物，”他说
“我们希望找到一个50%左右的最佳位置，在这个位置上，粒子是稳定的，但仍具有许多类似银的性质
" 了解这些反应可以帮助研究人员建立一个适用于各种应用的金银催化剂和电催化剂库
林克说，赖斯团队很高兴有机会与巴西科夫斯基合作，巴西科夫斯基是通过激光烧蚀合成纳米粒子领域的领导者
他说:“这使得制造具有各种成分且不含稳定配体的合金纳米粒子成为可能。”
“从我们这一端开始，我们就有了完美的技术，可以通过高光谱成像并行研究银离子从许多单合金纳米颗粒中浸出的过程，”兰德斯补充道
“只有单粒子方法能够解决粒子内和粒子间的几何问题
" 美国陆军研究办公室电化学项目经理罗伯特·曼茨说:“这项工作将为产生具有独特电化学、光学和电子特性的纳米结构催化剂和新材料提供新的途径。”
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陆军作战能力司令部的陆军研究实验室
“定制催化剂的能力对于实现减轻与储能和发电相关的士兵负重以及实现新材料合成的目标非常重要
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