Способ получения наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой

Авторы патента:

B82B3 - Изготовление или обработка наноструктур

B01J13 - Коллоидная химия, например способы получения коллоидов или их растворов, не отнесенные к другим классам, изготовление полых пластмассовых шариков или микрокапсул (использование веществ в качестве эмульгирующих, смачивающих, диспергирующих или пенообразующих агентов B01F 17/00)

Владельцы патента RU 2367512:

Открытое Акционерное Общество ЦНИТИ "Техномаш" (RU)

Изобретение может быть использовано при получении наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой. Для получения наночастиц серебра с модифицированной лигандной оболочкой к водному раствору нитрата серебра добавляют раствор стабилизатора, в качестве которого используют 11-меркаптоундекановую кислоту, и раствор восстановителя, в качестве которого используют борогидрид натрия. Образованную на поверхности полученных наночастиц лигандную оболочку модифицируют путем смешивания полученного раствора наночастиц серебра с раствором гомобифункционального вещества - гексаметилендиамина, функциональные группы которого несут заряд, противоположный знаку заряда указанного стабилизатора. Изобретение позволяет изменять физико-химические свойства образованной на поверхности наночастиц лигандной оболочки.

Изобретение относится к области нанотехнологии и может быть использовано для эффективного изменения физико-химических свойств образованной на поверхности наночастиц неорганической природы лигандной оболочки.

Из уровня техники известен способ получения наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой, включающий синтезирование наночастиц путем последовательного введения в раствор соли металла в воде или органическом растворителе раствора стабилизатора и раствора восстановителя (WO 2006025627 A1, B62B 3/00, 2006). Однако в ряде случаев не представляется возможным получить требуемые свойства образованной на поверхности наночастиц лигандной оболочки непосредственно при введении стабилизатора.

Изобретение направлено на создание эффективного способа получения наночастиц неорганической природы (металлических или полупроводниковых) с заданными характеристиками путем изменения физико-химических свойств образованной на поверхности наночастиц лигандной оболочки.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе получения наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой, включающем синтезирование наночастиц путем последовательного введения в раствор соли металла в воде или органическом растворителе раствора стабилизатора и раствора восстановителя, согласно изобретению к водному раствору нитрата серебра добавляют раствор стабилизатора, в качестве которого используют 11-меркаптоундекановую кислоту, и раствор восстановителя, в качестве которого используют борогидрид натрия, после чего образованную лигандную оболочку модифицируют путем смешивания полученного раствора наночастиц серебра с раствором гомобифункционального вещества - гексаметилендиамина, функциональные группы которого несут заряд, противоположный знаку заряда указанного стабилизатора.

Дополнительное введение в раствор наночастиц с оболочкой из молекул стабилизирующего вещества - 11-меркаптоундекановую кислоту с отрицательным зарядом, раствора гомобифункционального вещества - гексаметилендиамина, функциональные группы которого несут заряд, противоположный знаку заряда стабилизатора, обеспечивает формирование модифицированной - двухслойной лигандной оболочки с наружным самоорганизующимся слоем с положительным зарядом., позволяет получать композиционные материалы с заданными свойствами на основе наночастиц.

При этом формируется наночастица с двухслойной модифицированной лигандной оболочкой, наружный слой которой имеет свойства, противоположные по заряду и кислотности свойствам внутреннего слоя, что обусловливает как увеличение размера лигандной оболочки в целом (т.е. изменение геометрических параметров), так и соответственно изменение физико-химических свойств (заряда наружного слоя двухслойной лигандной оболочкой). При этом свойства наружного слоя лигандной оболочки невозможно получить непосредственно при добавлении к исходному раствору соли металла в качестве стабилизатора гетеробифункциональных органических кислот.

Заявленный способ получения наночастиц осуществляется следующим образом.

На первом этапе изготовляют наночастицы серебра, стабилизированные 11-меркаптоундекановой кислотой, формирующей внутренний слой лигандной оболочки. Для этого в 100 мл 1,34·10^-3М раствора нитрата серебра приливают 10 мл 5,56·10^-6 М 11-меркаптоундекановой кислоты, тщательно взбалтывают. Затем к раствору при интенсивном перемешивании на магнитной мешалке добавляют порциями по 30 мкл с интервалом 3 минуты 120 мкл 0,1М раствора борогидрида натрия. После добавления первой порции раствора NaBH₄ почти сразу суспензия приобретает ярко-желтую окраску, интенсивность которой возрастает с добавлением новых порций восстановителя. Окраска полученной суспензии интенсивно ярко-желтая без признаков выпадения осадка. Раствор синтезированных наночастиц серебра помещают в электрохимическую ячейку с платиновым катодом и графитовым анодом. Между электродами подавалось напряжение 1 В. В электрическом поле полученные наночастицы серебра двигались к положительно заряженному электроду, что говорит об их отрицательном заряде, возникающем за счет карбоксильных групп меркаптоундекановой кислоты, что определялось визуально с помощью микроскопа по перемещению окрашенной фракции наночастиц.

На втором этапе добавляют 10 мл 5,56·10^-6 М раствора гексаметилендиамина, образующего наружный слой лигандной оболочки. Полученные таким образом наночастицы с модифицированной лигандной оболочкой помещают в электрохимическую ячейку с платиновым катодом и графитовым анодом. Между электродами подавалось напряжение 1 В. В электрическом поле наночастицы с модифицированной лигандной оболочкой начинают двигаться к отрицательно заряженному электроду, что подтверждает изменение знака их суммарного заряда с отрицательного на положительный, что определялось визуально с помощью микроскопа по перемещению окрашенной фракции наночастиц.

Способ получения наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой, включающий синтезирование наночастиц путем последовательного введения в раствор соли металла раствора стабилизатора и раствора восстановителя, отличающийся тем, что к водному раствору нитрата серебра добавляют раствор стабилизатора, в качестве которого используют 11-меркаптоундекановую кислоту, и раствор восстановителя, в качестве которого используют борогидрид натрия, после чего образованную лигандную оболочку модифицируют путем смешивания полученного раствора наночастиц серебра с раствором гомобифункционального вещества - гексаметилендиамина, функциональные группы которого несут заряд, противоположный знаку заряда указанного стабилизатора.

Способ получения алюмината кобальта // 2363658

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения алюмината кобальта, применяемого для поверхностного модифицирования литых деталей из жаропрочных сплавов.

Способ получения цис-дихлороди(этиламин)платины(ii) // 2361817

Изобретение относится к получению чистой соли цис-дихлороди(этиламин)платины(II), обладающей противоопухолевой активностью, и может быть использовано в медицине и фармацевтике.

Способ переработки продуктов, содержащих гидроксиды, селениты, теллуриты, арсениты неблагородных металлов и металлы платиновой группы // 2360867

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано в технологии аффинажа металлов платиновой группы. .

Способ получения цис-дихлородиизопропиламинплатины(ii) // 2360866

Изобретение относится к получению чистой соли цис-дихлородиизопропиламинплатины(II), обладающей биологической активностью, и может быть использовано в медицине и фармацевтике.

Способ комплексной переработки серпентинита // 2356836

Изобретение относится к области металлургии и химической технологии неорганических веществ. .

Сорбент на основе модифицированного кремнезема и его использование для извлечения ионов палладия // 2354448

Изобретение относится к области материалов для сорбционного извлечения палладия из растворов. .

Способ получения растворов нитратов платины и платиновых катализаторов на их основе // 2352391

Изобретение относится к получению концентрированных водных растворов соединений Pt(IV), не содержащих галогенид-ионов, соединений серы, а также катионов щелочных металлов и органических оснований.

Способ получения высокообогащенных изотопов иридия // 2351388

Изобретение относится к разделению изотопов элементов и может быть использовано для получения высокообогащенных изотопов иридия. .

Способ получения ацетата палладия // 2344117

Изобретение относится к области синтеза солей платиновых металлов, в частности солей палладия, а именно ацетата палладия(II), применяемого в качестве катализатора или для получения исходной соли для производства других солей палладия.

Способ приготовления биофункционального трансплантата в виде наночастиц // 2367448

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии и трансплантологии, и касается способа приготовления биологических материалов, измельченных до аморфного порошка.

Способ формирования структур магнитных туннельных переходов для магниторезистивной магнитной памяти произвольного доступа и структура магнитного туннельного перехода для магниторезистивной магнитной памяти произвольного доступа (варианты) // 2367057

Изобретение относится к устройствам памяти, реализуемым с помощью методов микро- и нанотехнологии. .

Способ изготовления мдп-структур на inas для многоэлементных фотоприемников // 2367055

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления многоэлементных ИК-фотоприемников. .

Способ изготовления многослойного ленточного наноструктурного композита на основе сверхпроводящего сплава ниобий-титан // 2367043

Изобретение относится к области создания композитов с улучшенной токонесущей способностью и может быть использовано, в частности, для создания обмоток сверхпроводящих магнитов.

Многослойный ленточный наноструктурный композит на основе сверхпроводящего сплава ниобий-титан // 2367042

Изобретение относится к области создания композиционных сверхпроводников с улучшенной токонесущей способностью и может быть использовано, в частности, для создания обмоток сверхпроводящих магнитов.

Огнетеплозащитное покрытие и установка для его получения // 2366745

Изобретение относится к огнетеплозащитным покрытиям и может быть использовано в ракетной технике для нанесения на внутреннюю поверхность сопла ракетного двигателя.

Способ получения наночастиц халькогенидных полупроводниковых материалов // 2366541

Изобретение относится к нанотехнологии, а именно к получению наноразмерных частиц халькогенидных материалов, используемых в приемниках излучения, солнечных элементах, волноводах, лазерных окнах, видиконах и в других функциональных элементах электронных устройств и приборов.

Устройство для получения непрерывных нанокристаллических заготовок // 2366533

Изобретение относится к непрерывной разливке нанокристаллических заготовок. .

Наногибридные функциональные сепарационные материалы на основе модифицированных наночастиц металлов и способ их получения // 2366502

Изобретение относится к области органической и аналитической химии, а также материаловедению и может быть использовано как в хроматографии для разделения рацематов оптически активных соединений, так и для выделения индивидуальных изомеров и контроля энантиомерной чистоты (например, аминокислот, пестицидов и биологически активных соединений).

Устройство роста углеродных нанотрубок методом пиролиза этанола // 2365674

Изобретение относится к устройствам для производства углеродных нанотрубок. .

Водная система, содержащая супрамолекулярные каликсареновые наноконтейнеры, и способ ее получения // 2362761

Изобретение относится к области нанотехнологии, а именно к водной системе, содержащей супрамолекулярные каликсареновые наноконтейнеры для солюбилизации активных ингредиентов.