CC BY
56Решетневские чтения. 2017
УДК 546.05
СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ COFE2O4@AU СО СТРУКТУРОЙ «ЯДРО-ОБОЛОЧКА»
В МИКРОЭМУЛЬСИИ
Д. В. Карпов*, С. В. Сайкова, Т. В. Трофимова, А. Ю. Павликов
Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 *E-mail: [email protected]
Oписан процесс получения наночастиц CoFe2O4@Au со структурой «ядро-оболочка» в микроэмульсии состава CTAB, н-гептан, н-бутанол.
Ключевые слова: феррит кобальта, золото, наночастицы, микроэмульсии.
SYNTHESYS OF COFE2O4@AU NANOPARTICLES WITH CORE-SHELL STRUCTURE BY MICROEMULSION METHOD
D. V. Karpov*, S. V. Saikova, T. V. Trofimova, A. Y. Pavlikov
Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation *E-mail: [email protected]
The article describes CoFe2O4@Au nanoparticles with core-shell structure prepared by microemulsion method.
Keywords: cobalt ferrite, gold, nanoparticles, microemulsions.
Введение. Наночастицы феррита кобальта вследствие их специфических магнитных и оптических свойств представляют значительный интерес для космической техники, в частности для создания устройств хранения данных. Кроме того, с недавнего времени появились работы, в которых показана возможность их биомедицинского применения. Так, магнитные наночастицы, покрытые химически инертной золотой оболочкой, могут быть использованы для адресной доставки лекарственных препаратов или радионуклидов в раковую опухоль. Возможность синтеза наночастиц с заданными оптическими свойствами открывает широкие возможности и в области термотерапии онкологических заболеваний. Другим возможным медицинским применением магнитных на-ночастиц может быть адресная доставка диагностического материала.
Со времен описания в 1959 году Шульманом и сотрудниками первых термодинамически устойчивых микрогетерогенных жидкостей, названных микроэмульсиями, синтез в микроэмульсиях зарекомендовал себя как один из универсальных методов получения наночастиц с заданными размерами, геометрией и морфологией [1]. Показана возможность синтеза сферических наночастиц феррита кобальта со средним диаметром от 5 до 20 нм в зависимости от условий получения [2; 3]. Ряд работ посвящен биметаллическим частицам серебра и золота [4], а также частицам сульфидов металлов со структурой «ядро-оболочка» [5]. В то же время, в литературе отсутствуют работы, посвященных синтезу частиц феррита кобальта с золотой оболочкой методом микроэмульсий.
Целью настоящей работы является разработка методики синтеза наночастиц СоРе204@Ли со структурой «ядро-оболочка» в микроэмульсиях.
Экспериментальная часть. В ходе синтеза СоБе204@Ли использовали ранее полученные путем анионообменного осаждения наночастицы феррита кобальта со средним диаметром 40-90 нм [6; 7]. Также использовали 0,1 М раствор Н[ЛиС14] х. ч., №[ВН4] ч. д. а., этиловый спирт 96 % ч. д. а., диметилсульфок-сид х. ч., н-гептан ч. д. а., н-бутанол ч. д. а., СТАВ (цетилтриметиламмоний бромид) ч. д. а.
Синтез осуществляли по следующей методике: смешали по 0,928 г СТАВ, 5,00 мл н-гептана и 0,87 мл н-бутанола. Взвесь выдержали в ультразвуковой ванне 2 мин для разрушения крупных частичек СТАВ. Затем в каждую колбу прибавили 2,60 мл дистиллированной воды и вновь поместили в ультразвуковую ванну на 10 мин при периодическом перемешивании до образования густого прозрачного раствора. Затем в одну колбу (раствор 1) внесли 0,30 мл 0,5 М водного раствора №[ВН4] и перемешивали на магнитной мешалке в течение 10 мин. Во вторую колбу (раствор 2) добавили 0,05 мл 0,1 М водного раствора Н[ЛиС14] и 0,20 мл гидрозоля наночастиц феррита кобальта, для получения которого к 30 мг порошка СоБе204 прибавили 4 мл дистиллированной воды и поместили в ультразвуковую ванну на 10 мин. Раствор 2 также перемешивали магнитной мешалкой в течение 10 мин. Далее при интенсивном перемешивании по каплям прибавили раствор 1 к раствору 2. Полученный раствор красного цвета перемешивали 20 мин., после чего разрушили микроэмульсию путем прибавления 20 мл дистиллированной воды.
Химия и химические технологии
Наночастицы отделяли путем центрифугирования в течение 10 мин. при 8000 оборотов, далее их отмывали поледовательно безводным диметилсульфокси-дом и трижды 96 % этиловым спиртом. Темно-синие наночастицы ресуспендировали в 2 мл этилового спирта и исследовали методами РФЭС и ПЭМ.
References
1. Schulman J. H., Stoekenius W., Prince L. M. Mechanism of formation and structure of microemulsions by electron microscopy. J. Phys. Chem, 1959. 63. Pp. 1677-1680.
2. Barnickel P., Wokaum A. Synthesis of metal colloids in inverse microemulsions. Mol. Phys. 1990. 69. Pp. 1-9.
3. Pillai V., Shah D. O. Synthesis of high-coercivity cobalt ferrite particles using water-in-oilmicroemulsions. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1996. 163. Pp. 243-248.
4. Chen D. H., Chen C. J. Formation and characterization of Au-Ag bimetallic nanoparticles in water-in-oil microemulsions, J. Mater. Chem, 2002. 12. Pp. 15571562.
5. Petit C., Ixon L, Pileni M. P. Synthesis of cadmium sulfide in situ in reverse micelles 2. Influence of the interface on the growth of the particles, J. Phys. Chem, 1990. 94. Pp. 1598-1603.
6. Pashkov G. L., Panteleeva M. V., Saikova S. V. Reactive ion exchange processes of nonferrous metal leaching and dispersion material synthesis. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016. Vol. 50, no. 4. Pp. 575-581.
7. Ion-exchange synthesis of a-modification of nickel hydroxide / G. L. Pashkov [et al.]. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2014. Vol. 48, no. 5. Pp. 671-676.
© Карпов Д. В., Сайкова С. В., Трофимова Т. В., Павликов А. Ю., 2017
