资源描述：
第 “卷 第期中国矿业大学学报 4 / 4 / 7 3 / H来说明金纳米粒子的自组装行为’ 图*复合纳米结构形成示意图 _ 4 3 4 5“ 另外二烃硫化物 *的一个显著特点是硫原子 连接的烷基链是各自独立变化的因此对生成的 单分子膜的结构B性质可通过选取不同的链长B末 端基团而进行控制“ C 纳米金颗粒的生长及硫醇的促进作用 金纳米粒子在硅烷化的氨基膜上的复合纳米 结 构自组装 中硫醇明显地 促 进 金 纳 米 粒 子 生 长2 D E 5“即促进了氨基膜上的纳米金颗粒进行重排 由不同数目的纳米粒子聚集成岛状结构“金纳米粒 子生长的原因在于硫醇处理的金纳米粒子表面状 态发生了改变硫醇极易与金纳米粒子发生相互作 用置换了表面的吸附层6由还原法制备的金纳米 粒子表面吸附柠檬酸根而带负电荷2 A F 5 形成硫醇 分子包裹的金纳米粒子“硫醇分子消除了粒子之间 的静电排斥在范德华作用力下粒子之间可以相互 靠近“其结果表现为随机分布的金纳米粒子重组为 紧密堆积结构“把样品反复在金溶胶和硫醇溶液中 进行浸泡就可以得到紧密排列B高度有序的金纳 米粒子的单层膜“ G 金硫自组装机理 关于金硫自组装机理有两种一种机理是单分 子膜的形成经历了两个步骤第一步从低密度气态 相到低密度结晶岛的凝聚第二步结晶岛固相把基 片表面完全覆盖而达到饱和时形成单分子膜的分 子沿着表面法线方向发生重排使得所形成的膜经 过相转移而形成紧密排列的单分子膜2 A H 5I第二种 机理认为金硫自组装中金与硫之间形成了共价 键2 J A 5I这两种机理是从不同的角度来解释自组装 的形成对于第二种机理还没有形成统一的看法“ 有作者报道金纳米粒子于巯基之间是金硫共价键 其结论源于对 K L 谱中A M J - N O 0 P Q A J F- N O 0 P区 域中一个呈非高斯对称的明显的宽化的峰进行计 算机分峰处理的结果2 J 5我们对此观点持怀疑态 度文献中的K L 谱的宽峰不经分峰指认亦可 解释为峰的变化可能源于金与硫之间的非完整化 学键的存在“最近梁汉东对受A J种含硫模型物质 浸染的金表面的 R *研究中发现了丰富硫金团 簇他结合金硫的性质对质谱图进行分析阐明了 金硫团簇结构包括一个金原子团簇核和一个外层 SS以M个原子为单元的硫原子分布于球核外 6 PA T3 A4 TM 这里的金硫之间是一种典型的U非共 价 键6或非完整键相互作用V “而且在这次 R * 实验也显示出金易于形成团簇的化学本性和硫对 金团簇形成的促进作用2 H 5“而在自组装方面金硫 之间也存在着特殊的相互作用并且硫醇也促进金 纳米粒子的生长“所以金硫团簇和金硫自组装中金 硫的关系似乎同出一辙因此我们更倾向于金硫自 组装中金硫之间是非共价键相互作用也正是这种 作用促进了金纳米粒子的生长“另外自组装过程充 满着分子在所依附的表面上的取向B位移B调整和 自组织排列等U自由V机制如果自组装中金硫之间 若果真形成了完整的化学键那么分子自组装可能 因此失去其便利和精妙的特色“ W 金成矿地球化学的可能机制 各类金硫自组装的性质B特点B用途各不相同 但是它的形成都是通过了金硫之间强烈的相互作 用即非共价键所以金纳米粒子与含硫物质的自组 装及重组行为对金成矿过程中金硫相互关系及金 的迁移B富集B沉淀行为的研究具有重要的参考价 值“ 通过金硫自组装中金硫特殊相互作用及硫对 纳米金粒子生长的促进作用我们提出了一种金成 矿地球化学的可能机制“在自然界特定的地质变化 条件下稳定的金一旦被活化后有可能在特定的 时间特定的条件下形成纳米金粒子其实参照 地气的说法2 3 A 3 3 5纳米金也是金在自然界中一种 不可忽视的形态而在金成矿的环境中有关单质 硫B含硫化合物是无处不在的那么在金成矿过程 中具有双活性或单活性基团的各种含硫物质通过 硫与金非共价键相互作用很有可能携带着纳米金 进行迁移而通过另一官能团在一定的U基片V如石 英B黄铁矿等矿物上沉积成膜形成了U自组装V体 系“然后通过一些有机含硫重组剂对U自组装V表面 进行重组使纳米金进一步长大富集于基片含硫 物质膜上“如遇到强的氧化剂时硫原子被氧化金 硫非共价键很容易地就被破坏含硫物质膜倒伏或 43M 中国矿业大学学报第 4卷 万方数据 脱落金硫作用消失金粒子也沉积到基片上整个 过程如下图“图 此时的金粒子已经不容易被物 质携带运移了图只是表示此机制最简单的一种 形式具体的硫化物不同形成的自组装形式也不 同. 4 0 6 7 4 5- 1 朱笑青等已用水解还原法制备的纳米单质溶 液与不同矿物进行了纳米金的吸附实验 A这也 从纳米技术这个侧面证明了我们上面所提出的机 制可能是正确的在金硫自组装中硫醇明显地促 进单分子膜上纳米金颗粒的生长最近我们也作了 有关硫醇促进还原法制备的金溶胶中纳米金颗粒 的生长实验当加入硫醇之后溶胶的颜色立即由 红色转变为紫色实验结果显示出硫醇明显地促进 了纳米金颗粒的团聚而且当加入过量的硫醇时 纳 米 金 溶 胶 液 面 上 浮 有 肉 眼 可 见 的 少 量 小 于 B55的金片 这个实验是此机制最初步的实验 在此基础上我们现在正在做进一步的实验工作 总之自组装技术对金成矿中金的地球化学行为有 很重要的研究意义提供了一种新的思维方法可 以从微观化学的角度来解释金成矿中金的迁移C沉 积C富集的过程尤其对金沉积于黄铁矿表面这种 现象可能会给出一个有说服力的解释所以已经被 广泛应用的金硫自组装体系也能应用于地球化学 领域 D 结束语 以上金成矿地球化学机制是以金硫自组装概 念为基础提出的新机制在最初步的硫醇促进纳米 金颗粒生长的实验基础上还有待于我们进一步进 行实验与理论探索 参考文献E B A 涂 光 炽低温地球化学 FA 北京E科 学 出 版 社 B G G H B H G ’ I B A 侯宗林杨庆德滇黔桂地区微细浸染型金矿成矿条 件及成矿模式 J A 地质找矿丛论 B G H G K “ E B ’ B A 梁汉东刘敦一元素硫浸染金表面的二次离子质谱 团簇离子 J A 质谱学报 I I I “ B E B G ’ B K I K A L - 8 9 . MN , 0 58 2 5 C I N C I U 5 F E X Z 5 N ; “ I s L N D L a I / * / S / / X L I d e f g h i j g ,U L 5N 5 N I J F 3 5 E 4G C L 6 C 5 4 - E I 5 3 3 - 6 C 5 4 - E I 5 3 K G I 3 5 3J K F 65 4 54 5 - 5 4 J L 5 3 U L 5 4 5 K C L 6 C L C C L 5 H 5 5 C 4 C I E 3 I E E 4 J C I 6 2 5 4 ; C L 4 K N LC L 5 62 5 J I C ;s 5 I K G - I 3 5 3J K F4 5 K C I G 2 I K C I F53 5 ; 6I C LC L 56 C 5 4 - E I 5 3 K G I 3 5 3J K FG 5 I N N 5 4 I 3 5 ; 5 3 C I F5C L C L C E C L 5 - 6 C 5 4 - E I 5 3 K G I 3 5 3J K F U L 5 3 5 ; 5 3C I F5 J G 5 K 5 3E 4 J J K C I NC L 5 E I - I N2 5 J I C ; 3C L 5 6 C 5 4 E I I N I C K C I E C L 5 K G I 3 5 3J K F U L I F5 C L 3J G 5 K 5 3C ; s 5 3 I 4 5 J C - ;C L 56 C 5 4 E I I N I C K C I E K G I 3 5 3J K F E 4 F C L 5 5 I FI JC I F5 5 J C I kl mn o h p f , K G I 3 5 3J K F c6 C 5 4 E I I N c3 5 ; 5 3C I F5 c3 I E E 4 J C I 6 2 5 .. 中国矿业大学学报第* /卷 万方数据
展开阅读全文
