ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ СТЕРЖНЕОБРАЗНЫХ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА МЕТОДАМИ ОПТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ И ПРОСВЕЧИВАЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ 

Бахов Ф.Н., Кирюхин М.В., Сергеев Б.М., Сергеев В.Г.

Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова

Известно, что связывание поликарбоновых кислот, в частности, полиметакриловой (ПМАК) с наночастицами металлов осуществляется с помощью карбоксилатных групп (-СОО^-), поэтому уменьшение их содержания на полимерной цепи приводит к изменению условий роста частиц.Ранее нами было показано, что изменение степени ионизации ПМАК a = 0,4) позволяет контролировать размер и форму наночастиц серебра, образующихся при фотохимическом восстановлении катионов Ag⁺. Так, в области значений 1,0 > a = 0,4) > 0,6 образуются частицы сферической формы со средним размером 6-8 нм, а при a = 0,4) < 0,6 происходит формирование стержнеобразных частиц длиной до 600 нм и толщиной около 30 нм. Целью данной работы является изучение процесса образования удлиненных частиц серебра.

Фотохимическое восстановление проводили, облучая раствор, содержащий 2*10^-4 М AgNO₃ и  2*10^-3 М ПМАК (a = 0,4) нефильтрованным светом ртутной лампы высокого давления (ДРШ-250). Спектры поглощения получающихся золей регистрировали на спектрофотометре “Specord M-40” (Германия). Исследования золей методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) проводили на приборе “Hitachi-11” (Япония). Препараты готовили нанесением 1-2 мкл золя на покрытую формваром медную сетку, которую затем сушили на воздухе.

Оказалось, что уже через 0,5 мин облучения в образце формируются агрегаты частиц, имеющих размер 10-30 нм, которые характеризуются широкой полосой поглощения со слаборазрешенными максимумами в области 370 - 510 нм. Необходимо отметить, что уже на этой стадии, в отличие от фотовосстановления катионов Ag⁺ в присутствии ПМАК при a = 0,4) > 0,6, не удается спектрально зафиксировать образование кластеров серебра. Увеличение времени облучения приводит к превращению агрегатов частиц в наностержни длиной до нескольких микрометров при толщине 20-30 нм, сопровождающееся увеличением интенсивности полосы при 384 нм и ростом поглощения во всей видимой области.

Таким образом, образование стержневидных частиц включает в себя стадии образования “первичных” сферических частиц, их агрегацию и последующую коалесценцию.