quimica


Intradendrimer Exchange of Metal Nanoparticles
Mingqi Zhao and Richard M. Crooks*
Department of Chemistry, Texas A&M University, P.O. Box 30012, College Station, Texas 77842-3012
Received July 12, 1999. Revised Manuscript Received August 26, 1999

Hemos demostrado previamente que nanoclusters metálicos que varían en tamaño desde 1 hasta 2 nm pueden ser preparados dentro de las plantillasde dendrómetro. En esta síntesis de dos etapas, los iones metálicos (por ejemplo, Cu2 +, Pd2 +, y Pt2 +) primera partición en el interior de, por ejemplo, un poli terminado en hidroxilo (amidoamina) (PAMAM) dendrímero, y luego el material nanocompuesto resultante se reduce con BH4 para obtener un dendrímero-encapsulado, nanoclusters metálicos valencia cero. El paso crítico en este procedimientoes el particionamiento de un número particular de iones metálicos en el interior dendrímero. Este proceso es normalmente impulsado por fuerte asociación de iones metálicos con intraden-Drimer grupos amina terciaria. Sin embargo, para los iones metálicos que no forman enlaces covalentes, ya sea o complejos fuertes con los grupos amina interior (por ejemplo, AU3 + y + Ag), un procedimientoalternativo se requiere. Aquí mostramos que dendrímero encapsulados nanoclusters metálicos pueden sufrir múltiples, in situ reacciones de desplazamiento. Por ejemplo, un 55-Cu-contiene un átomo de sexta generación dendrímero PAMAM (G6-OH (55 um)) se pueden preparar por contacto directo de BH4-reducción del correspondiente Cu2 +-que contiene dendrímero. Cuando G6-OH (55 um) se expone a una solución quecontiene iones más nobles que Cu, el Cu es desplazado y los iones más nobles se reducen. Aquí mostramos que la Ag, Au, Pd, Pt y dendrímero-encapsulados partículas de metal se pueden preparar por este tipo de reacción de desplazamiento primario. Tales reacciones son rápidas y llegar hasta la terminación, y las partículas resultantes son estables (sin aglomeración o precipitación) y (1-3 nm de diámetro)pequeños y pueden ser relativamente monodispersas. Además, dependiendo del pH al que se lleva a cabo el desplazamiento, los desplazados iones Cu2 + puede ser retenido en el interior dendrímero. Au, Pt, Pd y nano partículas también se puede preparar por una reacción de desplazamiento secundario entre dendrímero-Ag encapsulado nanoclusters (preparado a partir de una reacción de desplazamientoprimario) y AU3 +, Pt2 +, iones o Pd2 +, respectivamente. Pd y Pt dendrímero encapsulada en nano partículas preparadas por reducción directa, así como por reacciones de desplazamiento primarios o secundarios, son catalíticamente activos para la reducción electroquímica de O2. Los materiales resultantes de este estudio se caracterizan por espectroscopia UV-vis, espectroscopía de rayos X defotoelectrones, microscopía electrónica de transmisión, y métodos electroquímicos.


Introducción
Anteriormente mostró que nanoclusters metálicos sonó-ción de tamaño 1 a 2 nm podría ser preparado dentro de dendrímero templates.1-4 Por ejemplo, cuando Cu2 + se mezcla con una cuarta generación, terminado en hidroxilo de poli (amidoamina) (PAMAM) dendrímero (G4-OH), hasta 16 Cu2 + iones hacer una partición enel interior dendrímero. Tras la reducción química de los nanocompuestos tales con-BH4, los iones intradendrimer se reducen a un zerova-lente de metal cluster.1 química muy similar conduce a Pt y Pd nanoclusters.2, 3 En esta aproximación a la síntesis del dendrímero nanocluster actúa como una plantilla para mantener un número particular de iones en estrecha proximidad antes de la reducción yposteriormente como un estabilizador nanoporoso para evitar la aglomeración de partículas.

Hemos tomado ventaja de estos hallazgos para preparar casi monodis perse-dendrímero encapsulada en Pt y Pd nanoclusters que actúan como catalizadores homogeneous2 y heterogeneous3. Además, recientemente hemos descubierto que dendrímero-nanopartículas encapsuladas pueden solubilizarse en práctica-mente...