Est. Pierantoni Catherina ¹ (catherinapierantoni@gmail.com), Dr. Meyer Camilo I. (cmeyer@fiq.unl.edu.ar)¹, Dr. Trasarti, Andres F. (trasarti@fiq.unl.edu.ar)¹.
¹Grupo de Investigación en Ciencia e Ingeniería Catalíticas (GICIC), INCAPE, UNL‑CONICET, Santa Fe, Argentina.
INTRODUCCIÓN
Durante el desarrollo de este trabajo de investigación se estudió la síntesis de nanoclusters de Au25 utilizando ácido 6-mercaptohexanoico (MHA) como ligando protector. Una vez sintetizados, los NCs fueron caracterizados espectroscopía mediante: UV-Vis y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM). Además, se logró una preparación de estos NCs de Au soportados en titania (TiO2).
OBJETIVO
Sintetizar nanoclusters metálicos de oro, particularmente Au25(MHA)18, por el método ligando protector utilizando tioles de manera de obtener suspensiones acuosas estables. Caracterizar dichos Au-NCs sintetizados mediante ensayos de absorción UV-VIS y microscopía de transmisión (TEM). Depositar estos Au-NCs en suspensión sobre un soporte sólido de alta superficie específica: Titania (TiO2).
METODOLOGÍA
Preparación de suspensiones
Los reactivos utilizados para la síntesis fueron: ácido tetracloroáurico (HAuCl4), ácido 6-mercaptohexanoico (MHA), borohidruro de sodio (NaBH4), hidróxido de sodio (NaOH) todos de alta pureza (Sigma Aldrich 99,99% o más) y agua ultrapura grado miliQ. El procedimiento se lleva a cabo a temperatura ambiente. Se prepararon dos suspensiones: Au-NCs1 siguiendo el procedimiento descrito, y Au-NCs2 en la cual se adicionaron simultáneamente el MHA diluido en NaOH junto con el 50% del H2O de dilución.
Preparación de Au-NCs soportados
Se preparó una suspensión de Au-NCs2 utilizando el doble de las cantidades, resultando un pH final de 12 (fuertemente alcalino). Se llevó a pH=7,0 y a continuación, se adicionaron 200 mg de TiO2 manteniendo en agitación durante 2 horas. Luego, se centrifugó a 3000 rpm por 15 min, recuperando un sólido húmedo. Por último, el sólido húmedo recuperado se llevó a 80ºC en estufa hasta obtener un sólido seco: Au-NCs/TiO2.
Caracterización
Las suspensiones obtenidas (Au-NCs-1 y Au-NCs-2) y el Au-NCs/TiO2 se caracterizaron mediante espectroscopía UV-Vis en un espectrómetro Lambda 365 Perkin-Elmer y por microscopía en un microscopio JEM 2100-JEOL en modo transmisión (TEM).
RESULTADOS
En la Figura 1 se presentan los espectros UV-VIS de las suspensiones Au-NCs1 y Au-NCs2. Se pueden observar bandas de absorción a 440, 650 y 700 nm que corresponde a la presencia de nanoclusters de Au25MHA18.
Por otro lado, en la Figura A, se presenta una micrografía TEM representativa de la suspensión Au-NCs2. Se observa una vista amplia que permite observar la distribución abundante y homogénea de partículas (prácticamente todas las partículas están por debajo de 10 nm). Utilizando micrografías similares se realizó la medición del tamaño de estas partículas de manera individual contabilizándose alrededor de 100 partículas.
Se obtuvo una distribución Gaussiana de tamaños con un diámetro medio de: 3,72 ± 0,18 nm (con un 95% de confianza).
En la Figura B se observa una magnificación de un nanocluster de Au depositado sobre la TiO2 .
CONCLUSIÓN
Se sintetizaron y caracterizaron con éxito nanoclusters de Au con MHA, obteniéndose suspensiones estables. Su deposición en TiO₂ conserva su morfología, mostrando resultados prometedores para futura catálisis selectiva.
BIBLIOGRAFÍA
- J. Fang, J. Li, B. Zhang, X. Yuan, H. Asakura, T. Tanaka, K. Teramura, J. Xie, N. Yan (2015). Support effect on the size and catalytic activity of thiolated Au25 nanoclusters as precatalyst, Nanoscale 7 6325-6333.
- X. Yuan, B. Zhang, Z. Luo, Q. Yao, D.T. Leong, N. Yan, J. Xie (2014). Balancing the rate of cluster growth and etching for gram-scale synthesis of thiolated-protected Au25 nanoclusters with atomic precision, Angew. Chem. Int. Ed. 53 4623-4627.
