Obtención y caracterización de nanopartículas de plata protegidas por aminas

MARÍA VIRGINIA ROLDÁN; OSCAR A. DESANCTIS; JULIO FERRÓN; NORA S. PELLEGRI

Salta-Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Quimica Inorgánica; 2009

Las nanopartículas metálicas han despertado gran interés en los últimos tiempos debido a sus interesantes propiedades electrónicas, ópticas y catalíticas. La manifestación de estas propiedades es consecuencia de las dimensiones nanométricas de las partículas, es por eso que es importante encontrar un buen método de control de tamaño y dispersión. Con el objetivo de controlar el tamaño y además proporcionar estabilidad a las partículas suelen usarse estabilizantes que en general son ligandos o polímeros orgánicos. En este trabajo presentamos la preparación y caracterización de nanopartículas de plata estabilizadas por aminosilanos. La utilización de aminosilanos permite además introducir un grupo –SiOR en la superficie de la partícula que le aporta estabilidad en el solvente y compatibilidad con soluciones precursoras de procesos sol-gel. Por ejemplo mediante esta técnica se pueden obtener películas de óxidos dopadas con tierras raras y nanopartículas utilizables en la fabricación de guías de onda planas. Para una síntesis típica se preparó una solución 4 mM de AgNO3 y 25 mM de [(trietoxisilil)propil]dietilentriamina (ATS). Se colocó la mezcla de reacción en un baño de temperatura constante a 40°C y se mantuvo el reflujo durante 3 horas. Al final del proceso se obtuvo una dispersión coloidal amarilla. Las nanopartículas obtenidas se caracterizaron por espectroscopia UV-visible, microscopía de transmisión de electrones (TEM), microscopía de fuerza atómica (AFM), difracción de rayos X (DRX) y espectroscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS). De las imágenes TEM se comprobó la obtención de nanopartículas esféricas de 5 nm de diámetro. De la comparación de las imágenes TEM y AFM se estima que el estabilizante forma una capa de 0,6 nm de espesor alrededor de las partículas. En el espectro UV-visible de las nanopartículas coloidales se observó una banda de absorción centrada en 419 nm correspondiente a la absorción del plasmón de superficie de las mismas. En el difractograma de rayos X se observaron los picos correspondientes a Ag de estructura FCC con el ensanchamiento típico de cristales nanométricos. Mediante la técnica de XPS se obtuvo evidencia experimental de la interacción del ATS con la partícula. Esta se produce a través de un efecto donor de densidad electrónica del átomo de N del grupo amino del ATS hacia la superficie de la partícula. Se comprobó la estabilidad de las nanopartículas coloidales a temperaturas mayores a la de síntesis (hasta 78°C) y la capacidad de aislamiento por evaporación del solvente y redispersión sin alteración de sus propiedades, lo que permita la manipulación de las mismas para aplicaciones específicas. Se estudió mediante la técnica de XPS la estabilidad en un medio ácido y oxidante aportado por HNO3, un catalizador de uso común en técnicas sol-gel. De esta manera se detectó la inestabilidad de las partículas coloidales nanométricas con formación de Ag2O. Finalmente se compararán estos resultados con los obtenidos mediante el uso de otras aminas como estabilizantes.