贵金属纳米晶形貌控制常用三个策略！

要想实现贵金属纳米晶的形貌控制，必须要深入理解这样2个问题：

1）如何控制其表面结构？

2）如何诱导形成孪晶界面或者缺陷？

由于单晶和孪晶晶种的稳定能非常接近，所以在相同的反应中，往往会同时出现单晶和孪晶。要想控制贵金属纳米晶的最终形貌，就必须实现以下2个平衡来调控成核与生长：

1）表面能和应变能

2）热力学和动力学

 

 

图1. fcc结构贵金属纳米晶的各种形貌示意图

 

 

本文主要介绍贵金属纳米晶形貌控制常用的三种策略。

 

一、表面帽化（Selective Surface Capping）

      表面帽化策略通过帽化试剂选择性吸附在贵金属特定晶面，从而得到特定形貌。帽化试剂（总感觉这翻译怪怪的！）包括各种表面活性剂、高分子、小分子以及生物分子等。

 

 

图2. CTAB辅助控制合成Au纳米棒

 

二、氧化刻蚀（Oxidative Etching）

       氧化刻蚀策略可用于选择性制备单晶或者孪晶。晶界的存在使得孪晶颗粒更容易被氧化剂氧化刻蚀，而单晶不存在晶界，抗氧化能力相对较好。尤其是当纳米晶尺寸较小时，这种反应活性的差异可以用于有效去除孪晶晶种，只留下单晶晶种用于进一步的生长。相反，对氧化刻蚀的抑制可用于制备特殊形貌的孪晶结构。常用的氧化刻蚀剂有Fe³⁺, O₂/Cl⁻, NO₃⁻, NH₄OH/H₂O₂, NH₄OH/H₂O₂/CrO₃等等。

 

 

图3. Cl^-/O₂对Pd的氧化刻蚀消除孪晶

 

三、晶种生长（seeded growth）

晶种生长策略起到化学隔离成核和生长两个关键步骤，通过预先制备的均匀纳米晶种，然后生长成特定形貌和结构的纳米晶。

 

 

图4. 以Pt纳米立方体为晶种，控制合成不同形貌的Pt@Pd纳米晶

 

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