金钯核壳结构纳米结构制备

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纳米材料在肿瘤光热治疗的研究进展

纳米材料在肿瘤光热治疗的研究进展

纳米材料在肿瘤光热治疗的研究进展肿瘤是现今社会威胁人类生命健康的一大杀手,也是现代人类医疗保健领域面临的巨大挑战。

据统计,全球范围内仅在20XX年即有超过820万人死于恶性肿瘤,而且近年来肿瘤发病率仍在逐年上升。

目前,临床上针对肿瘤的传统治疗方法主要有手术切除、放射疗法和化学疗法3种,但这些方法都存在一定的局限性,如治疗过程中手术风险较高、放化疗的不良反应较大、缺乏特异性以及容易出现耐药性等问题。

而且许多恶性肿瘤在发现时已经发生转移,传统的治疗方法对于转移后的肿瘤作用极其有限,这也是恶性肿瘤致死率难以得到有效控制的一大原因。

近年来,纳米医学的发展为肿瘤诊疗提供了新的可能性。

其中,基于纳米材料的光热疗法作为一种肿瘤治疗的新手段,因其肿瘤特异性高、创伤小以及并发症少等优势,逐渐引起了人们的广泛关注。

光热疗法是采用对于人体组织有较强穿透能力的近红外光作为能量源,使通过各种靶向技术主动或被动富集在患处的纳米光热治疗剂在近红外光的照射下产生热量,从而达到破坏肿瘤组织,治疗肿瘤的目的。

近年来已有不少研究发现,纳米光热材料产生的热能不仅具有直接杀灭肿瘤细胞的作用,还可以抑制肿瘤的转移。

此外,纳米光热材料还可以通过表面修饰等手段起到造影作用,或与化学疗法、放射疗法和免疫疗法等协同治疗,成为有效对抗肿瘤的多功能诊疗剂。

目前,纳米光热材料主要有无机纳米光热材料和有机纳米光热材料两大类。

本文主要综述多种无机纳米光热材料,讨论它们在肿瘤光热疗法中的多功能应用进展。

无机纳米材料是较早进入研究者视野的一种可应用于肿瘤光热治疗的纳米材料。

目前研究比较多的无机纳米光热材料主要包括贵金属纳米粒子、金属硫族化合物纳米材料、碳基纳米材料、磁性纳米粒子以及量子点等类型。

这些无机纳米光热材料通常都具有一系列优异性质,如近红外光吸收能力较强、光热转换效率较高、易于制备及改性,并且常伴有其他较好的特性使它们能同时应用于荧光成像、光声成像或者核磁共振成像等。

纳米CT成像探针的构建及应用

纳米CT成像探针的构建及应用

纳米CT成像探针的构建及应用何文亚;逯乐慧【摘要】X-射线计算机断层成像(CT)是临床上常用的医学成像技术,它为疾病尤其是癌症病灶的诊断带来了极大的便利.当前商用的碘造影剂面临着血液半衰期短、肾毒性大及造影能力不足等缺点.纳米CT造影体系的出现不仅极大地提高了造影剂的造影性能,并且为多功能成像探针的构建提供了良好的平台.本文综述了近年来在纳米CT成像探针的构建和应用等方面所取得的进展,并对其未来的发展走向作一展望.【期刊名称】《黑龙江大学自然科学学报》【年(卷),期】2015(032)001【总页数】7页(P68-74)【关键词】计算机断层成像(CT);造影剂;纳米粒子;碘【作者】何文亚;逯乐慧【作者单位】中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春130022;中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春130022【正文语种】中文【中图分类】R812作为一种当前临床上广泛使用的医学影像技术,X-射线计算机断层成像(CT)具有分辨率高、组织穿透能力强、低损伤等诸多优点,为疾病的诊断带来了极大的便利[1]。

CT成像是基于不同生物组织对X-射线消光能力的差异,通过计算机系统描绘出人体的内部解剖结构。

通常情况下,人体不同软组织之间(癌变组织/正常组织、肌肉/脂肪)的X-射线消光系数非常接近,造成了软组织在CT图像上的分辨性差。

因此,要获得高质量的CT图像需要借助于能够在一定时间窗口范围内提高所检查部位成像对比度的外源性造影剂(又可称为成像探针)。

当前商业化的CT造影剂多为含碘有机小分子(见图1),尽管这类造影剂能提供良好的造影效果,但其仍然面临着体内循环时间短、肾毒性大等诸多不足。

此外,医学科学的发展进步对深入探索疾病的发病机理、发展规律及实现其早期临床诊治提出了新的要求,这促使基于生物细胞内分子水平成像的分子影像技术逐渐走向临床应用,而碘造影剂的造影能力有限并且不具备靶向成像功能,因此,无法满足分子影像技术对成像探针的需求。

新型核壳结构纳米催化剂的三效催化活性及热稳定性

新型核壳结构纳米催化剂的三效催化活性及热稳定性

从P d纳米粒 子出发制备 了具有核壳结构的新型纳米 P d @S i O : / C e 。 Z r o 0 三效催 化剂及作为参 比的
P d / C e 。 Z r o O : 催化剂 , 采用 x射线衍射 、 透射 电子显微镜 、 氢气程序升温还原 和氮气低温吸附一 脱附等技术
新 型 核 壳 结 构 纳 米 催 化 剂 的 三 效 催 化 活 性 及 热 稳 定 性
刘北北 , 张桂 臻 , 何 洪 , 李金洲 , 訾 学红 , 邱文革 , 戴 洪兴
( 北 京工业 大学环境与能源工程学院化学化工系催化化学 与纳米科学研究室 , 北京 1 0 0 1 2 4 )
摘要
1 实 验 部 分
1 . 1 试 剂
实验 所用 试剂均 为 A . R . 级, 购 自国药 集 团化学试 剂有 限公 司.
1 . 2 纳 米三效 催化剂 的 制备
1 . 2 . 1 载体的制备 采用共沉淀法制备载体 c e 。 . Z r O : , 按照化学计量 比称取 C e ( N O 。 ) , ・ 6 H : O和 Z r O ( N O , ) ・ 2 H O, 溶于去离子水中, 待完全溶解后 , 向其中逐滴加入体积分数为 2 5 %的氨水溶液至
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - , 0 2 - 0 6 .
基金项 目:国家稀土稀有金属新材料和产业化专项——高性能稀土基汽车尾气催化器研发及 国 V催化器产业化 、北京市 自然科学 基 金( 批准号 : 2 1 0 1 0 0 2 ) 、 国家 自然科学基金 ( 批准号 : 2 l 0 o 7 o 0 2 ) 、国家“ 八六三” 计划项 目( 批准号 : 2 0 1 1 A A 0 3 A 4 0 ) 和北京市创新 团队

现代化工研究进展论文

现代化工研究进展论文

燃料电池电催化剂研究综述摘要催化剂是燃料电池的关键材料之一,其性能的好坏决定燃料电池的使用性能和使用寿命。

近些年来,科学工作者在提高电催化剂性能和降低铂催化剂使用量方面做了大量的研究工作。

本文对低铂催化剂和非铂催化剂的研究进展进行了综述。

关键词:燃料电池;低铂催化剂;非铂催化剂;钯催化剂19世纪是蒸汽机时代,20世纪是内燃机时代,21世纪将是燃料电池的时代。

近年来,随着能源危机的加剧,燃料电池作为一种绿色的新能源受到越来越多的关注,美国《时代周刊》曾将燃料电池技术列为21世纪的高科技之首。

我国科技中长期计划中,多处把燃料电池放在重要的发展方向上。

燃料电池技术被认为是解决现在能源问题的很有希望的途径之一。

1 燃料电池的特点燃料电池之所以受世人瞩目,是因为它的不可比拟的优越性,主要表现在效率、安全性、可靠性、清洁度和良好的操作性能等几个方面[1]。

(1)能量转换效率高。

它的能量转换效率不受卡诺循环的限制,不存在机械能做功造成的损失。

与热机或发电机相比,能量转换效率极高,汽轮机转换的效率最大值为40-50%,热机带动发电机时效率为35-40%,而燃料电池的效率达60-70%,理论转换效率达90%,实际使用效率是内燃机的二至三倍。

(2)发电环境友好。

对于氢电池而言,发电后的产物只有水,可实现真正的零排放。

在航天系统中可生成水,供宇航员使用,液氧系统可作为供应生命保障的备用品。

燃料电池按电化学原理发电,不经过热机的过程,不会产生传统方式中常见的二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等污染物。

如果采用太阳能光解制氢,可完全避开温室气体的产生。

燃料电池工作安静,适用于潜艇等军事系统的应用。

(3)模块结构,方便耐用。

燃料电池发电系统由各单电池堆叠至所需规模的电池组构成,电池组的数量决定了发电系统的规模,各个模块可以更换、维修方便、可靠性高。

(4)响应性好,供电可靠。

燃料电池发电系统对负载变动的响应速度快,故无论出于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行,它都能承受且效率变化不大。

《Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子的制备及其电催化性能研究》范文

《Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子的制备及其电催化性能研究》范文

《Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子的制备及其电催化性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展,核壳型纳米粒子因其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。

其中,Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子因其在电催化领域的高效性能而备受关注。

本文将重点研究Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子的制备方法,并对其电催化性能进行深入探讨。

二、Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子的制备1. 材料选择与准备首先,选择合适的核材料作为基础,如Au、Ag等金属。

此外,还需准备Pt、Pd的前驱体溶液,如氯铂酸钾(K2PtCl6)、氯化钯(PdCl2)等。

2. 制备方法采用种子生长法来制备Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子。

具体步骤如下:(1)制备核材料:通过化学还原法,将金属盐溶液还原为金属核。

(2)制备种子溶液:将核材料与Pt、Pd的前驱体溶液混合,形成种子溶液。

(3)生长壳层:在种子溶液中加入还原剂,使Pt、Pd在核材料表面生长,形成核壳结构。

(4)洗涤与干燥:将制备好的核壳型纳米粒子进行洗涤,去除杂质,然后进行干燥。

三、电催化性能研究1. 电极制备将制备好的Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子均匀地分散在导电胶中,涂布在导电基底(如玻碳电极)上,形成工作电极。

2. 电化学测试采用循环伏安法、线性扫描伏安法等电化学测试方法,对工作电极进行电化学测试,观察其电催化性能。

3. 结果分析(1)比较不同制备条件下得到的核壳型纳米粒子的电催化性能,分析其影响因素。

(2)对比其他催化剂的电催化性能,评估Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子的电催化效果。

(3)分析电化学测试结果,探讨Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子的电催化机理。

四、结论通过本文的研究,我们成功制备了Pt、Pd壳层核壳型纳米粒子,并对其电催化性能进行了深入研究。

结果表明,该类纳米粒子具有优异的电催化性能,尤其在某些特定反应中表现出较高的催化活性。

这主要归因于其独特的核壳结构以及Pt、Pd的高催化活性。

此外,我们还发现制备条件对核壳型纳米粒子的电催化性能具有重要影响。

纳米核壳结构的制备与应用

纳米核壳结构的制备与应用

纳米核壳结构的制备与应用纳米核壳结构是一种特殊的纳米材料结构,其能够在表面包裹一层非常薄的壳,在实际应用中,其具有非常广泛的应用前景。

本文将探讨纳米核壳结构的制备过程以及其在材料科学、化学、生物医学等领域的应用。

一、纳米核壳结构的制备方法纳米核壳结构的制备方法主要有几种:化学还原法、冷浸法、高温溶剂法和自组装法等。

化学还原法在制备纳米核壳结构方面应用最广。

其基本原理是先合成一种“核”材料,然后将其表面修饰为一种带有反应基团的材料,最后再将这种反应基团与一种“壳”材料反应,从而得到具有纳米核壳结构的材料。

冷浸法是一种独特的制备纳米核壳结构的方法,其基本原理是利用华丽的配位作用使小分子到达一定的精度而形成核壳结构。

高温溶剂法则是在高温下使一些“核”材料表现出相应的性质,然后用这种性质涂抹在需要制备的纳米材料表面。

自组装法则是一种既定的制备纳米核壳结构方法,可以使用表面活性剂,热敏材料等处理纳米核壳结构。

总的来说,纳米核壳结构的制备方法是比较独特的,需要较高的技术水平和专业知识,但其实践应用是非常广泛的。

二、纳米核壳结构的应用1、材料科学领域纳米核壳结构具有优异的性能,例如较大的表面积、高比表面积、高孔隙率、低密度等,因此,在材料领域中具有广阔的应用前景。

纳米核壳结构可以用来制备高效的催化剂、高灵敏的传感器、高强度的材料等。

在催化剂制备方面,纳米材料的表面积大,能够提高反应速率,提高反应的选择性,并且能够在更加温和的反应条件下进行催化反应。

在传感器制备方面,由于其比表面积大,可以提高传感器的灵敏度和检测的准确性。

在材料制备方面,纳米核壳结构可以制备出更加轻便的高强度材料和高吸水性材料等。

2、化学领域纳米核壳结构的应用也非常广泛,可以用于药物传递、储能技术、化学传感器等方面。

在药物传递方面,纳米核壳结构可以把药物包裹在外壳中,形成稳定的药物纳米颗粒,可以使药物更为稳定,达到更好的治疗效果。

在储能技术方面,纳米核壳结构可以优化很多电池的性能,如锂离子电池,钠离子电池和锂空气电池。

金纳米制备流程

金纳米制备流程

金纳米制备流程《金纳米制备流程:一场神奇的纳米世界之旅》嘿,朋友们!今天我要和你们唠唠这神奇又好玩的金纳米制备流程。

说起来这过程啊,就像是一场奇妙的冒险。

咱先说这第一步,准备原料。

这就好比是要打造一个超级英雄,得先把各种厉害的“材料”都集齐了。

我们得准备好黄金溶液、还原剂等这些小宝贝,它们可都是后面大戏的主角呢。

第二步,混合搅拌,这就像是给这些材料们办了一场狂欢派对。

把它们放到一起,然后疯狂地搅拌,让它们尽情地舞动起来,相互作用。

看着那些溶液咕噜咕噜地转着,感觉自己就像是个纳米世界的大厨,在精心调配着一道神奇的“菜肴”。

然后,就是等待奇迹发生的时刻啦!看着溶液慢慢变化,颜色开始逐渐从透明变得有点金灿灿的,心里就一阵激动。

嘿,这不就是见证奇迹的时刻嘛!就像是魔法在眼前施展一样。

在这个过程中,还得随时注意各种小细节,不能有一点马虎。

一会儿看看温度是不是合适啦,一会儿又瞅瞅搅拌得均不均匀啦。

要是不小心出了岔子,那可就像是魔法变砸了一样,一切都得从头再来。

有时候制备的过程也不是一帆风顺的,可能会出现一些小插曲,比如效果没有想象中的那么好,颜色不够亮啦等等。

但是没关系呀,咱就当是在和这些小纳米粒子们斗智斗勇,慢慢摸索,找到最佳方法。

等到成功制备出漂亮的金纳米粒子时,那感觉简直太棒了!就像自己是个纳米科学家,创造出了一个小小的纳米奇迹。

然后就会想,哇塞,这么神奇的东西,在以后的各种应用里会发挥多大的作用呀!总之,这金纳米制备流程就像是一个充满惊喜和挑战的旅程。

每一次尝试都是一次新的探索,每一次成功都让人兴奋不已。

朋友们,要是你们也对纳米世界感兴趣,不妨也来体验一下这场神奇之旅吧!相信你们一定会被吸引,然后深深爱上这个小小的纳米天地。

怎么样,心动不如行动,赶紧加入我们的纳米冒险吧!。

金纳米材料的合成概述

金纳米材料的合成概述

金纳米材料的合成概述纳米材料又称纳米级结构,其广义上指的是在三维空间中,至少有一维处于纳米尺寸范围,因此又称为超精细颗粒材料。

粒子尺寸一般在1~100 nm之间,是处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域,从宏观和微观角度来说,它既非处于宏观又非处于微观系统,而是一种典型的介观系统,从而具有小尺寸效应,宏观量子隧道效应和表面效应。

1. 金纳米的合成方法(1)微乳液法Brust-Schiffrin通过反复实验,于1994年通过以微乳液为介质,制备出既能够溶于有机溶剂,又拥有较好稳定性的纳米金粒子。

(2)晶生长法通常情况下在晶生长法中,金纳米棒的模板采用的是表面活性剂,利用种子生长法来进行制备。

(3)模板法起初,模板法是利用电化学中的镀层方法在聚碳酸酯膜和氧化铝板膜上沉积金,后来,随着技术的发展,该方法不仅应用于纳米复合材料的制备,还能够对用过模板法合成的金纳米棒起到再分散的作用。

由于金纳米棒和氧化铝复合材料在可见光范围内都是透明的,所以想要得到不同程度的颜色复合膜可以通过改变沉积的金纳米棒的长径比来实现。

该方法大致步骤如下:一,将少量的银或者铜电镀到铝板模上作为电化学沉积的传导层;二,使金通过氧化铝纳米孔道进行电化学沉积;三,选择性地溶解氧化铝分子膜和银或者铜的薄膜(反应过程中的稳定剂选择PVP);四,通过超声波或者搅拌,使金纳米棒分散在水或者有机溶剂中。

由于金粒子的直径与氧化铝相同,因此可以通过控制膜孔的直径以达到控制金纳米棒直径的目的。

金纳米管、纳米结构复合材料均可通过该技术来实现。

(4)电化学法该方法的实验装置是由金的金属板做为阳极,相同面积的铂金属板作为阴极组成的电化学电池的构成,生成金纳米棒过程中利用CTAB作为诱导表面活性剂,将电极浸在含有C16TAB和少量C12TAB的电解质溶液中,置于室温下超声,电解前在电解质溶液中加入适量丙酮和环己烷,电解30 min,电流控制在3 mA。

反应过程中金先在阳极形成AuBr4-,然后迅速与阳离子表面活性剂结合并转至阴极被还原。

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N,N-B i s(2-hydroxyethy l)-2-am i noethanesu lf on i c Ac i d-ass i sted L i qu i d-phase Growth o f Au@Pd Core­She ll Nanopart i c l es w i th H i gh Cata l yt i c Act i v i tyWe i Zhang,Hu i p i ng Zhao,Zhong Lu,Fengx i Chen,*and Rong Chen*Schoo l o f Chem i stry and Env i ronmenta l Eng i neer i ng,Wuhan Inst i tute o f Techno l ogy,Wuhan430073,P.R.Ch i na(E-ma il:rchenhku@w i ,f xchen@w i )Au@Pd core­she ll nanopart i c l es were success f u ll y synthes i zed v i asequent i a l reduct i on o f Au(III)and Pd(II)sa l ts w i th BES at roomtemperature.The Au@Pd nanopart i c l es exh i b i ted s i gn ificant l y h i ghercata l yt i c act i v i ty f or var i ous Suzuk i react i ons than monometa lli c Pd or Aunanopart i c l es.S i ze-dependent cata l yt i c act i v i ty was a l so observed,i.e.,the Au@Pd nanopart i c l es o f<10nm showed h i gher act i v i ty.REPRINTED FROMVol.44No.102015p.1371–1373CMLTAGOctober5,2015The Chemical Society of JapanN ,N -B i s(2-hydroxyethy l )-2-am i noethanesu lf on i c Ac i d-ass i sted L i qu i d-phase Growtho f Au @Pd Core ­She ll Nanopart i c l es w i th H i gh Cata l yt i c Act i v i tyWe i Zhang,Hu i p i ng Zhao,Zhong Lu,Fengx i Chen,*and Rong Chen *Schoo l o f Chem i stry and Env i ronmenta l Eng i neer i ng,Wuhan Inst i tute o f Techno l ogy,Wuhan 430073,P .R.Ch i na(E-ma il :rchenhku @w i ,f xchen @w i )Au @Pd core ­she ll nanopart i c l es were success f u ll y synthe-s i zed v i a sequent i a l reduct i on o f Au(III)and Pd(II)i ons w i th N ,N -b i s(2-hydroxyethy l )-2-am i noethanesu lf on i c ac i d (BES)at room temperature.The i r s i ze and morpho l ogy cou l d be changed by vary i ng the BES concentrat i on and pH va l ue o f the react i on system.The Au @Pd core ­she ll nanopart i c l es exh i b i ted s i gn ifi-cant l y h i gher cata l yt i c act i v i ty f or var i ous Suzuk i react i ons than monometa lli c Pd or Au nanopart i c l es.The s i ze-dependent cata l yt i c act i v i ty was a l so observed,i .e.,the Au @Pd core ­she ll nanopart i c l es o f <10nm showed h i gher act i v i ty.Au ­Pd b i meta lli c nanopart i c l es w i th d ifferent m i crostruc-tures (e.g.,a ll oy or core ­she ll )have been reported to possess super i or cata l yt i c per f ormance as compared to the i r monome-ta lli c counterparts f or a var i ety o f react i ons (e.g.,deoxygenat i on o f octano i c ac i d,1U ll mann coup li ng o f ary l ch l or i des i n water,2,3ox i dat i on o f CO 4and a l coho l s,5and d i rect synthes i s o f H 2O 26).Among them,the Au ­Pd core ­she ll nanopart i c l es w i th Pd atoms concentrated on the sur f ace (denoted as Au @Pd)are more i mportant f or react i ons that cannot be cata l yzed by Au nano-part i c l es.The Au ­Pd b i meta lli c nanopart i c l es have been genera ll y synthes i zed v i a chem i ca l reduct i on o f the correspond i ng meta l sa l ts w i th reduc i ng agents (e.g.,H 2,hydraz i ne,a l coho l ,ascorb i c ac i d,CTAC,or graphene ox i de)i n the li terature.7­11In the present work,a f ac il e li qu i d-phase growth route i s app li ed to prepare the Au @Pd nanopart i c l es at room temperature i n BES aqueous so l ut i on.BES i s a Good ’s bu ffer genera ll y used f or research i n b i o l ogy and b i ochem i stry (Scheme 1).It acts as both a m il d reductant and a stab ili zer dur i ng the synthes i s.To the best o f our know l edge,th i s i s the first report f or the use o f BES to grow the Au @Pd nanopart i c l es f rom aqueous so l ut i on.A typ i ca l procedure f or mak i ng the Au @Pd nanopart i c l es (samp l e S1)was as f o ll ows:Pr i mary Au nanopart i c l es were first prepared by add i ng H[AuC l 4]so l ut i on (125¯L,50mM)i nto a round-bottom flask conta i n i ng 5mL o f BES so l ut i on (200mM,pH 7.5)and 16mg o f po l y(v i ny l pyrro li done)(average M w :55000).A f ter adjust i ng the pH va l ue to 3by HC l so l ut i on (1M),the m i xed so l ut i on was st i rred at room temperature f or 5h to get a purp l e-red Au co ll o i d.PdC l 2so l ut i on (1mL,25mM)was then added,f o ll owed by adjust i ng the pH va l ue to 3w i th NaOHso l ut i on (2M).The who l e m i xture was v i gorous l y st i rred at room temperature f or another 12h to get a dark-brown co ll o i d conta i n i ng the Au @Pd nanopart i c l es.The Au @Pd nanopart i c l es were co ll ected by centr if ugat i on and washed w i th ethano l and de i on i zed water five t i mes be f ore character i zat i on.Samp l e S1was character i zed by TEM,HRTEM,and STEM-EDX,wh i ch were taken on a Ph ili p Tecna i G20E l ectron M i croscope at an acce l erat i ng vo l tage o f 200kV .TEM i mages i n F i gures 1A ­1C showed that samp l e S1were ma i n l y spher i ca l nanopart i c l es o f 15­20nm (average s i ze:ca.17nm).The dark core and the li ght she ll were d i scernab l e f or i nd i v i dua l nano-part i c l es,i nd i cat i ng the f ormat i on o f the core ­she ll nano-structure.HRTEM i mage (F i gure 1D)revea l ed l att i ce f r i nges o f Au(111)p l anes i n the core and Pd(111)p l anes i n the she ll (d 111=0.237nm f or f ace-centered cub i c Au i n JCPDS #04-0784and d 111=0.224nm f or f ace-centered cub i c Pd i n JCPDS #46-1043).STEM-EDX a l so con firmed the core ­she ll structure o f S1.As shown i n F i gures 2B and 2C,the Au X-ray s i gna l or i g i nates f rom the center o f spher i ca l nanopart i c l es wh il e the Pd s i gna l f orms a sheath around spher i ca l nanopart i c l es.Th i s e ffect i s best ill ustrated i n the co l or map that over l ays the Au and Pd X-ray s i gna l s (F i gure 2D).A ll th i s ev i dence support that the Au @Pd nanopart i c l es have been success f u ll y prepared.It has been we ll demonstrated w i th HEPES i n prev i ous work that hydroxy and tert i ary am i ne groups can reduce nob l e meta l sa l ts to f orm nanopart i c l es (HEPES i s another Good ’s bu ffer,BESNSO 3HHOHON NSO 3HHOHEPESScheme 1.Chemi ca l structures o f two Good ’s bu ffers.F i gure 1.(A ­C)TEM i mages o f samp l e S1;(D)HRTEM i mage at the edge o f the s i ng l e nanopart i c l e i n (C).Received:June 23,2015|Accepted:July 26,2015|Web Released:October 5,2015CL-150600Chem.Lett.2015,44,1371–1373|doi:10.1246/cl.150600©2015The Chemical Society of Japan |1371represent i ng 4-(2-hydroxyethy l )-1-p i peraz i neethanesu lf on i cac i d).12­17BES has the same f unct i ona l groups as HEPES (i .e.,su lf on i c ac i d,tert i ary am i ne,and hydroxy groups as shown i n Scheme 1).There f ore,the Au(III)and Pd(II)sa l ts were sequent i a ll y reduced w i th BES as a m il d reductant to generate the Au @Pd nanopart i c l es through ep i tax i a l growth o f the Pd she ll on pr i mary Au seeds i n our BES-conta i n i ng synthet i c system.In add i t i on,BES can i nteract w i th Au or Pd meta l s v i a f unct i ona l groups (e.g.,su lf onate and am i ne groups),wh i ch he l p stab ili ze the resu l t i ng nanopart i c l es.The s i ze and shape o f the Au @Pd nanopart i c l es cou l d be changed by tun i ng the BES concentrat i on and pH va l ue o f the react i on system (samp l es S2­S6i n Tab l e 1).When the concen-trat i on o f BES was 100mM (S2),un if orm spher i ca l Au @Pd nanopart i c l es o f 4­11nm (average s i ze:ca.8nm)were obta i ned (F i gures S1a and S1b i n Support i ng In f ormat i on).When the BES concentrat i on was i ncreased to 300mM (S3),the obta i ned Au @Pd nanopart i c l es st ill preserved the spher i ca l nanostructure but w i th a broader part i c l e s i ze d i str i but i on o f 7­20nm (average s i ze:ca.10nm)(F i gures S1c and S1d).However,f urther i ncreas i ng the BES concentrat i on to 400mM s i gn ificant l y changed the morpho l ogy o f the resu l t i ng Au @Pd nanopart i c l es (S4),wh i ch cons i st o f a m i xture o f part i c l es w i th a var i ety o f shapes.Interest i ng l y,many regu l ar tetrahedra l nanopart i c l es o f ca.12nm were f ormed i n S4(F i gures S1e and S1f ).These resu l ts i nd i cate that the BES concentrat i on exerts great i n fluence on the s i ze and morpho l ogy o f the Au @Pd nanopart i c l es v i a chang i ng the nuc l eat i on and growth rate o f nanopart i c l es.At l ower pH va l ue (e.g.,pH 2f or S5),the resu l t i ng Au @Pd nanopart i c l es were most l y spher i ca l w i th narrow s i ze d i str i but i on o f 15­20nm (F i gure S2a).However,at h i gher pH va l ue (e.g.,pH 5f or S6),non-un if orm spher i ca l Au @Pd nanopart i c l es w i th broad s i ze d i str i but i on o f 10­40nm were obta i ned (F i gure S2b).It has been reported that the pH va l ue o f the so l ut i on s i gn ificant l y a ffects the s i ze and shape o f Au and Pd nanostructures.17­20Th i s work a l so revea l s that the Au @Pd nanopart i c l es cou l d be tuned by contro lli ng the pH va l ue o f the react i on system.Suzuk i coup li ng react i on between 4-i odopheny l methy l ether w i th pheny l boron i c ac i d was chosen to eva l uate the cata l yt i c act i v i ty o f the resu l t i ng Au @Pd nanopart i c l es.The react i on was genera ll y carr i ed out as f o ll ows:Pheny l bor i c ac i d (1.5mmo l ),4-i odopheny l methy l ether (1mmo l ),K 2CO 3(2mmo l ),tetrabuty l ammon i um brom i de (TBAB,1mmo l ),and the Au @Pd nanopart i c l es (0.005mmo l o f Pd)were added i nto 9mL o f ethano l/H 2O (1:2by vo l ume)so l ut i on.The react i on m i xture was re fluxed at 86°C f or 3­5m i n and then coo l ed down to room temperature.The product was extracted tw i ce w i th d i ethy l ether and dr i ed w i th anhydrous Na 2SO 4.A f ter be i ng concentrated i n a rotary evaporator,the product was pur ified by co l umn chromatography per f ormed on s ili ca ge l (200­300mesh)w i th petro l eum ether as e l uent to get the i so l ated y i e l d and i dent ified by compar i ng the 1H NMR spectra w i th standard data,wh i ch were recorded on a Bruker-Avance II 400MHz NMR spectrometer.As shown i n F i gure 3,the Au @Pd nanopart i c l es (S1and S2)exh i b i ted s i gn ificant l y h i gher cata l yt i c act i v i ty than mono-meta lli c Au or Pd nanopart i c l es w i th s i m il ar s i zes (TEM i mages o f Au and Pd nanopart i c l es shown i n F i gure S3).The i so l ated y i e l ds o f the coup li ng product on S1,S2,Pd and Au nano-cata l ysts were respect i ve l y 66%,83%,15%,and neg li g i b l e.The d ifferent y i e l ds on S1and S2a l so i mp li ed s i ze-dependent cata l yt i c act i v i ty o f the Au @Pd core ­she ll nanopart i c l es f or Suzuk i coup li ng react i on.The Au @Pd core ­she ll nanopart i c l es (S1)were f urther tested to cata l yze other Suzuk i coup li ng react i ons.As shown i n Tab l e 2,both ary l brom i des (Entr i es 1­3)and i od i des (Entr i es4F i gure 2.(A)TEM i mage o f samp l e S1;(B)Au mapp i ng;(C)Pd mapp i ng;(D)Over l apped i mage o f Au and Pd mapp i ng.Tab l e 1.E ffects o f the BES concentrat i on and pH va l ue on the synthes i s o f Au @Pd core ­she ll nanopart i c l es a Samp l e BES /mM pH S i ze d i str i but i on (average s i ze)/nm Morpho l ogy S1200315­20(17)spher i ca l S210034­11(8)spher i ca l S330037­20(10)spher i ca l S440037­20(14)po l yhedra l S5200215­20(17)spher i ca l S6200510­40(35)po l yhedra laThe genera l synthet i c procedure descr i bed f or S1i n the ma i n text was f o ll owed except the above spec ific parameters.B(OH)2+I OCH 3F i gure 3.Iso l ated y i e l ds f or Suzuk i coup li ng between 4-i odopheny l methy l ether and pheny l boron i c ac i d on d ifferent nanocata l ysts.1372|Chem.Lett.2015,44,1371–1373|doi:10.1246/cl.150600©2015The Chemical Society of Japanand5)effic i ent l y reacted w i th pheny l boron i c ac i d to produce the correspond i ng coup li ng products w i th exce ll ent y i e l ds w i th i n 6­25m i n.In sharp contrast,on l y neg li g i b l e to l ower y i e l ds were obta i ned on Pd nanopart i c l es under otherw i se i dent i ca l con-d i t i ons.The cata l yt i c resu l ts c l ear l y revea l that the Au@Pd nano-part i c l es possess s i gn ificant l y h i gher cata l yt i c act i v i ty than pure Pd nanopart i c l es.The promot i ona l effect o f Au i nd i cates synerg i st i c effects between the Au core and the Pd she ll.Th i s may be re l ated to charge trans f er between Au and Pd,wh i ch then changes the e l ectron i c structure and cata l yt i c act i v i ty o f the act i ve Pd spec i es.21,22In summary,the Au@Pd core­she ll nanopart i c l es have been success f u ll y prepared at room temperature w i th the ass i stance o f BES that acts as both a reductant and a stab ili zer dur i ng the synthes i s.The Au@Pd nanopart i c l es exh i b i ted s i gn ificant l y h i gher cata l yt i c act i v i ty f or Suzuk i coup li ng react i on than monometa lli c Pd or Au nanopart i c l es.S i ze-dependent cata l yt i c act i v i ty was a l so observed f or the Au@Pd nanopart i c l es.Our growth route to the Au@Pd nanopart i c l es prov i des an env i ron-menta ll y f r i end l y and energy-effic i ent“green”synthet i c proto-co l,wh i ch cou l d be eas il y extended to the l arge-sca l e synthes i s o f core­she ll nanostructures conta i n i ng other trans i t i on meta l s.Th i s work was supported by H i gh-tech Industry Techno l ogy Innovat i on Team Tra i n i ng Program o f Wuhan Sc i ence and Techno l ogy Bureau(No.2014070504020243),Nat i ona l Natura l Sc i ence Foundat i on o f Ch i na(Nos.21371139,21171136,and 21571146)and Natura l Sc i ence Foundat i on o f Hube i Prov i nce (No.2014CFB795).Support i ng In f ormat i on i s ava il ab l e e l ectron i ca ll y on J-STAGE. Re f erences1K.Sun,A.R.W il son,S.T.Thompson,mb,ACS Cata l.2015,5,1939.2L.Zhang,A.Wang,J.T.M ill er,X.L i u,X.Yang,W.Wang, L.L i,Y.Huang,C.-Y.Mou,T.Zhang,ACS Cata l.2014,4, 1546.3R.N.Dh i ta l,C.Kamonsat i ku l,E.Somsook,K.Bobuatong, M.Ehara,S.Karanj i t,H.Sakura i,J.Am.Chem.Soc.2012, 134,20250.4 F.Gao,Y.Wang,D.W.Goodman,J.Am.Chem.Soc.2009,131,5734.5 A.M.Henn i ng,J.Watt,P.J.M i edz i ak,S.Cheong,M.Santonastaso,M.Song,Y.Takeda,A.I.K i rk l and,S.H.Tay l or,R.D.T ill ey,Angew.Chem.,Int.Ed.2013,52,1477. 6J.K.Edwards,B.E.So l sona,ndon,A.F.Car l ey,A.Herz i ng,C.J.K i e l y,G.J.Hutch i ngs,J.Cata l.2005,236,69.7M.Tang,T.Wu,H.Na,S.Zhang,X.L i,X.Pang,Mater.Res.Bu ll.2015,63,248.8Y.He,N.Zhang,L.Zhang,Q.Gong,M.Y i,W.Wang,H.Q i u,J.Gao,Mater.Res.Bu ll.2014,51,397.9S.Kunz,E.Ig l es i a,J.Phys.Chem.C2014,118,7468.10L.Sh i,A.Wang,T.Zhang,B.Zhang,D.Su,H.L i,Y.Song, J.Phys.Chem.C2013,117,12526.11Y.W.Lee,M.K i m,Z.H.K i m,S.W.Han,J.Am.Chem.Soc.2009,131,17036.12S.L i,W.Zhang,F.Chen,R.Chen,Mater.Res.Bu ll.2015, 66,186.13M.-H.So,C.-M.Ho,R.Chen,C.-M.Che,Chem.®As i an J.2010,5,1322.14H.L i,Z.Lu,Q.L i,M.-H.So,C.-M.Che,R.Chen,Chem.®As i an J.2011,6,2320.15W.Zhang,Q.Wang,F.Q i n,H.Zhou,Z.Lu,R.Chen, J.Nanosc i.Nanotechno l.2011,11,7794.16R.Chen,J.Wu,H.L i,G.Cheng,Z.Lu,C.-M.Che,Rare Met.2010,29,180.17J.X i e,J.Y.Lee,D.I.C.Wang,Chem.Mater.2007,19, 2823.18S.Wang,K.Q i an,X.B i,W.Huang,J.Phys.Chem.C2009, 113,6505.19F.K i m,K.Sohn,J.Wu,J.Huang,J.Am.Chem.Soc.2008, 130,14442.20Y.P i ao,Y.Jang,M.Shokouh i mehr,I.S.Lee,T.Hyeon, Sma ll2007,3,255.21Y.Sh i,H.Yang,X.Zhao,T.Cao,J.Chen,W.Zhu,Y.Yu,Z.Hou,Cata mun.2012,18,142.22Y.-F.Han,Z.Zhong,K.Ramesh,F.Chen,L.Chen,T.Wh i te,Q.Tay,S.N.Yaakub,Z.Wang,J.Phys.Chem.C 2007,111,8410.Tab l e2.Suzuk i coup li ng o f pheny l boron i c ac i d w i th var i ous ary l ha li des aEntry Substrate Products Time/minYield/%bPd1 2 3 4 525252566949151S19980trace1828196 Br CHO CHOOHBr OHCH3Br CH3OCH3I OCH3Ia Ary l ha li de(1mmo l),pheny l boron i c ac i d(1.5mmo l),K2CO3(2mmo l),TBAB(1mmo l),cata l yst(0.005mmo l Pd)i n9mLethano l/H2O(v/v=1/2)so l ut i on.A ll react i ons were per-f ormed at86°C.b Iso l ated y i e l d.Chem.Lett.2015,44,1371–1373|doi:10.1246/cl.150600©2015The Chemical Society of Japan|1373。

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