贵金属在活泼金属纳米材料表面的外延生长

贵金属（如金、银、铂、钯等）纳米粒子具有特殊的表面等离子体共振及催化等性质，在化学分析、生物传感、示踪成像、光热治疗、催化剂设计和纳米器件的构筑等诸多领域具有重要的应用价值。人们对于贵金属纳米粒子性质的调控很大程度上依赖于对其结构和形貌的定向设计。但是对于某些特定的贵金属，由于合成上缺乏适当的控制机制，其纳米粒子的种类非常有限，限制了它们在实际中的应用。

针对这一问题，西安交通大学的高传博教授、美国加州大学河滨分校的殷亚东教授及他们的研究团队提出了一种新颖的思路，即通过晶体外延生长的方法将该类贵金属沉积在另一种更易于制备的金属纳米粒子的表面，从而实现它们之间的“转化”。但是晶体的外延生长通常会受到金属活泼性的限制；一般来说相对活泼的金属沉积在贵金属的表面上是比较容易的，反之由于置换反应的发生，很难实现贵金属在相对活泼的金属表面上的沉积。为解决这一问题，该研究团队通过引入配位作用降低了贵金属盐的还原电势，有效地避免了晶体生长过程中置换反应的发生，从而实现了贵金属在活泼金属纳米晶体表面的外延生长，成为一种制备具有不同形貌的贵金属纳米材料的替代方案。

以金纳米粒子为例，具有规整形貌的金纳米晶体的可控制备是湿化学法合成贵金属纳米材料的一项重要挑战。与之形成鲜明对比的是，银纳米晶体的合成则更为可控，人们通过采用不同的合成方法得到了具有不同形貌的银纳米晶体，并且实现了较高产率和产量。因此，以这些银纳米晶体为模板实现金的外延生长可成为制备金纳米晶体的可行方案。由于置换反应的发生，人们通常只能得到具有空心结构的金纳米材料。本工作以银纳米片为例，通过引入亚硫酸根离子作为金盐的配体，避免了金盐与银纳米片之间置换反应的发生，实现了金在银纳米片表面上的外延生长，最终形成了具有核壳结构的“准金”纳米片材料。该材料同时表现出优异的化学稳定性和光学活性，在分子检测、生物传感与成像等领域具有良好的应用前景。

该工作拓展了贵金属纳米材料设计合成的思路，并为活泼金属抗腐蚀保护层的制备等方向提供了新的方法。另外，由于核壳纳米结构的形成，活泼金属核心结构可对贵金属壳层的光学和催化性质产生较大的影响，为新型贵金属纳米材料的合成提供了新的条件。

该工作发表在Advanced Functional Materials上（10.1002/adfm.201502366）。

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