Metalli di transizione nanoparticelle sono generalmente definiti come particelle isolabili tra 1 e 50 nanometri di dimensione. Come è evidente dalla fig. 1., L'interesse principale per le potenziali applicazioni di questi materiali deriva dalle loro superfici enormi. E 'stato calcolato che ad esempio un cubo di ferro di dimensioni 10nm esibisce il 10% degli atomi sulla superficie, mentre ridimensionamento queste particelle a 2,5 Nm. espone il 60% degli atomi in superficie.  | Figura 1. Nanoparticelle di platino in microscopia elettronica a trasmissione ad alta risoluzione. |
Nanoparticelle di metalli di transizione Forms Nanoparticelle di materiali metallici di transizione può essere ottenuto in forma di: · Metallo nanopolveri , dove la dimensione del grano varia tra 5 - 50 nm · Metallo nanoparticelle di 1 - 10 formato nm avere una distribuzione delle dimensioni relativamente stretta · Colloidi metallici isolabili nanoparticelle sono particelle con dimensioni tra 1 e 15 nm in cui viene impedito il core metal da agglomerato in base colloidale gusci di protezione. Colloidi metallo può essere discioglie in solventi organici ("organosol") o acqua ("hydrosols"). · Una forma particolare di metalli colloidali sono fluidi magnetici quando sono oggetto nuclei magnetici di particelle di metallo, come Fe, Fe / Co Co leghe o da mono o doppi strati di agenti peptisation speciale per dare dispersioni stabili ("liquidi") in una varietà di supporti organici (ad esempio cherosene, olio di silicone) o acqua · In contrasto con le nanoparticelle, che sono caratterizzati solo dalla loro dimensione e composizione elementare, nanocluster metallici contengono un numero definito di atomi di metallo, ad esempio Ti Au 13 o 55. In un certo numero di casi nanocluster può anche essere descritta come composti chimici normali di formule chimiche definite come [Ti 13 x 6THF] o Au 55 (PPh 3) 12 Cl 6. Top down e bottom up di elaborazione Particelle metalliche nanostrutturate sono stati ottenuti sia da cosiddetti "metodi top down", cioè dalla macinazione meccanica dei metalli alla rinfusa, o tramite "bottom-up, metodi" che si basano sulla riduzione chimica umida di sali metallici o, in alternativa, la decomposizione controllata metastabile di composti organometallici come metallo-carbonili. Stabilizzanti e agenti stabilizzanti Per la produzione di nanoparticelle metalliche colloidi una vasta gamma di stabilizzanti, leganti donatori per esempio, polimeri e tensioattivi, vengono utilizzati per controllare la crescita del nanocluster inizialmente formato e per impedire loro di agglomerazione. La riduzione chimica di sali di metalli di transizione in presenza di agenti stabilizzanti per generare colloidi metallici zerovalente in un mezzo acquoso o organico è stato pubblicato la prima volta nel 1857 da M. Faraday e questo approccio è diventato uno dei metodi più comuni e potenti sintesi in questo campo. Primi protocolli riproducibili standard per metallo colloidi Preparazione I primi protocolli riproducibili standard per la preparazione di colloidi metallici (ad esempio per l'oro 20 nm per riduzione con sodio citrato) sono stati istituiti da J. Turkevich. Ha anche proposto un meccanismo per la formazione graduale delle nanoparticelle sulla base di nucleazione, crescita e di agglomerazione, che in sostanza è ancora valido. I dati di moderne tecniche analitiche e termodinamico più recenti ei risultati cinetici sono stati utilizzati per perfezionare questo modello come illustrato in figura. 2.  | Figura 2. La formazione di colloidi metallici nanostrutturati dal "metodo sale riduzione". |
Nucleazione da Sali del Metallo Nella fase embrionale della nucleazione, il sale metallo è ridotto a dare atomi di metallo zerovalente. Questi possono collidere in soluzione con ioni metallici ulteriori atomi di metallo, o cluster per formare un irreversibile "seme" di nuclei in metallo stabile. Il diametro dei nuclei "seme" può essere anche inferiore a 1 nm a seconda della forza del metallo-metallo obbligazioni e la differenza tra il potenziale redox del sale in metallo e l'agente di riduzione applicata. La formazione di colloidi nanoparticelle metalliche tramite "stabilizzazione riduttivo" utilizzando reagenti organo aluminum segue un meccanismo diverso che è stato recentemente chiarito nei dettagli. Colloidi metallici come catalizzatori Nel corso degli ultimi decenni un notevole corpus di conoscenza è stata accumulata in questi materiali. Altamente disperso colloidi mono e bimetallici possono essere utilizzati come precursori per un nuovo tipo di catalizzatore che è applicabile sia nella fase omogenea ed eterogenea. Oltre alle ovvie applicazioni nella tecnologia di polvere, la scienza dei materiali e la catalisi chimica, studi recenti hanno esaminato le grandi potenzialità di colloidi metallici nanostrutturati come catalizzatori vantaggiosa celle a combustibile. |