- 文献综述(或调研报告):
- 普鲁士蓝纳米颗粒的尺寸控制方法
纳米材料的尺寸控制方法颇多,主要包括改变反应物浓度、稳定剂用量及种类、反应时间、反应环境pH。
Hu Ming等[1]在采用单源法制备普鲁士蓝的过程中,通过提高反应物铁氰化钾浓度、增大稳定剂PVP的用量、降低反应环境pH得到尺寸逐步减小的PB颗粒。提高反应物浓度使得反应初期爆发性成核,晶核的数量多、尺寸小,并生长成尺寸较小的PB颗粒;增大PVP用量可以使反应初期形成的普鲁士蓝稳定存在并相互取向聚集,从而形成尺寸较大的PB颗粒;降低pH大大提升了铁氰化钾还原成亚铁的速率,同样导致反应初期爆发性成核,形成小尺寸PB颗粒。
Viktoacute;ria Hornok等[2]在采用液相沉淀法制备普鲁士蓝的过程中使用了不同种类的高分子作为PB的稳定剂,中性高分子通过空间位阻作用、带电高分子通过静电排斥作用使得PB颗粒稳定存在并阻止其生长,通过增大稳定剂的用量以获得小尺寸PB颗粒。
- 普鲁士蓝纳米颗粒的结晶度控制方法
普鲁士蓝的结晶过程属非经典结晶过程,其特征在于反应初期存在无定形阶段,且在颗粒达到一定尺寸后会出现取向聚集生长。Hu Ming等[3]选取PVP作为PB稳定剂,发现在PVP足量的情况下可将PB控制在介晶状态,介晶状态的普鲁士蓝在衍射行为上与单晶类似,但表面存在很多空隙,内部有大量未消融的PVP分子。介晶状态的普鲁士蓝具有更大的比表面积从而表现出更强的酶活性。
在其他纳米材料的结晶度控制上,温度是一个重要的控制材料结晶程度的因素,Nailiang Yang[4]等通过控制反应温度制得一系列结晶程度不同的结晶-无定形钯纳米片复合材料,并研究不同结晶程度的钯片对NS分子催化的选择性。
- 普鲁士蓝纳米颗粒的表面改性
为了使普鲁士蓝纳米酶在诊疗等方面得以实际应用,需要对其继续表面功能化修饰。一种修饰策略是在合成的过程中将功能分子以稳定剂的形式加入到反应体系中,Viktoacute;ria Hornok等[2]在采用液相沉淀法制备普鲁士蓝的过程中分别将PVA、PDDA、PSS等高分子加入反应体系制得表面被这些高分子修饰的普鲁士蓝纳米颗粒。另一种策略是在纳米颗粒合成后将目标分子与PB进行结合,或者用目标分子取替代PB表面原本存在的修饰分子,Vindya S. Perera等[5]在合成PVP修饰的掺Gd3 普鲁士蓝后,将产物与PEG混合透析,实现了PEG对PVP的替换。
- 纳米酶结晶度其酶活性的影响
目前尚未见到关于结晶程度对普鲁士蓝纳米颗粒酶活性的影响。但在一些具有酶活性的金属材料中,结晶程度确实对材料酶活性的大小、催化选择性有影响,Nailiang Yang等[4]发现结晶度高的钯纳米片催化NS形成EN,并最终生成EA分子,而无定形钯纳米片只能将NS催化生成AS分子。
参考文献
[1] Hu Ming et al. Size- and shape-controlled synthesis of Prussian Blue nanoparticles by a polyvinylpyrrolidone-assisted crystallization process CrystEngComm, 2012, 14, 3387–3396
[2] Viktoacute;ria Hornok et al. Synthesis and stabilization of Prussian blue nanoparticles and application for sensors Journal of Colloid and Interface Science 2007,309 176–182
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