具有各向異性形狀的貴金屬納米晶體由于其獨特的性能而受到越來越多的關注。有鑒于此,佐治亞理工學院夏幼南教授等人提出了一種簡便的新合成方法,可以得到尺寸及長寬比可控的鉑單晶納米棒。研究指出,在反應初期生成的鉑納米顆粒的結合以及由局部氧化刻蝕誘發的定向生長是導致鉑納米棒取向性生長的原因。在存在聚乙烯基吡咯烷酮的情況下,通過在160°C下簡單地在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中還原Pt(IV)前驅體來制備寬高比可調節至2.1的Pt納米棒的簡便方法。除了通常觀察到的作為溶劑和還原劑的作用外,DMF還可以分解生成CO,CO是一種能夠選擇性鈍化Pt {100}面以促進納米棒形成的封端劑。可以通過改變參與合成的Pt(IV)前驅體的量以及PVP的濃度來調節納米棒的尺寸和長徑比,因為PVP具有穩定劑和助還原劑的雙重作用。對納米棒生長機理的進一步研究發現,其生長過程中的對稱性降低主要由于:(1)在反應初期生成的鉑的小顆粒通過相互附著連接及隨后的再結晶來生成鉑納米棒;(2)鉑前驅體釋放出的氯離子和反應溶液中溶解的氧氣可以在已生成的鉑納米立方體表面引發局部氧化刻蝕,因此誘導鉑納米晶打破其對稱性并沿著某一方向生長成為納米棒。總之,該工作不僅提出了一種合成高質量鉑單晶納米棒的方法,還探索了納米晶體打破其晶格對稱性進行取向性生長的機理,為其他納米晶體材料的合成提供了理論和實驗基礎。
Ruhui Chen et al. A Simple Route to the Synthesis of Pt Nanobars and the Mechanistic Understanding of Symmetry Reduction. Chemistry – A European Journal, 2020.DOI: 10.1002/chem.202004104https://doi.org/10.1002/chem.202004104