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Synthesis and characterization of ruthenium nanoparticles
Santiago-Torres, Priscila
Santiago-Torres, Priscila
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Abstract
We report work on the synthesis of ruthenium nanoparticles in a polymer support and, for the first time, characterization of the particles in this support is performed using the scanning tunneling microscope (STM). Ruthenium nanoparticles are prepared from the alcoholic reduction of Ru⁺³, in the presence of 10 nm polyvinyl pyrrolidone nanoparitcles (PVP). UV visible absorption measurements are used to track the stepwise reduction of Ru⁺³ into Ru⁺², Ru⁺¹ and Ru⁰. Ru⁺³ is characterized by a broad absorption spectra between 300 and 470 nm. The maximum absorption wavelength changes from 357 nm to 346 nm upon the reduction of Ru⁺² to Ru⁺¹. The spectrum of the ruthenium nanoparticles is characterized by a high baseline, associated with light scattering by the nanoparticles, and a broad absorption band below 350 nm. The PVP nanoparticles are changed into rods in the synthesis process. The PVP derived rods are about 46.1 nm long and 21.5 nm in diameter. Ruthenium nanoparticles are detected on the rods surfaces in scanning tunneling electron microscopy measurements. Electron tunneling current measurements as a function of bias voltage of the particles on the PVP surface reveal three independent bands associated with the stepwise ionization of Ru into Ru⁺, Ru⁺² and Ru⁺³. No significant results about the mechanism by which PVP particles prevent the agglomeration of ruthenium nanoparticles was found in FTIR measurements.
En este estudio reportamos la síntesis de nanopartículas de rutenio en un soporte polimérico y, por primera vez, la caracterización de estas nanopartículas en el soporte utilizando el microscopio de rastreo de tunelaje (STM). La preparación de las nanopartículas de rutenio consiste en una reducción de Ru⁺³, en presencia de nanopartículas de polivinil pirrolidona (PVP) de 10 nm. Se utilizó espectroscopía de absorción de luz ultravioleta-visible para seguir paso a paso la reducción de Ru⁺³ a Ru⁺², Ru⁺¹ y Ru⁰. La longitud de onda de absorción máxima para rutenio cambia de 357 nm a 346 nm en la reducción de Ru⁺² a Ru⁺¹. El espectro de las nanopartículas es caracterizado por un línea base alta, asociada con la dispersión de la luz por las nanopartículas y una banda ancha de absorción por debajo de los 350 nm. Las nanopartículas de PVP cambiaron a cilíndros durante el proceso de síntesis. Los cilíndros derivados de PVP son de aproximadamente 46.1 nm de largo y 21.5 nm de diámetro. Se detectaron nanopartículas de rutenio en la superficie de los cilíndros mediante medidas de microscopía de rastreo por tunelaje. Las medidas de corriente de tunelaje del electrón como función del voltaje en las partículas en la superficie de PVP revelan tres bandas independientes asociadas con la ionización por pasos de Ru⁰ a Ru⁺¹, Ru⁺²,y Ru⁺³. No se hallaron resultados significativos sobre el mecanismo por el cual las partículas de PVP previenen la aglomeración de las nanopartículas de rutenio en medidas de IR-TF.
En este estudio reportamos la síntesis de nanopartículas de rutenio en un soporte polimérico y, por primera vez, la caracterización de estas nanopartículas en el soporte utilizando el microscopio de rastreo de tunelaje (STM). La preparación de las nanopartículas de rutenio consiste en una reducción de Ru⁺³, en presencia de nanopartículas de polivinil pirrolidona (PVP) de 10 nm. Se utilizó espectroscopía de absorción de luz ultravioleta-visible para seguir paso a paso la reducción de Ru⁺³ a Ru⁺², Ru⁺¹ y Ru⁰. La longitud de onda de absorción máxima para rutenio cambia de 357 nm a 346 nm en la reducción de Ru⁺² a Ru⁺¹. El espectro de las nanopartículas es caracterizado por un línea base alta, asociada con la dispersión de la luz por las nanopartículas y una banda ancha de absorción por debajo de los 350 nm. Las nanopartículas de PVP cambiaron a cilíndros durante el proceso de síntesis. Los cilíndros derivados de PVP son de aproximadamente 46.1 nm de largo y 21.5 nm de diámetro. Se detectaron nanopartículas de rutenio en la superficie de los cilíndros mediante medidas de microscopía de rastreo por tunelaje. Las medidas de corriente de tunelaje del electrón como función del voltaje en las partículas en la superficie de PVP revelan tres bandas independientes asociadas con la ionización por pasos de Ru⁰ a Ru⁺¹, Ru⁺²,y Ru⁺³. No se hallaron resultados significativos sobre el mecanismo por el cual las partículas de PVP previenen la aglomeración de las nanopartículas de rutenio en medidas de IR-TF.
Description
Date
2007