journal article·2010-01-14

Temperature-Induced Interfacial Change in Au@SiO2 Core−Shell Nanoparticles Detected by Extended X-ray Absorption Fine Structure

Kunhao Zhang, Wei Wang, Weidong Cheng, Xueqing Xing, Guang Mo, Quan Cai, Zhongjun Chen, Zhonghua Wu

Publisher page

Abstract

Core−shell nanoparticles were widely studied because of their potential application. However, there are few reports about the interfacial structure and its stability. In this paper, Au@SiO 2 nanoparticles have been synthesized by using the traditional sol−gel method. In situ extended X-ray absorption fine structure technique was used to characterize the structural change with temperature. It is found that the interfacial bonding between the Au core and the silica shell has changed from a Au−N bond to a Au−Si bond when the temperature is above 600 °C. The Au−silica interface with Au−Si bonds between the Au core and silica shell can be stably existed in the temperature range of 600 to 1000 °C. The mechanism of bond change is described. The thermal expansion coefficient of Au nanoparticles in the Au@SiO 2 core−shell system is obtained to be 1.4 × 10 −5 K −1, which is almost the same with Au bulk. The details of the structural changes and thermal expansion behavior are discussed in this paper.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Quantum Dots Synthesis And Properties · Catalytic Processes in Materials Science · nanoparticles nucleation surface interactions

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China, and Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

References (73)

Show source-provided references
1. Zarur A. J. · Nature · 2000 · 403 · 6510.1038/47450 ↗
2. Daniel M. C. · Chem. Rev. · 2004 · 104 · 29310.1021/cr030698+ ↗
3. Burda C. · Chem. Rev. · 2005 · 105 · 102510.1021/cr030063a ↗
4. Fernndez-Garca M. · Chem. Rev. · 2004 · 104 · 406310.1021/cr030032f ↗
5. Hu J. T. · Acc. Chem. Res. · 1999 · 32 · 43510.1021/ar9700365 ↗
6. Cao Y. C. · Science · 2002 · 297 · 153610.1126/science.297.5586.1536 ↗
7. Sokolova V. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 138210.1002/anie.200703039 ↗
8. Hashmi A. S. K. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2006 · 45 · 789610.1002/anie.200602454 ↗
9. Niemeyer C. M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2001 · 40 · 412810.1002/1521-3773(20011119)40:22<4128::AID-ANIE4128>3.0.CO;2-S ↗
10. Ung T. · Langmuir · 1998 · 14 · 374010.1021/la980047m ↗
11. Sun Z. H. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2009 · 48 · 110.1002/anie.200890275 ↗
12. Yin Y. D. · Nano Lett. · 2002 · 2 · 42710.1021/nl025508+ ↗
13. Aslan K. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 152410.1021/ja0680820 ↗
14. Liz-Marzán L. M. · Langmuir · 1996 · 12 · 432910.1021/la9601871 ↗
15. García-Santamaría F. · Langmuir · 2002 · 18 · 451910.1021/la025594t ↗
16. Graf C. · Langmuir · 2003 · 19 · 669310.1021/la0347859 ↗
17. Lee J. · Adv. Mater. · 2008 · 20 · 152310.1002/adma.200702338 ↗
18. Mine E. · J. Colloid Interface Sci. · 2003 · 264 · 38510.1016/S0021-9797(03)00422-3 ↗
19. Dick K. · J. Am. Chem. Soc. · 2002 · 124 · 231210.1021/ja017281a ↗
20. Nooney R. I. · Adv. Mater. · 2004 · 12 · 529
21. Ung T. · J. Phys. Chem. B · 2001 · 105 · 344110.1021/jp003500n ↗
22. Botella P. · Chem. Mater. · 2007 · 19 · 197910.1021/cm0629457 ↗
23. Lu Y. · Nano Lett. · 2002 · 2 · 78510.1021/nl025598i ↗
24. Burns A. · Chem. Soc. Rev. · 2006 · 35 · 102810.1039/B600562B ↗
25. Rodríguez-González B. · Faraday Discuss. · 2004 · 125 · 13310.1039/B303205A ↗
26. Joo S. H. · Nat. Mater. · 2009 · 8 · 12610.1038/nmat2329 ↗
27. Lin K. J. · Adv. Mater. · 2008 · 16 · 184510.1002/adma.200400349 ↗
28. Hori K. · Sci. Technol. Adv. Mater. · 2006 · 7 · 67810.1016/j.stam.2006.09.013 ↗
29. Kishida M. · Chem. Lett. · 2000 · 110810.1246/cl.2000.1108 ↗
30. Ikeda M. · Chem. Commun. · 2001 · 251210.1039/b106797d ↗
31. Bae D. S. · J. Mater. Chem. · 2002 · 12 · 311710.1039/B203203C ↗
32. Gupta G. · Chem. Mater. · 2008 · 20 · 500510.1021/cm800879q ↗
33. Tsang S. C. · Chem. Mater. · 2008 · 20 · 455410.1021/cm801068j ↗
34. Kobayashi Y. · J. Phys. Chem. B · 2003 · 107 · 742010.1021/jp027759c ↗
35. Salgueiriño-Maceira V. · J. Mater. Chem. · 2006 · 16 · 359310.1039/B604883H ↗
36. Wu X. J. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 277410.1021/ja808452r ↗
37. Lai C. W. · Small · 2008 · 4 · 21810.1002/smll.200700283 ↗
38. Chang S. Y. · J. Am. Chem. Soc. · 1994 · 116 · 673910.1021/ja00094a032 ↗
39. Schroedter A. · Nano Lett. · 2002 · 2 · 136310.1021/nl025779k ↗
40. Darbandi M. · Langmuir · 2006 · 22 · 437110.1021/la0529658 ↗
41. Velikov K. P. · Appl. Phys. Lett. · 2002 · 80 · 4910.1063/1.1431698 ↗
42. Ge J. P. · Inorg. Chem. · 2006 · 45 · 492210.1021/ic051598k ↗
43. Stöber W. · J. Colloid Interface Sci. · 1968 · 20 · 6210.1016/0021-9797(68)90272-5 ↗
44. Salgueiriño-Maceira V. · J. Phys. Chem. B · 2003 · 107 · 1099010.1021/jp034302+ ↗
45. Liz-Marzán L. M. · J. Phys. Chem. B · 2003 · 107 · 731210.1021/jp027835b ↗
46. Han Y. · Langmuir · 2008 · 24 · 584210.1021/la703440p ↗
47. Pastoriza-Santos I. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 246510.1021/cm060293g ↗
48. Lee J. · Chem. Mater. · 2008 · 20 · 583910.1021/cm801149w ↗
49. Arnal P. A. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2006 · 45 · 822410.1002/anie.200603507 ↗
50. Enüstün B. V. · J. Am. Chem. Soc. · 1963 · 85 · 331710.1021/ja00904a001 ↗
51. http://www.esrf.eu/computing/scientific/FIT2D.
52. Guinier A. · 1955
53. Wang W. · Eur. Phys. J. B · 2008 · 65 · 5710.1140/epjb/e2008-00322-7 ↗
54. Greenwood N. N. · 1984
55. Wenk H. R. · 2003
56. Holleman A. F. · 198510.1515/9783110838176 ↗
57. Stern E. A. · Phys. Rev. B · 1974 · 10 · 302710.1103/PhysRevB.10.3027 ↗
58. Rehr J. J. · Rev. Mod. Phys. · 2000 · 72 · 62110.1103/RevModPhys.72.621 ↗
59. Koningsberger D. C. · Top. Catal. · 2000 · 10 · 14310.1023/A:1019105310221 ↗
60. Wu Z. H. · J. Phys. Chem. B · 2002 · 106 · 456910.1021/jp011520z ↗
61. Fonda E. · J. Synchrotron Radiat. · 1999 · 6 · 3410.1107/S0909049598010280 ↗
62. Lide D. R. · 2007
63. Goeransson K. · J. Alloys Compd. · 1995 · 219 · 10710.1016/0925-8388(94)05046-5 ↗
64. Li W. H. · Phys. Rev. Lett. · 2002 · 89 · 13550410.1103/PhysRevLett.89.135504 ↗
65. Kluth P. · Phys. Rev. B · 2006 · 74 · 01420210.1103/PhysRevB.74.014202 ↗
66. Ishida T. · Nanotechnology · 2009 · 20 · 06570510.1088/0957-4484/20/6/065705 ↗
67. Elliott R. P. · Bull. Alloy Phase Diagr. · 1981 · 2 · 35910.1007/BF02868294 ↗
68. Oh S. H. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 1106
69. Pal R. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 339610.1021/ja810093t ↗
70. Klement W. · Nature · 1960 · 187 · 86910.1038/187869b0 ↗
71. Miracle D. B. · Nat. Mater. · 2004 · 3 · 69710.1038/nmat1219 ↗
72. Sheng H. W. · Nature · 2006 · 439 · 41910.1038/nature04421 ↗
73. Shpyrko O. G. · Science · 2006 · 313 · 7710.1126/science.1128314 ↗