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Catalytic reduction of 4-nitrophenol using silver nanoparticles with adjustable activity

  • We report on the development of ultra-small core-shell silver nanoparticles synthesized by an up-scaled modification of the polyol process. It is foreseen to use these thoroughly characterized particles as reference material to compare the catalytic and biological properties of functionalized silver nanoparticles. Small-angle X-ray scattering (SAXS) analysis reveal a narrow size distribution of the silver cores with a mean radius of RC = 3.0 nm and a distribution width of 0.6 nm. Dynamic light scattering (DLS) provides a hydrodynamic radius of RH = 10.0 nm and a PDI of 0.09. The particles’ surface is covered with poly(acrylic acid) (PAA) forming a shell with a thickness of 7.0 nm, which provides colloidal stability lasting for more than six months at ambient conditions. The PAA can be easily exchanged by biomolecules to modify the surface functionality. Replacements of PAA with glutathione (GSH) and bovine serum albumin (BSA) have been performed as examples. We demonstrate that theWe report on the development of ultra-small core-shell silver nanoparticles synthesized by an up-scaled modification of the polyol process. It is foreseen to use these thoroughly characterized particles as reference material to compare the catalytic and biological properties of functionalized silver nanoparticles. Small-angle X-ray scattering (SAXS) analysis reveal a narrow size distribution of the silver cores with a mean radius of RC = 3.0 nm and a distribution width of 0.6 nm. Dynamic light scattering (DLS) provides a hydrodynamic radius of RH = 10.0 nm and a PDI of 0.09. The particles’ surface is covered with poly(acrylic acid) (PAA) forming a shell with a thickness of 7.0 nm, which provides colloidal stability lasting for more than six months at ambient conditions. The PAA can be easily exchanged by biomolecules to modify the surface functionality. Replacements of PAA with glutathione (GSH) and bovine serum albumin (BSA) have been performed as examples. We demonstrate that the particles effectively catalyze the reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol with sodium borohydride. With PAA as stabilizer, the catalytic activity of 436 ± 24 L g⁻¹ s⁻¹ is the highest reported in literature for silver nanoparticles. GSH and BSA passivate the surface substantially resulting in a catalytic activity of 77.6 ± 0.9 and 3.47 ± 0.50 L g⁻¹ s⁻¹, respectively.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Claudia Kästner, Andreas ThünemannORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Langmuir
Jahr der Erstveröffentlichung:2016
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Jahrgang/Band:32
Ausgabe/Heft:29
Erste Seite:7383
Letzte Seite:7391
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Catalysis; Protein coating; Reference material; Silver nanoparticles
DOI:10.1021/acs.langmuir.6b01477
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-370655
ISSN:0743-7463
ISSN:1520-5827
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung
Datum der Freischaltung:04.08.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:07.10.2016
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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