Synthesis, characterization and functionalization of metal and metal oxide nanoparticles. TEM Microscopy study

Abstract

Aquesta tesis doctoral està centrada en desenvolupar noves rutes sintètiques per tal d’obtenir i funcionalitzar els següents tipus de nanoestructures: - Nanopartícules d’or i plata dispersables en aigua, funcionalitzades amb àcid 3-mercaptopropiònic i coordinades amb carbonils de reni. - Magnetita i ferrites del tipus MFe2O4 (M= Co, Mn, Cu, Zn) recobertes amb oleilamina, la qual les fa dispersables en medis orgànics tals com hexà, toluè i diclorometà. - Nanovaretes de goethita (i de maghemita) recobertes amb etilendiamina, sintetiztades en un reactor d’autoclau. - Nanoestructures “core-shell” del tipus Fe3O4@Au, sintetitzades mitjançant diferents mètodes. Apart de sintetitzar aquests tipus de nanopartícules, aquesta tesis també està centrada en dur a terme una caracterització completa de les nanopartícules obtingudes. Per a aquest propòsit, tècniques analítiques tant microscòpiques com no microscòpiques han estat utilitzades. El procés de caracterització, especialment la part basada en fer servir Microscopis de Transmissió d’electrons (MET) ha tingut lloc no sols a la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) sinó també al “Center for Electron Nanoscopy” (CEN) durant una estada de quatre mesos a Dinamarca.

This PhD thesis is focused on developing new synthetic routes to obtain and functionalize the following kinds of nanostructures: - Water-dispersible gold and silver nanoparticles functionalized with 3-mercaptopropionic acid and coordinated to rhenium carbonyl species. - Magnetite and MFe2O4 (M= Co, Mn, Cu, Zn) ferrite nanoparticles capped with oleylamine, which makes them dispersible in organic solvents such as hexane, toluene and dichlorometane. - Water-dispersible goethite (and maghemite) nanorods capped with ethylenediamine, synthesized in an autoclave reactor. - Water-dispersible Fe3O4@Au core-shell nanostructures, synthesized via some different methods. Apart from synthesizing those kinds of nanoparticles, this thesis is also focused on carrying out a complete characterization of the obtained structures. To this purpose, both microscopic and no microscopic characterization techniques have been used. The characterization process, specially the part based on using Transmission Electron Microscopes (TEM), has taken place not only at the “Universitat Autònoma de Barcelona” (UAB) but also at the “Center for Electron Nanoscopy” (CEN) during a four months stay in Denmark.