Кинетика роста монокристаллов золота в водном растворе золотохлористоводородной кислоты и полисахаридов

Abstract

Ранее нами методом, аналогичным методу Фарадея (восстановление ионов золота из водных растворов при нормальных условиях), получены нано- и микрокристаллы золота в форме плоских правильных треугольников, шестиугольников и треугольников с симметрично усеченными вершинами. В ходе исследований (оптическая микроскопия) кинетики (в период 3–26 часов) роста монокристаллов золота при таком методе их синтеза показано, что в период с 3 до 6 часа роста размер кристалла увеличивается по линейному закону; при этом средняя скорость роста кристаллов составляет ~1 мкм/час  = 2,7 Å/сек, т.е. каждую секунду осаждается примерно один монослой атомов золота. Показано, что за 8 часов в системе образуется 1∙10⁶ см⁻³ кристаллов золота со средним линейным размером 5 мкм. При этом концентрация всех кристаллов, различимых (а ≥ 100 нм) в темном поле оптического микроскопа (×252), составляет 3∙10⁶ см⁻³. Аналитические определения показали, что за 8 часов из раствора переходит в монокристаллы до 7% золота. Показано, что в кинетике роста монокристаллов золота можно выделить три стадии: на начальной стадии кристаллы растут по параболическому закону, далее следует стадия линейного роста и, наконец, насыщение наступает после 6–8 часов роста.

Раніше нами методою, аналогічною методі Фарадея (віднова йонів золота з водних розчинів за нормальних умов), одержано нано- і мікрокристали золота у формі пласких правильних трикутників, шестикутників і трикутників із симетрично зрізаними вершинами. У ході дослідження (оптична мікроскопія) кінетики (в період 3–26 годин) росту монокристалів золота при такій методі їх синтези показано, що в період з 3 до 6 години росту розмір кристалу збільшується за лінійним законом; при цьому середня швидкість росту кристалів становить ~1 мкм/год. = 2,7 Å/сек, тобто кожну секунду осаджується приблизно один моношар атомів золота. Показано, що за 8 годин у системі утворюється 1∙10⁶ см⁻³ кристалів золота з середнім розміром 5 мкм. При цьому концентрація кристалів, видимих (а ≥ 100нм) у темнім полі оптичного мікроскопу (×252), становить 3∙10⁶ см⁻³. Аналітичні дослідження показали, що за 8 годин із розчину в монокристали переходить до 7% золота. Показано, що в кінетиці росту монокристалів золота можна виділити три стадії: на початковій стадії кристали ростуть за параболічним законом, далі — стадія лінійного росту і, насамкінець, насичення наступає після 6–8 годин росту.

Earlier, we obtained nano- and microcrystals of gold by a method similar to Faraday’s method (reduction of ions of gold from aqueous solutions at normal conditions). These crystals have a shape of flat regular triangles, hexagons and triangles with symmetrically cut vertices. Optical-microscopy investigation of the kinetics of gold single-crystals’ growth within the period of 3–26 hours is carried out. As shown, during the period from 3 to 6 hours, the size of a crystal is increasing under the linear law. Thus, the average rate of crystal growth is ~1 micron/hour  =2.7 Å/s, i.e. about one monolayer of gold atoms is settled each second. Gold crystals in amount of 1∙10⁶ сm1 with an average linear size of 5 microns are formed for 8 hours in the system. Thus, concentration of all crystals, which are observable (а ≥ 100 nm) in a dark field of an optical microscope (×252), is 3∙10⁶ сm⁻³. The analytical investigations show that up to 7% of gold from the solution passes into single crystals for 8 hours. It is possible to select three stages in kinetics of gold-crystal growth: at an initial stage, the crystals grow under the parabolic law, then the stage of linear crystal growth follows and, at last, saturation occurs after 6–8 hours of crystal growth.