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DNA‐Assisted Creation of a Library of Ultrasmall Multimetal/Metal Oxide Nanoparticles Confined in Silica

煅烧 金属 纳米颗粒 材料科学 水溶液中的金属离子 催化作用 配体(生物化学) 纳米技术 氧化物 化学工程 有机化学 化学 冶金 生物化学 工程类 受体
作者
Arepati Azhati,Haiyin Zhu,Tianwei Ouyang,Tianyao He,Yifei Zeng,Peng Wu,Jingang Jiang,Honggen Peng,Shunai Che
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (12) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/smll.202107123
摘要

Supported ultrasmall metal/metal oxide nanoparticles (UMNPs) with sizes in the range of 1-5 nm exhibit unique properties in sensing, catalysis, biomedicine, etc. However, the metal-support and metal-metal precursor interactions were not as well controlled to stabilize the metal nanoparticles on/in the supports. Herein, DNA is chosen as a template and a ligand for the silica-supported UMNPs, taking full use of its binding ability to metal ions via either electrostatic or coordination interactions. UMNPs thus are highly dispersed in silica via self-assembly of DNA and DNA-metal ion interactions with the assistance of a co-structural directing agent (CSDA). A large number of metal ions are easily retained in the mesostructured DNA-silica materials, and their growth is controlled by the channels after calcination. Based on this directing concept, a material library, consisting of 50 mono- and 54 bicomponent UMNPs confined within silica and with narrow size distribution, is created. Theoretical calculation proves the indispensability of DNA with combination of several organics in the synthesis of ultrasmall metal nanoparticles. The Pt-silica and Pt/Ni-silica chosen from the library exhibit good catalytic performance for toluene combustion. This generalizable and straightforward synthesis strategy is expected to widen the corresponding applications of supported UMNPs.
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