金コロイドの水洗方法

質問

クエン酸還元法で作製した金コロイド溶液を実験で使用しています。
いろいろ調べていたら、下記のアドレスを見つけました。

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa480588.html

ここで、質問者の方が使用法について
『反応後のコロイドは、単体に担持させて水洗し、乾燥させています。』
といわれています。
これは具体的にはどのように行うのでしょうか？
よろしくご教授お願いいたします。

回答No.1

jamf0421 · ベストアンサー

出来たAuコロイド液に担体（単体ではないと思います）、たとえばアルミナ粉とかカーボン粉をいれてAuコロイドを表面に吸着させ、濾別、水洗、乾燥をしたのだろうと思います。
それで担持物になりますが、もう水のコロイドに戻すことは出来ません。何かそうやって使える用途なのでしょうね。

お礼

ご返答、ありがとうございます。
イメージはつかめました。
ということはこの場合、金コロイドが担体にどの程度、吸着されるかってことが既知の事実（論文レベルでの報告例がある？）ということなんでしょうか？例えば、チオール分子のようにある表面積での吸着量ってわかっているのでしょうか？
チオールであれば配位結合によって金と結合するっていうことはわかるのですが、アルミナやカーボンに吸着する理由が思いつかないもので・・・。
もしご存知であれば教えていただければ幸いです。

回答No.4

jamf0421

>>カーボンやアルミナは表面積が大きい上に、もともと表面に極性があ
>>りますから、なおのこと引力を生じます。即ちたとえば、表面でマイ
>>ナスに分極したところに微粒子が近づけば、微粒子の電荷も揺らい
>>で、その場所に向けてプラスが多くなり（反対側にマイナスを発生
>>し）、担体と引き合えます。
>>普通の担持貴金属触媒などは担体と化学結合をするわけではありませ
>>んが、溶媒の中で強く攪拌されても金属は担体からはずれないです。

>これは疎水結合といえるのでしょうか？もしくはファンデルワールス
>力による吸着なのでしょうか？

疎水結合とは親水性のもののクラスター化により中にいる疎水性のものが寄り集まる効果ではないでしょうか？
むしろファンデルワールス力です。

>また、微粒子の表面電荷が揺らぐ、ということはアルミナやカーボン
>を担体とした場合と比べて、微粒子同士（例えば、金コロイドとカー
>ボンナノチューブ）の場合のほうが強く吸着しあう、ということなん
>でしょうか？

そうなるときちんとした計算なり評価なりが必要と思います。申し訳ないですが、私もきちんとした説明ができません。金コロイドとカーボン担体よりも、金コロイドとCNTの間の相互作用が強いのかもしれない、と言われると、CNTの方が分極が起こりやすそうで、そうかもしれないという気はします。

お礼

さらなるご返信、感謝いたします。
大変参考になりました。
ありがとうございました。

回答No.3

jamf0421

>金コロイドが担体にどの程度、吸着されるかってことが既知の
>事実（論文レベルでの報告例がある？）ということなんでしょ
>うか？

残念ながら私は直接論文でみたことはありません。しかし吸着することは間違いないと思います。

>例えば、チオール分子のようにある表面積での吸着量ってわか
>っているのでしょうか？
>チオールであれば配位結合によって金と結合するっていうこと
>はわかるのですが、アルミナやカーボンに吸着する理由が思い
>つかないもので・・・。

結合とか配位がなくとも、微粒子なら物理吸着でつくことが出来ます。まず、粒子にも担体にも極性がなくても、静電的揺らぎにより引き合えます。担体の電子が少しでもプラスとマイナスに分離するように揺らげは、他方の粒子はそれと反対向きの電荷に揺らぎを生じますから引力を生じます。

カーボンやアルミナは表面積が大きい上に、もともと表面に極性がありますから、なおのこと引力を生じます。即ちたとえば、表面でマイナスに分極したところに微粒子が近づけば、微粒子の電荷も揺らいで、その場所に向けてプラスが多くなり（反対側にマイナスを発生し）、担体と引き合えます。
普通の担持貴金属触媒などは担体と化学結合をするわけではありませんが、溶媒の中で強く攪拌されても金属は担体からはずれないです。

お礼

ご返信、ありがとうございました。

＞結合とか配位がなくとも、微粒子なら物理吸着でつくことが出来ま
＞す。まず、粒子にも担体にも極性がなくても、静電的揺らぎにより引
＞き合えます。担体の電子が少しでもプラスとマイナスに分離するよう
＞に揺らげは、他方の粒子はそれと反対向きの電荷に揺らぎを生じます
＞から引力を生じます。
丁寧な解説ありがとうございます。
勉強不足を恥じるばかりです。

＞カーボンやアルミナは表面積が大きい上に、もともと表面に極性があ
＞りますから、なおのこと引力を生じます。即ちたとえば、表面でマイ
＞ナスに分極したところに微粒子が近づけば、微粒子の電荷も揺らい
＞で、その場所に向けてプラスが多くなり（反対側にマイナスを発生
＞し）、担体と引き合えます。
＞普通の担持貴金属触媒などは担体と化学結合をするわけではありませ
＞んが、溶媒の中で強く攪拌されても金属は担体からはずれないです。

これは疎水結合といえるのでしょうか？もしくはファンデルワールス力による吸着なのでしょうか？
また、微粒子の表面電荷が揺らぐ、ということはアルミナやカーボンを担体とした場合と比べて、微粒子同士（例えば、金コロイドとカーボンナノチューブ）の場合のほうが強く吸着しあう、ということなんでしょうか？

初心者の質問で申し訳ございませんが、ご教授ください。

回答No.2

mojitto

金コロイドを担体に担持させる場合は、チオールのような化学吸着(化学反応)ではなく、物理吸着になると思います。要は穴や凹に閉じ込められるようなもんでしょう。
吸着剤の種類や粒径、金コロイドの濃度によって必要量は変わると思いますが、徐々に加えて、赤紫が無色になればＯＫだと思います。(物理吸着は全く詳しくないので、他の回答者様の回答を参考にしたほうがいいですね。)

ちなみに参考になるか分かりませんが、僕は大量の塩化ナトリウムを加えて塩析(沈殿)させて、遠心分離器にかけ、水を捨て、水を加えて攪拌、再び遠心分離機にかけて沈殿させて、水を捨て、また水を加えて…
これを数回繰り返したものを(乾燥させて)使っていました。
(粒径はいびつになるけど、水を加えて超音波などを当てれば、またコロイドを分散させることも可能)

まったく回答になっていなくて、すいませんでした。

お礼

ご回答ありがとうございます。
なるほど、物理吸着なら可能ですよね。
濾過→水洗に耐えられるかはわかりませんが・・・。
この方法だと、金コロイドの粒径と担持させる吸着剤の穴の径がキモなんでしょうね。

＞塩化ナトリウムを加えて塩析(沈殿)させて
この方法ははじめて聞きました。
参考にさせていただきます。
金コロイドの粒子量は減ってしまうでしょうが、金としては純度の高い粉末が出来そうですね。
ありがとうございます。