シランカップリング剤(メルカプト系)について

質問

金属ナノ粒子をメルカプトプロピルトリメトキシシラン(MPS)で処理し、粒子表面にSH基を導入する実験をしております。粒子にはOH基が生えており、加水分解したMPSのシラノールと反応することで両者が結合すると理論上は考えられます。しかし、様々な評価の結果MPSが全く作用していなことがわかってきました。MPSがうまく加水分解されていないのではないかと考えておりますが、この物質の性質や効果的な使用方法、条件などについてご存知の方は回答よろしくお願いします。

ちなみに現在は、ナノ粒子を分散させた水/1,4-ブタンジオール混合溶液(15mL, pH3-4)にMPS 0.15mLを加え、6時間撹拌するという方法をとっております。

また、ナノ粒子にOHが生えていることは間違いありません。

回答No.2

naster04 · ベストアンサー

私の今まで経験だと、微粒子の径から計算した総表面積の3～5倍程度のカップリング剤を入れないと-OHが残ってしまいました。エタノールに分散したときの条件ですが。

あらかじめ加水分解すべきかどうかは、よくわかりませんが、私の場合はあらかじめ加水分解してから微粒子分散液に加えていました。液を見ていると加水分解するにもそこそこ時間がかかるのがよくわかると思います。酸の種類でも加水分解の早さや安定性が変わります。塩酸とか酢酸とか種類や濃度を変えて、自分にあった条件を探すのが良いと思います。

加えてから60～80℃くらいに加温した状態で2時間ほど攪拌するとそこそこ-OHにカップリング剤が結合してくれると思います。

お礼

丁寧な回答していただき感謝します。塩酸/エタノール混合溶液中であらかじめ加水分解させてから試してみようと思います。しかしながら事情がありましてどうしても加温は避けたいのです。
やはりどうしても加温は必要でしょうか？
また、水/アルコールの混合比や塩酸によるpH調製、反応時間等について、良さそうな条件があれば教えていただけないでしょうか？
たびたび質問して申し訳ありませんがよろしくお願い致します。

補足

丁寧な回答していただき感謝します。塩酸/エタノール混合溶液中であらかじめ加水分解させてから試してみようと思います。しかしながら事情がありましてどうしても加温は避けたいのです。
やはりどうしても加温は必要でしょうか？
また、水/アルコールの混合比や塩酸によるpH調製について、良さそうな条件があれば教えていただけないでしょうか？

回答No.1

noname#160321

水、ブタノール系の中のＯＨ基がシランカップリングされるには溶液の何十倍ものカップリング剤が必要です。濃縮してください。

お礼

ご親切に回答していただいてありがとうございました。MPSに関しては素人で困っていたところです。
ちなみに濃縮に関しては決まった方法などあるのでしょうか？それとも単にMPSの加える量を増やせばいいのでしょうか？
質問までしてしまって申し訳ありません。

補足

回答ありがとうございました。やはり1,4-BGに問題があったのですね。
もしかして、あらかじめ加水分解させたMPS溶液を調製し、この系に加えればうまくいくなんてことはないでしょうか？いったん加水分解させてしまえば1,4-BGが在ろうが無かろうが粒子OHとシラノールは反応するような気もするのですが・・・。
それとも加水分解云々に関わらず、根本的に1,4-BGが存在していることはあまり良くないのでしょうか？
たびたび申し訳ありませんがよろしくお願いいたします。