超臨界水で合成されたポリビニルピロリドン型ゼロバレント銅ナノ粒子の抗酸化特性と表面相互作用

ゼロバレント銅ナノ粒子（CUNP）（直径、26.5±9 nm）ポリビニルピロリドン（PVP）で覆われたゼロは、400°Cおよび連続フロー反応器を備えた30 MPaの超臨界水で合成されました。PVPキャップされたCUNPを蒸留水、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、およびそれらの混合溶媒に分散させて、長期の安定性を研究しました。UV-VISスペクトルと表面プラズモン共鳴の時間的変動を測定し、エタノール、プロパノール、およびブタノール溶媒をCuに対してさまざまな程度の酸化的保護を提供することを示しました（0）。フーリエ変換赤外線分光法は、PVPがCUNPが酸化されている場合でも、PVPのピロリドン環をcunpsの表面に吸着させることを示しました。PVPの固有の粘度は、酸化CUNPを与えるものよりも抗酸化保護を提供する溶媒の場合よりも高かった。Cu（0）に良好な酸化保護（エタノール、プロパノール、ブタノール）を提供した溶媒では、PVPポリマー鎖は溶媒に旋回とコイル様の立体構造の大きな半径を形成し、それらが均一かつ秩序ある順序を表面に配置しました。CUNPSと溶存酸素に対するCu（0）表面の保護を提供できます。Cu（0）（水、アルコール - 水混合溶媒を30％の水と混合した溶媒）の酸化的保護が不十分である溶媒では、PVPポリマー鎖は、比較的高い水素結合相互作用とCUNP表面への疎吸着により、球状の立体構造を有していました。。溶媒中のPVPキャップされたCUNPの抗酸化特性は、ポリマー鎖と溶媒との相互作用との相互作用に由来するCu（0）粒子表面上のPVPポリマー鎖の立体構造に起因する可能性があります。

Zerovalent copper nanoparticles (CuNPs) (diameter, 26.5 ± 9 nm) capped with polyvinylpyrrolidone (PVP) were synthesized in supercritical water at 400 °C and 30 MPa with a continuous flow reactor. The PVP-capped CuNPs were dispersed in distilled water, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, and their mixed solvents to study their long-term stability. Temporal variation of UV-vis spectra and surface plasmon resonance were measured and showed that ethanol, the propanols, and butanol solvents provided varying degrees of oxidative protection for Cu(0). Fourier transform infrared spectroscopy showed that PVP adsorbed onto the surface of the CuNPs with a pyrrolidone ring of PVP even if the CuNPs were oxidized. Intrinsic viscosities of PVP were higher for solvents that provided antioxidation protection than those that give oxidized CuNPs. In solvents that provided Cu(0) with good oxidative protection (ethanol, the propanols, and butanol), PVP polymer chains formed large radii of gyration and coil-like conformations in the solvents so that they were arranged uniformly and orderly on the surface of the CuNPs and could provide protection of the Cu(0) surface against dissolved oxygen. In solvents that provided poor oxidative protection for Cu(0) (water, alcohol-water mixed solvents with 30% water), PVP polymer chains had globular-like conformations due to their relatively high hydrogen-bonding interactions and sparse adsorption onto the CuNP surface. Antioxidative properties of PVP-capped CuNPs in a solvent can be ascribed to the conformation of PVP polymer chains on the Cu(0) particle surface that originates from the interaction between polymer chains and its interaction with the solvent.