Lead nanoparticles ranging from 10-200 nm were prepared by reacting [Pb{N(SiMe₃)₂}₂] with the reducing agent tert-butoxy alane, [H₂Al(OtBu)]₂, in non-aqueous media. By this reaction, Pb nuclei on the molecular scale can be produced imparting a high regularity of shape and size to the resulting nanoparticles. The amino-alkoxo-alane {[(Me₃Si)₂N][tBuO]Al-H}₂ is formed as the main molecular by-product. The molecular structure of this amino-alkoxo-alane was determined by single crystal X-ray diffraction techniques revealing a centro-symmetric molecule with a central Al₂O₂ ring (Al-O = 1.848(1) A) to which tert-butyl (on oxygen) and hexamethyldisilazyl and hydrogen atoms (on aluminium) are bonded. Coloured sols of lead particles were obtained using donor solvents containing N, S and O atoms. The optical absorption spectra of colloids obtained at different concentrations of the starting materials indicate that the colour change (yellow - orange - burgundy red) is related to the particle size and/or the aggregation of particles in more concentrated solutions. The particles are nanoscopic and can be redispersed after a short ultrasonic treatment. This phase-separation is related to the nature of Pb-ligand interactions and to the aggregation of particles in the colloidal solution. Particle growth and inter-particle aggregation were observed by electron microscopy studies and absorption spectra of lead particles present in different solutions. A variation of concentration of lead clusters present in the colloids shows a shift in the absorption spectra related to plasmon-plasmon interaction typically observed in the aggregates of metal nanoparticles. Porous anodic alumina membranes were filled with lead nanoparticles either by vacuum-induced infiltration of lead particles or by reduction of the Pb(II) precursor within the pores. The latter approach proved to be more successful in obtaining Pb/Al₂O₃ composites. The chemical composition and morphology of Pb particles in colloidal solutions and those present in and on the porous alumina membrane were investigated by XRD, FT-IR, SEM and TEM analysis. To cite this article: M. Veith et al., C. R. Chimie 7 (2004).

Des nanoparticules de plomb entre 10 et 200 nm ont été préparées en faisant réagir [Pb{N(SiMe₃)₂}₂] avec le réducteur tert-butoxy alane, [H₂Al(OtBu)]₂, dans un milieu non aqueux. Par cette méthode moléculaire, des particules de plomb ont été synthétisées avec une grande régularité de surface et de taille. L'amino-alkoxo-alane {[(Me₃Si)₂N][tBuO]Al-H}₂ a été obtenu comme sous-produit moléculaire. La structure moléculaire de cet amino-alkoxo-alane a été déterminée par diffraction des rayons X sur monocristal. La molécule centrosymétrique renferme un cycle central Al₂O₂ (Al-O = 1.848(1) A), auquel sont liés des ligands tert-butyl (sur les atomes d'oxygène), des groupes hexaméthyldisilazyle et des atomes d'hydrogène (sur l'aluminium). Des sols colorés contenant des particules de plomb sont obtenus en utilisant des solvants donneurs avec des atomes tels que N, S et O. Des spectres UV d'absorption des colloïdes (utilisant des concentrations différentes des produits de départ) indiquent que les changements de couleur (jaune - orange - rouge) sont liés à la taille des particules et/ou à l'agglomération de particules en solution. Les particules sont nanoscopiques et peuvent être redispersées après un traitement ultrasonique. Cette séparation de phases est liée à la nature des interactions Pb-ligands et à l'agglomération des particules en solution colloïdale. La croissance et l'agglomération des particules a été étudiée par microscopie électronique et par spectroscopie UV-Vis des entités de plomb présentes en solution. La variation de la concentration en clusters de plomb dans les colloïdes permet l'observation d'un déplacement dans le spectre UV, qui est lié aux interactions plasmon-plasmon, ce qui est typiquement observé lors de l'agglomération des nanoparticules. Des membranes d'alumine poreuse ont été remplies avec des nanoparticules de plomb, soit par infiltration de particules de plomb induite par vide, soit par la réduction du précurseur Pb(II) à l'intérieure des pores. Cette dernière approche est la meilleure pour l'obtention de composites Pb/Al₂O₃. La composition chimique et la morphologie des particules de plomb en solution colloïdale ou présentes dans et sur les pores de la membrane d'alumine ont été étudiées par les techniques suivantes : XRD, FT-IR, SEM et TEM. Pour citer cet article : M. Veith et al., C. R. Chimie 7 (2004).