贵金属纳米粒子的可控合成与表征.pdf

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摘要贵金属纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应,并在光学、力学、磁学、电学、表面催化和传感等领域表现出优异的物理和化学特性,可作为介电材料、电极材料、仿生材料、磁存储材料及敏感材料等,有着广泛的应用前景。纳米科技在未来对高科技的发展也将起到积极的推动和主导作用。发展纳米科技,纳米材料是基础。金属纳米粒子的物理和化学性质与其尺寸及形貌密切相关,它们在光学、光电、传感技术及生物标记等诸多领域具有广泛的应用前景。如何合理控制纳米材料的生长,进而实现对其尺寸、维度、组成、晶体结构乃至物性的调控,对于深入研究结构与物性的关联、并最终实现按照人们的意愿设计合成功能材料具有重要的意义。目前,关于纳米粒子的制备方法报道很多,但是,对于纳米粒子的尺寸与形貌可控的合成方法仍然具有相当大的难度,日益为科研人员所瞩目。本论文尝试通过设计出一种简单有效的水相溶液合成方法制备具有均匀并且形貌、尺寸及组成可控的金属纳米材料,以图探索出一种新的简易的尺寸与形貌可控的会属纳米粒子合成路线。采用电化学、热化学方法,在水相中制备了片状、枝状和二十面体金纳米材料、金银合金纳米粒子以及球形铂纳米粒子。借助于、、、认执馐约际醵灾票傅哪擅撞牧系某叽纭⑿蚊病⒆槌伞⒕褰构等进行了系统的研究。本论文主要研究成果包括以下几个方面:捎玫缁Щ乖椒ㄔ谒嘀兄票噶似醇爸ψ吹炔煌蚊驳慕鹉擅撞料。在稳定剂聚乙烯吡咯烷酮嬖诘那榭鱿拢ü缁Щ乖法在水相溶液中还原氯会酸从而得到金纳米材料。利用紫外可见光谱畍⑼干涞缱酉晕⒕、高分辨透射电子显微镜及湎哐苌等表征手段对其结构和性质进行了表征通过加入适量的氯铂酸玫搅似唇鹉擅捉峁埂?疾炝薍浓度对产物粒子形貌的影响。当没有加入尤胧保镏饕N3寸不一的球形纳米粒子,没有片状纳米粒子出现。当加入ǘ却到时,主要产物仍是球形粒子,但是有少量的片状纳米结构出现。山东大学博士毕业论文
。考察了反应关重要构作用,通过控制氧铂酸浓度等实验条件可以实现控制溶液中片加剂是成功改变粒子形貌豹关键因素,在反应中起决定性作用。当溶液时,溶液中豹片状纳米结构增加。继续增加浓度升高为,更多的含有等边三角形和六边形片状纳米结构出现,并且片状结构舶尺寸也相对于球形粒子有所增加。而当浓度增加到时。溶液中出现大量沉淀,几乎没有纳米粒子产生。本文首次采用电化学方法,通过一步还原反应在水溶液中制备片状余纳米结构。。,产物为刺形纳米结构。当浓度增加时芤褐蠳ǘ.,得到细长枝状纳米结构。。由此可见,反应体系中韵浓度对粒子的形貌影响较大。髓着浓度的增加,枝状纳米结构韵长度也相应的增加。这旱不需要任何模板和种子诱导,仅通过加入少量的添加剂和控制不同的实验参数,就可以制备出片状及枝状的具有特殊形貌豹金纳米材料,这一工作为大量合成异性形貌的金属纳米材料提供了一条简单有效的途径。玫缁Х椒ㄔ谒嘀兄聘髁瞬煌榉直=鹨辖鹉擅琢W印T谌芤中加入不同浓度的氯金酸和硝酸银两种金属盐,通过共还原反应得到了金银合会纳米粒子。首先采用光谱、范ㄆ浜辖鸾峁梗⑼过囱芯苛W拥某叽绾托蚊病J笛橹锌疾炝朔从ξ镏薪鹨胱拥哪尔比对产物粒子成分的影响,通过调节反应物中的金银离子的摩尔浓度比,可以获得组分不嗣豹会银合会纳米粒子。实验中还研究了稳定剂对产物的影响,结果发现,在合金纳米粒子形成过程中,诳刂屏山东丈学博士毕业论文
子粒径方面起到关键作用。,可以通过控制合成不同的合金组成来达到控制纳米粒子韵光学性质,从而拓宽了其在光学方面的应用前景。捎萌然Х椒ㄔ谌芤褐兄聘髁硕嫣灞=鹉擅拙А:鲜实奈露认拢热处理含有穆然崴崛芤旱肗十面体金纳米晶。实验通过扫描电子显微镜蚑甅研究了二十面体纳米晶的尺寸和形貌。采用光谱研究其光学性质。芯科渥槌桑琗