本文選題：貴金屬納米粒子　切入點(diǎn)：聚合物刷　出處：《寧波大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：作為目前科學(xué)領(lǐng)域最熱門的方向之一,貴金屬微納米結(jié)構(gòu)研究所取得的成果顯示其在合成化學(xué)、材料科學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)等眾多科技領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用前景。將小分子或者粒子組裝成特定的結(jié)構(gòu)是形成新材料的一個(gè)重要過程。由于納米粒子間激子、磁偶極矩、表面等離子體共振等相互作用,賦予組裝成的超結(jié)構(gòu)新的電磁學(xué)、光學(xué)、催化等性能。目前已經(jīng)有多種方法可以實(shí)現(xiàn)貴金屬納米粒子到微納米超結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,其中利用有機(jī)物輔助實(shí)現(xiàn)金屬納米粒子的組裝,形成特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)超結(jié)構(gòu)復(fù)合材料一直是新材料研究領(lǐng)域中最具活力,也是實(shí)現(xiàn)納米材料應(yīng)用的一個(gè)重要途徑。因此有機(jī)材料與無機(jī)材料的結(jié)合對(duì)未來科技,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著重要的影響。有機(jī)材料中,高分子聚合物擁有小分子物質(zhì)所不具有的獨(dú)特性質(zhì),成了制備金屬微納米結(jié)構(gòu)基質(zhì)或者基底的優(yōu)先選擇。本文分別選擇聚合物刷,聚合物薄膜和聚合物膠體粒子作為基底制備貴金屬/聚合物微納米結(jié)構(gòu),并對(duì)結(jié)構(gòu)、組成與應(yīng)用進(jìn)行表征探索。具體研究?jī)?nèi)容如下:以聚合物刷為基底制備銀微納米結(jié)構(gòu)及SERS方面的應(yīng)用。首先利用紫外光引發(fā)聚合在硅片表面制備一層聚苯乙烯刷,通過磺化在苯環(huán)上引入-SO3H基團(tuán)。以磺化聚苯乙烯刷為基底吸附銀前軀體,然后一步還原制備銀微納米超結(jié)構(gòu),并且通過改變前軀體吸附時(shí)間調(diào)控微納米結(jié)構(gòu)的形狀。以制備的聚合物刷基底/銀微納米超結(jié)構(gòu)作為SERS基底,研究了在SERS方面的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)效果很好,當(dāng)探針分子濃度低于10-12 mol/l時(shí),依然可以觀測(cè)到明顯的探針分子特征峰。聚合物膜為基底制備貴金屬微納米結(jié)構(gòu)并用金屬置換法制備雙金屬微納米結(jié)構(gòu)。通過烷基化反應(yīng),在硅片表面接枝不同厚度的APTES膜和采用層層自組裝法成功的制備出了PAA和PEI聚合物膜。由于聚物膜不同的物理化學(xué)性質(zhì),在聚合物膜表面制備出不同形狀的銀微納米超結(jié)構(gòu)。并通過金屬腐蝕置換法探索了這種三維多孔網(wǎng)絡(luò)狀的結(jié)構(gòu)在制備雙金屬微納米超結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用。以聚合物膠體粒子為模板制備聚合物膠體粒子/銀納米結(jié)構(gòu)。通過簡(jiǎn)單的無皂乳液聚合制備出聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸的共聚膠體粒子。改變單體的配比,膠體粒子呈現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)。利用甲基丙烯酸的電負(fù)性,不需要對(duì)膠體粒子改性或者修飾,就可以通過靜電吸附還原的方法制備出帶有銀殼的聚合物貴金屬微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[Abstract]:As one of the most popular fields in science, the achievements of noble metal microstructures research show that they are used in synthetic chemistry, material science, physics, biology, Medicine and many other fields of science and technology have great potential for development and wide application prospects. Assembling small molecules or particles into specific structures is an important process in the formation of new materials. Surface plasmon resonance (SPR) and other interactions endow the assembled superstructures with new electromagnetic, optical, catalytic and other properties. Among them, organically assisted metal nanoparticles are assembled, and organic-inorganic superstructure composites with specific structures are always the most active materials in the field of new materials. It is also an important way to realize the application of nanomaterials. Therefore, the combination of organic and inorganic materials will have an important impact on the development of science and technology, economy and society in the future. Polymeric polymers have unique properties that small molecules do not have, making them the preferred choice for the preparation of metal microstructures or substrates. In this paper, polymer brushes are selected, respectively. Polymer thin films and polymer colloidal particles were used as substrates to prepare noble metal / polymer microstructures, The main contents are as follows: preparation of silver microstructures based on polymer brushes and application of SERS. Firstly, a layer of polystyrene brushes was prepared on the surface of silicon wafers by ultraviolet photoinitiation polymerization. The silver precursor was adsorbed on the sulfonated polystyrene brush by the introduction of -SO _ 3H group on the benzene ring by sulfonation, and then the silver micro-nanometer superstructure was prepared by one step reduction. The shape of microstructures was regulated by changing the adsorption time of precursor body. The polymer brush / silver microsuperstructures were used as SERS substrates to study the application of SERS. The experimental results showed that the enhancement effect was very good. When the molecular concentration of the probe was lower than 10-12 mol/l, the characteristic peak of the probe could still be observed. The polymer membrane was used as the substrate to prepare the noble metal microstructures and the bimetal microstructures were prepared by the method of metal replacement. PAA and PEI polymer films were successfully prepared by grafted APTES films with different thickness on the surface of silicon wafers and by layer-by-layer self-assembly method. Due to the different physical and chemical properties of the polymer films, Silver microstructures with different shapes were prepared on the surface of polymer films. The application of this three-dimensional porous network structure to the preparation of bimetallic microstructures was explored by metal corrosion replacement. Polymer colloid particles / silver nanostructures were prepared by using colloidal particles as templates. Polystyrene-polymethacrylic acid copolymer colloid particles were prepared by simple soap-free emulsion polymerization. Colloidal particles take on different structural forms. Using the electronegativity of methacrylic acid, there is no need to modify or modify colloidal particles. The polymer noble metal microcomposite structure with silver shell can be prepared by electrostatic adsorption and reduction.
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1

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