本文選題：微等離子體 + 金屬納米顆粒��； 參考：《上海交通大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：納米材料因其獨(dú)特的性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、催化、太陽能電池、各類傳感器件等諸多領(lǐng)域。納米顆粒的制備更是可以追溯到十九世紀(jì)中葉。近年來,對于制備納米顆粒和納米結(jié)構(gòu)材料的方法層出不窮,其中包括各類純化學(xué)法、電化學(xué)法、等離子體法、輻射法等等。對于納米材料,不僅是其各種制備方法受到研究者的關(guān)注,納米材料的尺寸分布、形態(tài)特征和表面修飾等的控制也成為納米科學(xué)研究的重點(diǎn),并且納米材料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷被人們所發(fā)掘。隨著納米材料應(yīng)用的普遍化和商業(yè)化,我們將逐漸進(jìn)入一個(gè)納米的時(shí)代。本文第一章從納米材料的起源、量子特性、光學(xué)性質(zhì)、制備方法和應(yīng)用等方面系統(tǒng)地介紹了納米材料的起源、發(fā)展和研究現(xiàn)狀。自從十九世紀(jì)中葉,法拉第開啟納米材料制備和研究的大門后,納米材料獨(dú)特的量子特性被人們所發(fā)現(xiàn),而其量子特性引發(fā)的物理、化學(xué)性質(zhì)的改變使得納米材料逐漸被研究者們所關(guān)注,并應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,隨之而來,納米材料的各類制備方法也成為納米科學(xué)研究者的探索和研究重點(diǎn)被不斷發(fā)現(xiàn)和總結(jié)。由于金屬納米顆粒與碳納米顆粒的制備手段有較明顯的不同,我們分成兩節(jié)分別介紹;對于納米材料的應(yīng)用,可以說有成百上千的應(yīng)用實(shí)例,我們選取個(gè)別領(lǐng)域的應(yīng)用做了簡要的介紹。本文第二章、第三章主要介紹采用一種新型、環(huán)境友好的方法即常壓微等離子體輔助電化學(xué)的方法制備金、銀納米顆粒,我們通過對主觀實(shí)驗(yàn)條件因子包括溶液溫度、還原電流強(qiáng)度、攪拌因素、反應(yīng)前驅(qū)物濃度、穩(wěn)定劑因素等控制達(dá)到了對制備納米顆粒尺寸、分散性、均勻性的控制。在第三章中,我們將這些主觀實(shí)驗(yàn)條件因素轉(zhuǎn)化為客觀存在的影響因素如反應(yīng)速率、反應(yīng)區(qū)域駐留時(shí)間和電荷互斥進(jìn)行進(jìn)一步的討論,并從客觀影響因素的角度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果給與了適當(dāng)?shù)慕忉尅Ｍ瑫r(shí),我們對金和銀納米顆粒的制備進(jìn)行了對比和討論,指出了制備金、銀納米顆粒的一些區(qū)別以及相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)的變化所引起不同影響的原因。本文第四章主要介紹利用微等離子體輔助電化學(xué)的方法合成大小均勻并且產(chǎn)生藍(lán)色熒光的碳量子點(diǎn)。通過引入微等離子體,在沒有外部加熱或者酸性反應(yīng)物的情況下,大大加速了量子點(diǎn)的合成,從而降低了能源成本和反應(yīng)時(shí)間。相比我們小組發(fā)現(xiàn)的純化學(xué)法在制備過程中所需的氫氧化鈉大大減少。結(jié)果表明,碳量子點(diǎn)的藍(lán)色熒光是由于等離子體引起,而非外部加熱;同時(shí),微等離子體引入純化學(xué)法后,制備的碳量子點(diǎn)會出現(xiàn)有更多類型和更多的官能團(tuán),并最終導(dǎo)致了利用微等離子體輔助法合成的碳量子點(diǎn)產(chǎn)生藍(lán)色熒光效應(yīng)。本文第五章主要介紹利用介質(zhì)阻擋放電這種等離子體處理的方法,對工業(yè)純鈦進(jìn)行表面改性和表面形貌修飾,通過在不同鈦組表面植入和培養(yǎng)前成骨細(xì)胞的一系列實(shí)驗(yàn),在對比觀察和分析后發(fā)現(xiàn),采用介質(zhì)阻擋放電方法處理的工業(yè)純鈦顯著增強(qiáng)了細(xì)胞粘附、鋪展,并對前成骨細(xì)胞的增殖與分化沒有負(fù)面影響。此外,我們的研究還表明,表面微米-納米量級的結(jié)構(gòu)形貌,尤其是納米尺度顆粒形貌的分布,有助于細(xì)胞的附著和增殖,而表面微結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)/能量分別影響細(xì)胞的分化和鋪展。該章的研究可以作為納米材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例。總結(jié)展望部分總結(jié)了作者的研究成果,并從納米顆粒尺寸方程的建立、納米顆粒生產(chǎn)效率的提高、碳量子點(diǎn)形成機(jī)制的研究、碳量子點(diǎn)制備過程的產(chǎn)物分析、DBD處理鈦樣品技術(shù)的改進(jìn)、“斑圖刻蝕”技術(shù)的想法、碳量子點(diǎn)與納米光柵相互作用的光學(xué)原理等方面對納米材料的制備、理論研究以及應(yīng)用進(jìn)行了展望。
[Abstract]:Nano - materials are widely used in biomedical , catalysis , solar cells and various kinds of sensor devices because of their unique properties . The preparation of nano - particles can be traced back to the middle of the nineteenth century . This paper introduces a series of experiments on the surface modification and surface morphology of pure titanium by means of micro - plasma assisted electrochemical method . The results show that the blue fluorescence of carbon quantum dots is greatly enhanced by plasma - induced and non - external heating . In addition , the results show that the blue fluorescence of carbon quantum dots can be used as an example of biological medical application .

【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1

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本文編號：1830439