【摘要】：貴金屬納米材料及其合金具有可調(diào)節(jié)的光、電及催化等優(yōu)異特性,隨著科技和信息社會(huì)的發(fā)展,在傳感檢測、生物醫(yī)學(xué)、光電子器件等領(lǐng)域展示出新的性能與應(yīng)用。為了獲得具備特定結(jié)構(gòu)和功能特性的貴金屬納米材料,可控制備及生長機(jī)制仍將是研究的重要方向。隨著納米合成技術(shù)的成熟、原位和時(shí)間分辨表征技術(shù)的發(fā)展,研究者們得以更深入地觀測到納米晶的形成過程,通過實(shí)驗(yàn)中得到的新現(xiàn)象、新規(guī)律進(jìn)一步理解傳統(tǒng)的生長理論模型�；瘜W(xué)溶液法是制備可控納米材料的最有效方法之一。但是,由于反應(yīng)條件的限制,大多數(shù)的合成途徑難以對納米材料的成核生長過程實(shí)現(xiàn)監(jiān)測。本論文旨在提出一種簡便、溫和的一步溶液法在室溫下制備金、銀及其合金納米結(jié)構(gòu),采用傳統(tǒng)的光學(xué)表征手段對納米晶的生長過程進(jìn)行觀測和表征,從而進(jìn)一步探究和完善貴金屬納米材料的生長機(jī)制。主要研究內(nèi)容如下:(1)以葡萄糖作為還原劑,氯金酸作為前驅(qū)體溶液,在堿性條件下獲得了形貌、尺寸均一的Au納米顆粒。利用DLS、UV-vis原位、實(shí)時(shí)地監(jiān)測了納米晶尺寸及光學(xué)特性的變化,利用TEM、HRTEM觀測了其不同階段的形貌演變過程,并提出了其在Ostwald熟化和Digestive熟化共同作用下的生長機(jī)制。(2)以葡萄糖作為還原劑,硝酸銀作為前驅(qū)體溶液,通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù),獲得了Ag納米顆粒和不同長徑比的Ag納米棒/線。利用TEM、HRTEM、UVvis表征和觀測了Ag納米線生長過程中形貌及光學(xué)特性的變化,探討了CTAB在反應(yīng)中關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和表面活性劑雙重作用,并提出了Ag納米線在室溫下的定向附著生長機(jī)制。(3)基于以上一步溶液法,同時(shí)引入Au、Ag兩種金屬鹽前驅(qū)物共還原獲得了Au-Ag合金納米顆粒。利用TEM、HRTEM、UV-vis表征并分析了納米粒子由Au納米晶向合金結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的生長過程,結(jié)合前兩章探討了室溫下的CTAB體系中Au、Ag反應(yīng)速率和產(chǎn)物形貌的關(guān)系。
【圖文】：

第一章 緒論晶體所暴露在外的晶面，或者是晶體表面原子的堆積狀態(tài)。此面改性，實(shí)現(xiàn)納米材料之間的復(fù)合和組裝，利用納米 Au 良好為生物、化學(xué)傳感提供一個(gè)理想的平臺(tái)[19]。尤其在生物標(biāo)記以中取得的突破性進(jìn)展，使其在醫(yī)學(xué)診斷、生物分子檢測等領(lǐng)域樣的，Ag 長期以來在金屬工藝、珠寶、攝影等領(lǐng)域有著廣泛尤其是以納米粒子形式存在的 Ag 被用作催化劑，參與到各種應(yīng)中。此外，納米 Ag 具有比 Au 更優(yōu)異的光譜增強(qiáng)特性和電強(qiáng)拉曼散射（SERS）、近場光學(xué)探測、柔性穿戴器件等方面更金屬納米材料研究的不斷深入，人們除了關(guān)注小尺寸帶來的性其形貌結(jié)構(gòu)帶來的新穎的物理化學(xué)特性。

不同頻率的光照射到金屬表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的響應(yīng)，當(dāng)入射光滿足一定條件照射到金屬薄膜上，會(huì)產(chǎn)生一種局域化的近場電磁波，即表面等離子體極化激元（Surfaceplasmonpolarizaton，SPP）（圖 1-2（A））。SPP 存在于平坦的金屬/介質(zhì)表面，并且將電磁場局域在亞波長尺度空間內(nèi)使其沿界面?zhèn)鞑21-24]。另一種情況當(dāng)入射光照射到尺寸遠(yuǎn)小于此波長的金屬納米顆粒，同時(shí)入射光頻率與金屬表面自由電子的振蕩頻率一致時(shí)，金屬表面的自由電荷將發(fā)生集體震蕩。在這種共振模式下，，光場不具有傳播特性，而是高度局域在金屬顆粒表面并在周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場增強(qiáng)，稱為局域表面等離激元共振（LocalizedsurfaceplasmonresonanceLSPR）（圖 1-2（B））[25-28]。LSPR 可以存在于多種金屬納米結(jié)構(gòu)中，且不同的金屬納米顆粒光響應(yīng)不同，其 LSPR 共振峰的位置也不同。其中，Au 和 Ag 納米粒子的共振吸收峰在可見光波段且具有較強(qiáng)的光學(xué)響應(yīng)，因此研究和應(yīng)用得最為廣泛。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：2636330