【摘要】：隨著激光技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,對激光防護(hù)的需求日益增加,從而對光限幅材料的研究引起了廣泛的關(guān)注。Au和Ag納米粒子因其特殊的表面等離子體共振(SPR)可用于制備光限幅材料,并且各向異性的Au和Ag納米粒子具有多個SPR吸收帶,可以通過改變納米粒子的形貌和周圍介質(zhì)的折射率來調(diào)節(jié)SPR的變化。其中,金屬銀是導(dǎo)熱(電)性最好的金屬納米粒子,Ag納米粒子具有較大的應(yīng)用潛力,基于目前金屬Ag納米粒子在光限幅材料方面的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,本論文開展了銀納米粒子-有機(jī)硅雜化材料的制備及其光限幅性能研究。利用種子介導(dǎo)生長法制備了具有一定尺寸和形貌的Ag納米粒子,并將所制備的Ag納米粒子摻雜到疏水性有機(jī)硅橡膠材料中,研究了摻雜銀納米粒子的有機(jī)硅雜化橡膠材料的光限幅性能。本論文的主要研究工作如下:制備了不同粒徑大小的球形Ag納米粒子,并研究了這些Ag納米粒子對納秒激光的光限幅性能。研究表明,Ag納米粒子在溶液中具有良好的光限幅性能,Ag納米粒子的尺寸對光限幅性能存在一定影響。對球形銀納米粒子通過二氧化硅包覆制備了Ag@SiO_2核-殼結(jié)構(gòu)的材料,實現(xiàn)了Ag納米粒子在乙醇中的均勻分散,將Ag@SiO_2摻雜到聚二甲基硅氧烷(PDMS)橡膠中,制備了Ag納米粒子-有機(jī)硅橡膠雜化固體薄膜材料,研究了它們對于波長為532 nm的納秒激光的光限幅特性,并且通過開口和閉口Z-scan技術(shù)研究了非線性光學(xué)性質(zhì),結(jié)果表明,Ag@SiO_2摻雜的有機(jī)硅橡膠材料表現(xiàn)出較好的光限幅性能,光限幅性能的產(chǎn)生歸因于非線性吸收和折射,Ag納米粒子在固相中的光限幅性能優(yōu)于液相中的光限幅性能。制備了三角形Ag納米粒子并用二氧化硅包覆,將其摻雜到硅橡膠中獲得了雜化橡膠材料,研究了它們對飛秒激光的光限幅性能,結(jié)果顯示波長靠近SPR時,對飛秒激光的表現(xiàn)出更好的光限幅性能,光限幅性能產(chǎn)生的主要原因是由于非線性光學(xué)吸收。本論文工作對于開發(fā)基于銀納米粒子的防護(hù)不同波長、頻率的光限幅器件具有重要意義。
【圖文】：

1.6.3.1 純化學(xué)還原法純化學(xué)還原法的原理是在水或非水溶劑中，采用適當(dāng)?shù)倪�原劑（如硼氫化鈉、抗壞血酸等）與可溶性銀鹽 AgNO3反應(yīng)，將 Ag+還原為 Ag，并生長成直徑小于 10 nm 且粒徑均勻的單質(zhì) Ag 粒子，通常需要加入分散劑來減少 Ag 粒子的團(tuán)聚，并利用其對 Ag 納米粒子特殊晶面的選擇吸附來調(diào)節(jié)不同晶面的生長速度，從而更好的控制其形貌和粒徑。純化學(xué)還原法的優(yōu)點是可以通過調(diào)控晶體成核和生長過程來制備不同形貌的納米粒子。1.6.3.2 離子液體法離子液體是在室溫或低溫的情況下呈液態(tài)的有機(jī)鹽。制備 Ag 納米粒子的過程：Ag+首先被還原成 Ag0，在 Ag0聚集成納米粒子時，由于新生成的 Ag 納米粒子的表面能很大，容易在 Ag 納米粒子表面形成一層離子液體的修飾層，同時離子液體包覆在 Ag 納米粒子表面。這層離子液體的修飾層使得 Ag 納米粒子粒徑不再繼續(xù)增大，從而阻止了銀納米粒子的團(tuán)聚[66]。Dupont 等人[67]在咪唑類離子液體中合成出穩(wěn)定的不發(fā)生團(tuán)聚的銀納米粒子。離子液體法的優(yōu)點是蒸汽壓小、難揮發(fā)、無污染、可以重復(fù)使用和對無機(jī)/有機(jī)材料有良好的溶解能力。

圖 1.2 微乳液法制備銀納米粒子示意圖Fig. 1.2 Preparation of silver nanoparticles in microemulsion1.6.4 銀納米粒子與聚合物復(fù)合材料1.6.4.1 納米復(fù)合材料的發(fā)展1950 年美國專利[74]（US Patent 2531 396）首次報道了納米復(fù)合材料�！懊讖�(fù)合材料（Nanocomposites）”是指分散性大小為納米級（一般為 1~100 nm的粒子，均勻分散在基體中且以聚合物為母體樹脂的復(fù)合材料[75]。納米復(fù)合料廣泛存在于整個生物體中，其分類方法很多，，如果按照組分分類，納米復(fù)材料可以分為三類[76]：聚合物/聚合物分子復(fù)合材料，聚合物/層狀納米無機(jī)復(fù)合材料，聚合物/納米無機(jī)納米粒子復(fù)合材料。將兩種或兩種以上的材料組在一起發(fā)揮其互補(bǔ)性能優(yōu)勢，從而滿足社會生產(chǎn)需求的復(fù)合材料成為近年來泛研究的熱點。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;TQ333.93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2640578