金屬納米材料具有優(yōu)于相應塊體材料的優(yōu)良特性,由于合成方法所限,很難實現(xiàn)宏觀量級尺度金屬納米材料的定向生長。固態(tài)離子學法能夠有效控制納米材料的形貌、長度、排列有序度和粗糙度,制備宏觀尺寸的納米材料。該文詳細介紹了固態(tài)離子學法的制備機理;分別綜述了單一金屬納米材料的制備過程及電場強度、電流和快離子導體薄膜的種類對材料的形貌和排列有序度的影響,并介紹了不同合金納米材料和復合納米材料的制備工藝,通過對比單一金屬納米材料、合金及復合納米材料分別作為表面增強拉曼散射基底時的極限濃度,總結了影響檢測靈敏度的因素;最后總結了該領域面臨的問題,并對該方法未來的發(fā)展趨勢進行展望。 

【文章來源】：精細化工. 2020,37(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

利用快離子導體薄膜制備金屬納米材料的實驗裝置示意圖[20]

在利用固態(tài)離子學法成功制備金屬納米材料的過程中，快離子導體薄膜的選擇和制備是關鍵環(huán)節(jié)�？祀x子導體又被稱為固體電解質或超離子導體，與其他經(jīng)典的離子導體最主要的區(qū)別在于其具有高導電率和低活化能，且在固態(tài)下離子傳導能力達到與熔鹽或強電解質水溶液相當?shù)乃絒18-19]。因此，這種快離子導體可被用來取代傳統(tǒng)制備方法中的電解質溶液，達到在固態(tài)下傳輸金屬離子的目的，實現(xiàn)全固態(tài)方法制備金屬納米材料。選擇快離子導體的基本原則是在室溫下具有高傳導離子能力，在此基礎上選擇容易制備且結構穩(wěn)定的快離子導體作為傳輸媒介制備納米材料。在已知的快離子導體中，Ag+、Cu+、Li+、F–等一價陽離子和陰離子作為遷移離子得到廣泛應用。利用快離子導體薄膜制備金屬納米材料的實驗裝置示意圖如圖2所示。因此，選擇合適的快離子導體薄膜是利用該法成功制備金屬納米結構的關鍵。圖2 利用快離子導體薄膜制備金屬納米材料的實驗裝置示意圖[20]

研究者們在使用固態(tài)離子學法制備銅納米線時發(fā)現(xiàn)，納米銅的直徑與形貌受多種因素影響。在不同直流電場作用下可生長出不同形態(tài)的銅納米結構。XU等[38-39]選取Rb4Cu16Cl13I7作為快離子導體薄膜，研究了在5和12μA直流電作用下陰極邊緣生長的納米材料，分別為銅納米樹枝狀分支和銅納米線。而與銀納米材料不同的是，ZHANG等[40]著重研究了快離子導體薄膜的各成分含量對納米材料造成的影響，他們用(KI)x(CuI)1–x作為導體薄膜制備納米材料時發(fā)現(xiàn)，KI和CuI的物質的量比在納米材料的形貌方面發(fā)揮了重要作用，當兩者物質的量比分別為0.05∶0.95、0.30∶0.70和0.35∶0.65時,合成了單晶銅納米線、銅納米棒和銅納米粒子，并且當反應溫度升高時，納米線的直徑也隨之增大。這一研究實現(xiàn)了通過人為控制薄膜成分比和生長環(huán)境的溫度最終獲得目標產(chǎn)物。在此基礎上，SUN等[40-42]分別使用不同離子電導率的導體薄膜制備銅納米材料，結果表明，用離子電導率依次增大的CuI、(KI)1.5(CuI)8.5、(RbI)4(CuCl)13(CuI)3作為快離子導體薄膜結合真空熱蒸鍍工藝分別制備銅納米材料時，只有選取(RbI)4(CuCl)13(CuI)3時才可生長出有序排列的銅納米線�；谝陨涎芯�，XU等[38]將銅納米枝應用于檢測R6G溶液。如圖4所示，將5μA直流電場作用下制得的銅納米枝作為SERS基底檢測R6G溶液，其拉曼光譜的極限濃度為1×10–12 mol/L，在612、773、1125、1182、1306、1361、1418、1506、1543、1573、1597、1650 cm–1位置的羅丹明6G分子的本征拉曼峰全部顯現(xiàn)出來。該極限濃度遠低于通過控制脫合金過程制得的納米多孔銅作為檢測基底的極限濃度1×10–5 mol/L[43]。2.1.3 金納米材料

【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米銀對水中大腸桿菌的殺菌性能研究[J]. 熊旭華,胡勇有,洪學森,楊楊.  工業(yè)用水與廢水. 2014(03)
[2]邊長為微米級的銀納米片的簡易合成與形成機理[J]. 段君元,章橋新,王一龍,官建國.  物理化學學報. 2009(07)



本文編號：3471195