模板法是一種制備具有獨特結構、形態(tài)和性質的微/納結構材料的通用方法,其所構筑的材料已被廣泛應用于催化、傳感、納米生物技術和表面增強拉散射(SERS)等領域。然而,目前所報道的模板法普遍存在工藝復雜、成本高、模板利用率低等缺陷,并且所構筑的材料結構組成單一,在很大程度上限制了其應用范圍。本論文采用膠體晶體和膠體球為模板,通過簡單的物理與化學方法成功構筑了多種微/納結構復合材料,并對其光學、催化等性能進行了詳細的研究。本文旨在解決目前模板法普遍存在的問題,發(fā)展一種基于膠體模板構筑微/納復合材料的簡單有效方法。本論文主要工作:(1)發(fā)展了一種以單層聚苯乙烯(PS)微球為模板,可控制備平方厘米級的銅(Cu)納米顆粒有序陣列的方法;該陣列作為一種廉價的SERS基底,具有制備工藝簡單、陣列結構參數(shù)高度可調等特點;以4-巰基苯硫酚(4-ATP)為目標分子,系統(tǒng)地研究了 Cu納米顆粒有序陣列的SERS性能;研究發(fā)現(xiàn),該陣列的SERS性能隨著周期的增加而逐漸降低,其檢測的4-ATP溶液濃度最低可低至10-7M。(2)基于Cu納米顆粒有序陣列,成功構筑了對4-硝基苯酚(4-NP)和亞甲基藍(MB)優(yōu)異催化...

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 模板法制備微/納材料
        1.2.1 單個膠體顆粒表面包覆
        1.2.2 膠體陣列模板表面包覆
        1.2.3 顆粒中的孔道復制
    1.3 微/納結構材料的應用
        1.3.1 催化
        1.3.2 表面增強拉曼
        1.3.3 生物-化學傳感器
        1.3.4 儲能
    1.4 本論文研究問題的提出、研究內(nèi)容及意義
    參考文獻
第二章 Cu納米顆粒有序陣列及其SERS效應
    2.1 引言
    2.2 構筑策略與實驗
        2.2.1 原料和試劑
        2.2.2 Cu納米顆粒陣列的制備
        2.2.3 表征方法
    2.3 結果與討論
        2.3.1 膠體晶體的形貌
        2.3.2 Cu納米顆粒陣列
        2.3.3 Cu納米顆粒陣列周期、尺寸的調控
        2.3.4 Cu納米顆粒陣列對4-ATP的檢測
    2.4 本章小結
    參考文獻
第三章 Cu@rGO陣列的制備及其催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 構筑策略與實驗
        3.2.1 材料和試劑
        3.2.2 Cu@rGO陣列的制備
        3.2.3 表征方法
    3.3 結果與討論
        3.3.1 Cu@rGO陣列的表征
        3.3.2 對4-NP的催化活性的研究
        3.3.3 周期與尺寸對催化4-NP影響
        3.3.4 對MB的催化活性的研究
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 Au@MOFs納米顆粒陣列及雙通道傳感器應用
    4.1 引言
    4.2 構筑策略及實驗
        4.2.1 原料和試劑
        4.2.2 Au@MIL-100( Fe)陣列的制備
        4.2.3 表征方法
    4.3 結果與討論
        4.3.1 PBA修飾的Au@MIL-100( Fe)樣品的特征
        4.3.2 PVP對MOFs殼層生長的影響
        4.3.3 不同濃度葡萄糖下的光學響應
        4.3.4 殼層厚度對光學靈敏度的影響
        4.3.5 選擇性的研究
        4.3.6 光學靈敏度的原因
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 C復合Co/Co₃O₄空心球作為析氧反應催化劑
    5.1 引言
    5.2 制備策略與實驗
        5.2.1 原料和試劑
        5.2.2 C復合Co/Co₃O₄分級微/納空心球的制備
        5.2.3 電化學表征
        5.2.4 樣品表征
    5.3 結果與討論
        5.3.1 PS微球與PS@Co(OH)₂球表征
        5.3.2 C復合Co/Co₃O₄空心球的表征
        5.3.3 析氧反應的測試
        5.3.4 探討PS@Co(OH)₂形成過程
        5.3.5 Co₃O₄空心球電催化性能研究
        5.3.6 C復合Co/Co₃O₄實心顆粒的電催化性能研究
    5.4 本章小結
    參考文獻
第六章 納米顆粒@ZIF-67的普適制備方法
    6.1 引言
    6.2 構筑策略與實驗
        6.2.1 材料和試劑
        6.2.2 功能納米材料的制備
        6.2.3 功能納米材料@ZIF-67的制備
        6.2.4 Au@ZIF-67納米顆粒陣列用于SERS檢測
        6.2.5 表征方法
    6.3 結果與討論
        6.3.1 功能納米材料@ZIF-67的表征
        6.3.2 有機溶劑分子的檢測
    6.4 本章小結
    參考文獻
第七章 全文總結與展望
    7.1 全文總結
    7.2 存在的不足之處
    7.3 本論文的創(chuàng)新點
    7.4 展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3781169