贵金属微纳米结构在聚合物刷表面的可控生长
发布时间：2020-06-16 08:35
【摘要】：贵金属纳米材料因具有独特的催化、光学、电磁等物理化学性质,被广泛用于催化、化学检测、传感等领域。也因此,可控制备尺寸均一、具有一定形貌、稳定分散的贵金属纳米粒子一直是贵金属纳米材料制备领域的热点,也是难点。本论文中,我们以氧化石墨烯(GO)接枝聚合物刷为模板,通过吸附贵金属前驱体,一步法原位还原可控制备了具有一定形貌、尺寸均一、稳定分散且分布均匀的贵金属纳米结构。并研究了不同还原性还原剂及带不同电性官能团聚合物刷在调控贵金属纳米结构生长中的作用;同时,成功制备了GO-聚合物(刷)/(特殊形貌)贵金属纳米粒子功能性复合材料,并对其在催化和SERS增强方面的应用进行了探究。具体内容如下:(1)以GO接枝显正电的聚(4-乙烯基吡啶)(P4VP)刷为模板,利用聚电解质P4VP与AuCl_4~-间的静电作用,吸附一定量的AuCl_4~-离子,然后以还原性极弱的吡咯单体为还原剂,通过营造不同的还原氛围,一步法原位还原,在GO-P4VP表面分别制备了大小均一的花状Au纳米结构和管状Au-PPy复合结构材料。并分别对所制备的GO-P4VP/Au-PPy复合材料进行了SERS增强及催化还原4-硝基苯酚的探究。(2)以GO接枝P4VP分子刷为基底,分别吸附不同贵金属前驱体离子(AuCl_4~-、Ag~+),选用弱还原性及强还原性还原剂,对比研究了P4VP刷对Au、Ag不同贵金属及在不同还原性还原剂条件下对贵金属纳米结构的调控。一步法原位还原调控获得了稳定、均匀分散且具有不同形貌的Au、Ag微纳米结构。其中利用抗坏血酸(AA)还原制备的“荷包蛋”Au纳米结构,在以4-ATP为探针分子的SERS中展现了良好的增强效果。(3)以GO接枝显负电的聚丙烯酸(PAA)分子刷为模板,通过静电作用吸附不同的Ag前驱体(Ag~+、[Ag(NH_3)_2]~+),随后以弱还原剂AA和强还原剂NaBH_4分别还原不同的Ag前驱体,一步法原位还原在GO-PAA表面分别制备了高密度、分散均匀由Ag纳米片组装形成的3D多级花状Ag结构和无规则的Ag纳米粒子。研究了强弱不同还原剂对Ag纳米结构的影响,并以4-ATP为探针分子对所制备的GO-PAA/3D多级花状Ag纳米结构复合材料进行了SERS性能检测。
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O631;TB383.1
【图文】：
- 5 -坏血酸（AA）的量，制备了从纳米立方体到菱形十二面体一系列的 Au 纳米粒子。所制备的Au 纳米结构演变过程如图1.2 所示。图1.2 通过改变还原剂用量所制备的不同形貌Au 纳米晶体的演变过程及相应的低倍、高倍SEM 图：（a）去顶端立方体，（b）立方体，（c）过渡体1，（d）三八面体，（e）过渡体2，（f）菱形十二面体[31]Fig. 1.2 SEM images the nanocrystals (a) truncated cubes, (b) cubes,(c) transitional product 1,(d) trisoctahedra, (e)transitional product 2, and (f) rhombic dodecahedra and the corresponding High-magnification SEM images withdrawings showing the morphological evolution ofthe gold nanocrystals synthesized by varying the amount ofascorbic acid added to the reaction solution. All scale bars represent 50 nm.[31]Jorge 课题组[32]利用种子生长法，在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）存在的条件下，先用NaBH4还原HAuCl4获得 Au 种子
贵金属微纳米结构在聚合物刷表面的可控生长- 6 -图1.3 （a-c）不同反应时间所制备的Au 纳米粒子的TEM 图：（a）0min，（b）60min，（c）90min；（d）Au 正八面体纳米结构的SEM 图；（e）Au 纳米棒形成Au 正八面体的过程示意图[32]Fig. 1.3 (a-c)TEM images showing the morphology of the Au nanoparticles at different reaction times: (a) 0, (b)60, and (c) 90 min. (d) SEM images of Au octahedra. (e)Illustration Showing the Gradual Transformation of Aunanorods into Octahedra.[32]1.3 聚合物调控贵金属微纳米结构的制备当前，通过引入小分子添加剂，成功制备了多种贵金属纳米粒子形貌，并且实现了结构可控高分散性，推动了对贵金属纳米材料性质的研究及应用。然而令人遗憾的是，小分子添加剂的引入对一定形貌贵金属纳米材料的制备起到了调控和保护作用，但同时也使所制备的贵金属纳米材料因为附着这些小分子添加剂而受到了污染[33]，贵金属纳米结构表面吸附的表面活性剂或离子等小分子添加剂难以除去，因此降低了其物理化学性能[34, 35]。近年来
本文编号：2715808
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O631;TB383.1
【图文】：
- 5 -坏血酸（AA）的量，制备了从纳米立方体到菱形十二面体一系列的 Au 纳米粒子。所制备的Au 纳米结构演变过程如图1.2 所示。图1.2 通过改变还原剂用量所制备的不同形貌Au 纳米晶体的演变过程及相应的低倍、高倍SEM 图：（a）去顶端立方体，（b）立方体，（c）过渡体1，（d）三八面体，（e）过渡体2，（f）菱形十二面体[31]Fig. 1.2 SEM images the nanocrystals (a) truncated cubes, (b) cubes,(c) transitional product 1,(d) trisoctahedra, (e)transitional product 2, and (f) rhombic dodecahedra and the corresponding High-magnification SEM images withdrawings showing the morphological evolution ofthe gold nanocrystals synthesized by varying the amount ofascorbic acid added to the reaction solution. All scale bars represent 50 nm.[31]Jorge 课题组[32]利用种子生长法，在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）存在的条件下，先用NaBH4还原HAuCl4获得 Au 种子
贵金属微纳米结构在聚合物刷表面的可控生长- 6 -图1.3 （a-c）不同反应时间所制备的Au 纳米粒子的TEM 图：（a）0min，（b）60min，（c）90min；（d）Au 正八面体纳米结构的SEM 图；（e）Au 纳米棒形成Au 正八面体的过程示意图[32]Fig. 1.3 (a-c)TEM images showing the morphology of the Au nanoparticles at different reaction times: (a) 0, (b)60, and (c) 90 min. (d) SEM images of Au octahedra. (e)Illustration Showing the Gradual Transformation of Aunanorods into Octahedra.[32]1.3 聚合物调控贵金属微纳米结构的制备当前，通过引入小分子添加剂，成功制备了多种贵金属纳米粒子形貌，并且实现了结构可控高分散性，推动了对贵金属纳米材料性质的研究及应用。然而令人遗憾的是，小分子添加剂的引入对一定形貌贵金属纳米材料的制备起到了调控和保护作用，但同时也使所制备的贵金属纳米材料因为附着这些小分子添加剂而受到了污染[33]，贵金属纳米结构表面吸附的表面活性剂或离子等小分子添加剂难以除去，因此降低了其物理化学性能[34, 35]。近年来
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 廖佳;胡玉玲;李攻科;;基于贵金属纳米粒子的SERS活性基底研究进展[J];分析科学学报;2015年01期
本文编号：2715808
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