金银纳米粒子的可控制备及其表面等离子共振特性研究

发布时间：2017-03-20 05:02

  本文关键词：金银纳米粒子的可控制备及其表面等离子共振特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金银纳米材料因其独特的表面等离子体共振特性（Surface PlasmonResonance，SPR），在生物医学、传感器科学和检测科学等领域已经具有良好的应用景，目前对基于金银纳米粒子表面等离子体共振的表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman Scattering，SERS）和表面增强荧光光谱（Surfaceenhanced fluorescence，SEF）的研究已成为近年来热点。虽然金银纳米粒子的表面等离子体共振特性的研究已经取得了一定进展，但是在纳米粒子的优化制备方法、形貌可控以及高效率的应用方面仍具有挑战。本文将对金银纳米粒子的可控制备及其表面等离子共振特性进行研究，主要内容有： （1）研究了以20nm球形金纳米粒子为种子，以抗坏血酸和HAuCl4为生长溶液，利用种子法制备金纳米粒子。实验结果表明，抗坏血酸可以快速有效使HAuCl4还原成Au0单体，并且在反应溶液中形成小的金纳米粒子；利用种子法用抗坏血酸还原HAuCl4，通过球形金纳米种子的核生长过程使种子粒径增大，继而通过二次成核过程使金纳米粒子表面出现突起，最终形成粒径均一可控的花状金纳米粒子结构，通过改变加入抗坏血酸和种子溶液的量可以得到不同粒径及形态的花状金纳米粒子； （2）利用液相还原法制备了表面粗糙的花状银纳米粒子，通过TEM电镜和实验观测，，给出了银纳米粒子的成核，生长机理和过程；银纳米花的生长过程分为4个阶段：①Ag+还原为Ag0单体；②Ag0单体团聚形成中间团聚体；③中间团聚体各向异性生长形成大枝状突起的银纳米花；④大枝状突起的银纳米花各向同性生长形成小枝状突起的银纳米花。并分析了反应条件中硝酸银和抗坏血酸浓度对合成的银纳米粒子的影响，通过改变实验条件得到一系列尺寸和表面形貌不同花状银纳米粒子； （3）研究了花状金银纳米粒子在表面增强荧光和表面增强拉曼散射上的表面等离子共振特性，由于较大的表面粗糙度和分支上的特殊电磁场效应，花状纳米粒子表现出良好的增强效果；花状金纳米粒子由于较大的表面粗糙度，使其粒子间耦合增大，表面等离子体共振加强，从而使得罗丹明6g分子的荧光得到更大程度的增强。花状银纳米粒子由于其粗糙的表面，能够在单个粒子上提供多个“热点”，这些“热点”能够显著提高SERS增强效果，较圆球形银纳米颗粒而言，组装在硅片上的花状银纳米粒子的SERS增强效果更好。
【关键词】：纳米粒子 可控制备 表面增强拉曼散射 荧光增强 表面等离子共振
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB383.1;O647.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 目次10-12
• 图清单12-14
• 表清单14-15
• 1 绪论15-32
• 1.1 金属纳米材料的研究进展15-16
• 1.2 金属纳米粒子的合成进展16-17
• 1.3 金银纳米粒子在SERS上的应用进展17-26
• 1.3.1 金属纳米溶胶19-20
• 1.3.2 自组装20-21
• 1.3.3 纳米光刻法21-23
• 1.3.4 模板法23-26
• 1.4 SERS应用26-29
• 1.4.1 SERS在生物医学上的应用27-28
• 1.4.2 SERS在环境分析中的应用28-29
• 1.5 论文的研究内容29-32
• 2 实验条件及扫描电子显微镜 SEM 简介32-40
• 2.1 化学试剂与实验设备32-33
• 2.1.1 实验样品与试剂32
• 2.1.2 所用仪器32-33
• 2.2 所用实验仪器的测试与表征33
• 2.3 扫描电子显微镜简介33-36
• 2.3.1 SEM的特点33-34
• 2.3.2 SEM成像的物理信号34
• 2.3.3 SEM的构造与工作原理34-36
• 2.3.4 SEM样品制备36
• 2.4 荧光光谱仪简介36-38
• 2.4.1 工作原理36-37
• 2.4.2 主要结构37
• 2.4.3 主要特点37
• 2.4.4 样品制备37-38
• 2.5 拉曼光谱仪简介38-39
• 2.5.1 工作原理38
• 2.5.2 主要结构38-39
• 2.5.3 样品准备39
• 2.6 小结39-40
• 3 金纳米粒子的可控制备及荧光增强特性40-54
• 3.1 前言40
• 3.2 球形金纳米粒子的可控制备40-45
• 3.3 花状金纳米粒子的可控制备45-49
• 3.3.1 金纳米粒子的合成45-47
• 3.3.2 Au纳米花的紫外-可见吸收光谱与形貌表征47-49
• 3.3.4 不同表面形貌的金纳米花的形貌表征49
• 3.4 金纳米粒子光谱性质研究49-53
• 3.4.1 金纳米花的紫外-可见吸收光谱50-51
• 3.4.2 金纳米粒子荧光增强光谱51-53
• 3.5 本章小结53-54
• 4 银纳米粒子的可控制备及 SERS 特性54-67
• 4.1 前言54-55
• 4.2 多面体结构和片状银纳米粒子的可控制备55-56
• 4.3 花状银纳米粒子的可控制备56-57
• 4.3.1 制备方法56-57
• 4.3.2 吸附操作57
• 4.4 花状银纳米粒子的形貌表征及SERS特性57-66
• 4.4.1 花状银纳米粒子的生长过程60-61
• 4.4.2 硝酸银的量对生成纳米粒子及其SERS影响61-63
• 4.4.3 抗坏血酸的量对生成纳米粒子及其SERS影响63-66
• 4.5 本章小结66-67
• 5 总结67-68
• 参考文献68-73
• 作者简历73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 董前民;杨艳敏;梁培;李晓艳;王乐;;表面增强拉曼散射(SERS)衬底的研究及应用[J];光谱学与光谱分析;2013年06期

2 杨艳敏;董前民;梁培;舒海波;王乐;;步步种子法制备形态及尺寸可控的花状金纳米粒子[J];分析测试学报;2014年02期

  本文关键词：金银纳米粒子的可控制备及其表面等离子共振特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257168