金纳米棒表面配体修饰及其对组装模式的影响

发布时间：2017-08-27 00:19

  本文关键词：金纳米棒表面配体修饰及其对组装模式的影响

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【摘要】：金纳米棒作为纳米材料的研究热点之一,其组装技术更是备受关注。现行的组装方法多为微米级或局部有序结构,阻碍了金纳米棒阵列结构在科研和生活中的实际应用。同时金纳米棒阵列结构中棒的紧密排列程度决定了其近场耦合效应中热点的密集程度,为了使组装体的效果得到更好的发挥,我们希望得到棒与棒间距更小的阵列结构。种子生长法合成的金纳米棒端部和侧壁对表面配体分子结合能力不同为金纳米棒的分步修饰提供了可能。表面配体修饰对静电作用力、范德华力具有较大影响,同时可以调节金纳米棒的亲疏水作用和棒与相界面的表面张力。通过选择合适的配体分子分别修饰金纳米棒的端部和侧壁有望可以有效提高金棒组装阵列的规整度。同时配体修饰完成后因表面配体的长度改变可以调节两个棒之间的间距,从而使阵列结构中的棒排列更紧密。本论文的研究内容从以下几个方面展开:1、了解金纳米棒表面化学状态及其体系的稳定性。原始金纳米棒溶液中金棒CTAB双分子层包覆致密,修饰较为困难;CTAB浓度的降低使配体修饰变的容易但是体系的稳定性也随之降低。保证足够量的配体分子引入体系中用于配体置换且不破坏体系的稳定性,对金纳米棒表面化学状态和体系稳定性的了解对做好配体修饰前的准备工作尤为重要。2、对表面配体修饰的准确条件进行探索。影响配体修饰的条件包括温度、配体分子浓度、金棒溶液中CTAB的浓度等因素。分步修饰的关键在于第一步实现配体对金棒端部的修饰,并且只修饰端部,即确定端部和侧壁修饰的节点。端部修饰完成以后在同样的反应体系中使用置换能力更强的配体或者更利于配体置换进行的条件,实现另外一种配体对侧壁的修饰,这时就完成金纳米棒的分步修饰。3、对配体修饰后的金纳米棒用于阵列组装做初步的尝试。配体置换使原始金纳米棒表面的CTAB双分子层变为单层的配体分子,有效的调节了棒与棒之间的距离,进而影响到范德华力。棒间距的减小可以增强两个棒之间的作用力,使在组装过程中更容易形成阵列结构。同时近场耦合效应随两个表面等离子体共振激元的距离减小增强,较短的配体分子修饰金纳米棒可以使阵列中棒的排列更为紧密。
【关键词】：金纳米棒 分步修饰 阵列组装
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;O641.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-34
• 1.1 等离子激元材料10-12
• 1.2 金纳米棒的光学性质及应用12-21
• 1.2.1 表面等离子共振吸收和散射12-15
• 1.2.2 表面等离子共振线宽及寿命15-17
• 1.2.3 近场发射技术用于等离子电子密度分布成像17-18
• 1.2.4 近场效应与耦合18-21
• 1.3 金纳米棒阵列的制备21-25
• 1.3.1 多孔氧化铝模板制备金纳米棒垂直阵列21-22
• 1.3.2 蒸发诱导组装22-24
• 1.3.3 界面诱导组装24-25
• 1.4 配体修饰对金纳米棒组装趋势的影响25-26
• 1.5 本文研究的主要内容、目标和意义26-27
• 参考文献27-34
• 第二章 金纳米棒表面化学特性及其体系稳定性探索34-48
• 2.1 引言34
• 2.2 实验部分34-37
• 2.2.1 试剂与实验仪器34-35
• 2.2.2 测试仪器35-36
• 2.2.3 实验步骤36-37
• 2.3 实验结果与讨论37-44
• 2.3.1 合成金纳米棒的表征37-39
• 2.3.2 金纳米棒长径比的调控39-40
• 2.3.3 CTAB溶液的电导率测定40
• 2.3.4 金纳米棒表面CTAB分子吸附脱附状态讨论40-42
• 2.3.5 巯基配体分子在不同溶剂中的溶解特性42-43
• 2.3.6 巯基配体对金纳米棒溶液体系稳定性的影响43-44
• 2.4 本章小结44-46
• 参考文献46-48
• 第三章 金纳米棒稳定体系下的表面配体修饰48-64
• 3.1 引言48-49
• 3.2 实验部分49-50
• 3.2.1 试剂与实验仪器49
• 3.2.2 测试仪器49
• 3.2.3 实验步骤49-50
• 3.3 结果与讨论50-61
• 3.3.1 金纳米棒端部修饰条件的控制50-54
• 3.3.2 金纳米棒的分步修饰54-56
• 3.3.3 单一配体分子修饰56-58
• 3.3.4 配体修饰对于金纳米棒阵列参数影响58-59
• 3.3.5 分步修饰的金纳米棒用于金纳米棒垂直阵列的制备59-61
• 3.4 本章小结61-62
• 参考文献62-64
• 第四章 结论与展望64-66
• 4.1 总结64
• 4.2 展望64-66
• 硕士期间已完成的工作66-68
• 致谢68-69

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本文编号：743458