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各向异性贵金属纳米结构的构筑及其机理和性能研究

发布时间:2017-10-05 11:26

  本文关键词:各向异性贵金属纳米结构的构筑及其机理和性能研究


  更多相关文章: 贵金属纳米结构 各向异性 选择性刻蚀 催化 表面增强拉曼光谱


【摘要】:在过去的几十年里,科学家用不同的方法合成了多种形貌的贵金属纳米结构。同时,研究了它们在催化、生物标记、医学成像,以及表面增强拉曼光谱(SERS)等方面的功能和应用。通过控制贵金属纳米结构的形貌、大小等几何参数,可以改变其物理和化学性质,进而优化材料的性能。本文基于各向异性生长和选择性刻蚀可控制备了中空Pt/Au纳米结构、三角形Ag纳米片以及Au-Ag锥形结构,探讨了其生长机理和催化、SERS性质。主要内容分三个部分:(1)中空Pt/Au纳米结构的制备。通过一种简单的方法,我们合成了由高密度Pt纳米棒组成的中空Pt/Au纳米结构。该方法以Au纳米粒子为种子,水溶性聚合物为还原剂和保护剂,KI为形貌控制和生长诱导剂。一系列的研究表明这种纳米结构的形成主要包括三个步骤:小尺寸的Au纳米粒子变为Au纳米片;Pt在Au纳米片{110}面上的选择性生长;刻蚀剂在Au纳米片{111}面上的选择性刻蚀。此外,通过改变反应条件可以合成枝状的Pt纳米球。我们用甲醇的催化氧化反应来研究它的催化活性,结果显示材料的催化性能与形貌密切相关。(2)种子生长法生长三角形Ag纳米片。该方法的优点在于可以通过改变反应条件实现对产物的可控合成。在合成过程中,利用乙腈与Ag+的协同作用抑制Ag的自成核现象。同时,柠檬酸钠选择性地吸附在Ag纳米晶体的{111}面上,可以促使Ag纳米结构的各向异性生长。此外通过调节AgNO_3和种子的量,可以对Ag三角片的尺寸进行调控。(3)Au-Ag纳米棒的选择性刻蚀。采用种子生长法合成不同长度的双金属Au-Ag纳米棒,然后以生成的纳米棒为模板,以丙二胺和空气中的O_2作为刻蚀剂选择性地刻蚀Au-Ag纳米棒,从而形成Au-Ag或Ag-Au-Ag锥形纳米结构。通过改变反应温度和刻蚀剂等反应条件,我们系统研究了刻蚀条件。最后对刻蚀后形成的Au-Ag纳米锥形结构的表面增强拉曼光谱进行了测试,结果表明刻蚀后产物具有更好的表面增强拉曼散射性能。
【关键词】:贵金属纳米结构 各向异性 选择性刻蚀 催化 表面增强拉曼光谱
【学位授予单位】:温州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O643.36
【目录】:
  • 摘要4-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第一章 绪论10-24
  • 1.1 引言10-11
  • 1.2 各向异性贵金属纳米结构的合成方法11-20
  • 1.2.1 物理合成法11
  • 1.2.2 化学合成法11-20
  • 1.3 各向异性贵金属纳米材料的应用20-22
  • 1.3.1 生物医学应用20-21
  • 1.3.2 表面增强拉曼散射21-22
  • 1.3.3 催化22
  • 1.4 论文的主要研究内容和意义22-24
  • 第二章 中空Pt/Au纳米结构的构筑及其生长机理的研究24-34
  • 2.1 引言24-25
  • 2.2 实验药品与方法25-27
  • 2.2.1 实验药品25
  • 2.2.2 实验仪器25-26
  • 2.2.3 Pt/Au纳米结构的制备26
  • 2.2.4 电化学性能测试26-27
  • 2.3 实验结果与讨论27-31
  • 2.3.1 Pt/Au纳米结构27-28
  • 2.3.2 反应时间的影响28-29
  • 2.3.3 Au种子的影响29-30
  • 2.3.4 KI的影响30-31
  • 2.4 反应机理的探究31-32
  • 2.5 催化性能测试32-33
  • 2.6 本章小结33-34
  • 第三章 三角形Ag纳米片的合成及其生长机理的探究34-46
  • 3.1 引言34-35
  • 3.2 实验药品与方法35-37
  • 3.2.1 实验药品35-36
  • 3.2.2 实验仪器36
  • 3.2.3 实验内容36-37
  • 3.3 实验结果与讨论37-43
  • 3.3.1 种子的影响37-39
  • 3.3.2 AgNO_3的影响39-40
  • 3.3.3 种子的量影响40-41
  • 3.3.4 柠檬酸钠的影响41-42
  • 3.3.5 乙腈的影响42-43
  • 3.3.6 温度的影响43
  • 3.4 生长机理的研究43-44
  • 3.5 本章小结44-46
  • 第四章 选择性刻蚀构筑Au-Ag纳米锥形结构及其表面增强拉曼性能的测试46-55
  • 4.1 引言46-47
  • 4.2 实验药品与方法47-49
  • 4.2.1 实验药品47-48
  • 4.2.2 实验仪器48
  • 4.2.3 实验步骤48-49
  • 4.3 实验结果与讨论49-53
  • 4.3.0 合成的Au-Ag纳米棒的形貌和生长机理49-50
  • 4.3.1 刻蚀剂的选择50-51
  • 4.3.2 反应条件的影响51-52
  • 4.3.3 刻蚀剂用量的影响52
  • 4.3.4 反应时间的影响52-53
  • 4.4 表面增强拉曼测试53-54
  • 4.5 本章小结54-55
  • 结论55-56
  • 参考文献56-68
  • 致谢68-70
  • 攻读硕士学位阶段发表的学术论文70

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1 马莹;各向异性贵金属纳米结构的构筑及其机理和性能研究[D];温州大学;2016年



本文编号:976529

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