脱合金的尺寸效应研究

发布时间：2024-12-26 01:35

　　纳米多孔材料及纳米颗粒由于其大的比表面积、表面活性被广泛应用于催化、活化、传感、拉曼增强等领域。因此,纳米多孔颗粒有可能具有更好的应用性能。但并不是所有尺寸的纳米颗粒脱合金后均能形成多孔结构,其脱合金后形貌与颗粒原始尺寸有关,但目前对于脱合金的尺寸效应系统的研究有限,鉴于此本课题选择Au-Ag合金纳米颗粒作为研究对象,探讨脱合金过程中的尺寸效应。首先本文采用共溅射技术制备出在SiO₂上沉积Au-Ag合金薄膜,再经过真空热退火获得具有一定尺寸分布的纳米合金颗粒。研究了薄膜成分、薄膜厚度、热退火温度及时间对纳米颗粒形貌、尺寸、成分的影响。研究结果表明:热退火温度越高越有利于形成纳米颗粒,一定成分、厚度的薄膜能否形成形状规则纳米颗粒主要取决于热退火温度,时间的影响较小。薄膜厚度越厚越难形成纳米颗粒。薄膜中Au含量增加会导致球化过程减缓。其次,通过透射电子显微镜观察SiN衬底上不同尺寸Au-Ag合金纳米颗粒的脱合金过程,研究结果表明:Au_0.2Ag_0.8纳米颗粒脱合金存在明显的尺寸效应。当纳米颗粒尺寸小于15 nm时,-28℃下脱...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.7通过理论计算模拟得到的纳米颗粒形貌随温度时间变化图[51]

Erlebacher[51]等人通过蒙特卡罗模拟研究发现纳米多孔的粗化是通过瑞丽不稳定性控制的韧带的夹断,同时伴随着孔洞的产生(这种空洞不是空位通过体扩散形成)。纳米多孔的粗化的驱动力是表面能的降低,纳米多孔是含有很多正、负、鞍点曲率的拓扑密排结构。如图1.7所示为通过蒙特卡洛模....

图1.6 Au-Ag合金脱合金过程中空隙演化模型。

块体金属材料脱合金制备纳米多孔材料,选择性溶解母合金中一种或两种成分,在溶解的同时,剩下的元素并不能单独稳定存在,这些原子或原子团会沿着合金及溶液界面扩散,最终团聚成岛状结构[11,46-48]。JonahErlebacher[49]采用蒙特卡罗方法对Au-Ag二元合金脱合金过....

图1.8多孔Au-Ag合金纳米颗粒阵列,Au纳米颗粒阵列及Au-Ag合金纳米颗粒阵列拉曼强度图[55]

YueLi[55]等人研究发现脱合金后形成的Au-Ag纳米颗粒其拉曼光谱如图1.8所示,纳米多孔颗粒的增强效果是纳米Au颗粒的104倍,是Au-Ag纳米颗粒的7倍。即使当4-ATP浓度为10-10M,纳米多孔Au-Ag纳米颗粒仍有很高的增强效果。改变脱合金时间,从30min到....

图1.9多孔Au-Ag合金纳米颗粒的FESEM和TEM图像(a-c)30,(d-f)60,(g-i)90 min[55]

图1.8多孔Au-Ag合金纳米颗粒阵列,Au纳米颗粒阵列及Au-Ag合金纳米颗粒阵列拉曼强度图[55]1.4.2纳米颗粒脱合金的尺寸效应

本文编号：4020324