金属纳米孔洞的制备研究及DFT理论计算结合拉曼实验研究物质在溶液中的状态

摘要

随着纳米材料研究的不断深入，纳米结构组装体系正在成为研究的热点和发展趋势，其重点是控制纳米颗粒的尺寸、形状、结构及其特性。阳极氧化铝(AnodicAluminumOxide，AAO)模板合成技术是近年来发展起来的纳米结构材料组装的最重要的技术之一。目前，利用AAO模板合成技术，人们不仅制备出了多种有序纳米阵列材料及其纳米结构单元，而且研究了它们的光、磁、电和催化等纳米特性，同时还探索了它们在光学材料、垂直磁性记录材料、锂电池的电极材料和光催化剂等方面的应用前景。 传统的方法制备的金属纳米孔洞膜虽然克服了AAO膜的化学稳定性和热稳定性差，容易脆裂等缺点，但是用这些方法制备时仍需较长的时间，不利于大规模生产。利用AAO膜为模板，采用物理的方法制备得到了金属铜的纳米孔洞阵列膜。此方法简单易行，能大规模生产，为纳米膜的工业化复制提供了一种新的工艺，也为纳米线、纳米管等纳米阵列材料的合成与组装也提供了有利的条件。 拉曼光谱以光子为探针，是研究表面物理、化学结构和性质的理想工具。紫外拉曼光谱更是以其灵敏度高、能够避开荧光干扰以及产生共振拉曼效应等优势引起了人们的普遍重视。表面增强拉曼光谱(SERS)技术是当今最灵敏的现场研究表面吸附和界面反应的现场谱学技术之一，SERS技术的灵敏度不断提高以及应用范围不断扩大，大大加速了从分子水平研究化学体系的进程。密度泛函理论(DFT)基于量子力学原理，其结果与实验的一致性得到了科学家们的青睐，近几年DFT理论在各方面都得到了迅速发展。把谱学方法与DFT理论计算方法结合研究物质的行为状态，已成为在分子水平上现场表征的新技术，它在研究金属纳米颗粒上的分子吸附行为，分子在溶液中的状态等方面都有突出优势和引人注目的成果。 本文以对羟基苯甲酸和苯甲酸作为探针分子，利用紫外拉曼光谱和近红外拉曼光谱检测到分子在溶液中，以及分子在银纳米颗粒表面的高质量的拉曼信息，结合DFT理论计算，研究得到了对羟基苯甲酸和苯甲酸在溶液中的状态以及银纳米颗粒上的吸附行为。

目录

文摘

英文文摘

首都师范大学位论文原创性声明及首都师范大学位论文授权使用声明

综述部分

第一章阳极氧化铝(AAO)模板

第二章拉曼散射光谱

第三章表面增强拉曼光谱

第四章密度泛函理论计算

实验研究部分

第一章金属铜纳米孔洞阵列膜制备方法研究

第二章对羟基苯甲酸在水溶液中的状态研究

第三章理论计算结合紫外拉曼实验研究水溶液中PHBA与水分子的相互作用

第四章拉曼光谱结合理论计算研究苯甲酸在银纳米颗粒上的吸附行为

攻读硕士期间论文发表情况

致谢