金纳米颗粒的制备及形貌控制

摘要

金纳米颗粒由于具有独特的光化学性质，使其成为现在的研究热点，在超分子、生物化学等技术领域具有广泛的应用前景。金纳米颗粒的尺寸和形状是决定其性能的重要因素，因此不同维度的金纳米结构单元的制备、组装、表面改性与应用的研究异常活跃，成为当前纳米材料研究的主导方向之一。 本文设计了简单实用的水相还原法，合成了金纳米片、金纳米带以及金纳米颗粒。采用透射电子显微镜（TEM）、高分辨电子透射显微镜（HRTEM）、X射线衍射仪（XRD）和紫外可见光谱（UV—vis）对产物进行了表征，并探讨了它们的生长机理。本文的实验研究主要包括以下三个方面： （1）金纳米片的低温水相还原法制备及其表征 采用PVP作表面活性剂，抗坏血酸（AA）还原氯金酸（HAuCl4）的方法制备了单晶金纳米片，利用TEM、HRTEM、SAED、XRD、UV—vis对产物进行了形貌分析和结构表征，发现产物沿纳米片{111}密排面生长。紫外可见光谱中除出现了位于580nm的弱表面等离子体共振吸收峰（SPR）和位于975nm处的强SPR吸收峰外，首次发现在740nm和835nm处同时出现了较难观察到的两个四极巨共振峰。 （2）硝酸诱导金纳米带的晶种法制备及光谱表征 首次采用晶种法，由小尺寸纳米片在硝酸诱导作用下通过表面偶极作用进行的自组装，制备出了单晶金纳米带。利用TEM、HRTEM、UV—vis、SAED对产物进行了形貌分析和结构表征，发现纳米带是由纳米片边对边组装而成。UV—vis显示产物出现了位于550nm的微弱吸收峰和位于975nm处的强吸收峰，分别起源于纳米带横轴直径与长轴方向的表面等离子体共振。 （3）水相还原法制备金纳米颗粒 采用晶种还原法，在反应体系中添加不同体积的NaOH，制备出了球形金纳米颗粒。采用TEM、UV—vis对产物进行形貌分析和结构表征。UV—vis显示产物出现了位于500～600nm的强吸收峰。当NaOH的体积增加至2mL时，体系的反应速度明显变大，产物的UV—vis光谱表明该实验条件下所得的球形颗粒的尺寸明显变小，分散性好，并且该产物的TEM照片显示所得产物为球形金纳米颗粒的自组装体系。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 纳米材料的发展现状与意义

1.2纳米材料的概念及分类

1.2.1纳米材料的概念

1.2.2纳米材料的分类

1.3 纳米微粒的基本理论

1.4金纳米材料的研究现状与制备

1.4.1 金纳米材料的研究现状

1.4.2金纳米材料的制备

1.5 课题来源及研究内容

第2章 金纳米片的低温水相还原法制备及其表征

2.1 实验部分

2.1.1 实验试剂与仪器

2.1.2实验过程

2.2结果与讨论

2 2.1 反应时间对产物形貌的影响

2.2.2纳米片的XRD分析

2.2.3 纳米片的UV-vis光谱分析

2.2.4纳米片的生长机理分析

2.3 结论

第3章硝酸诱导金纳米带的晶种法制备及光谱表征

3.1 实验部分

3.1.1试剂与仪器

3.1.2实验过程

3.2结果与讨论

3.2.1 肖酸体积对产物形貌的影响

3.2.2纳米带的UV-vis光谱分析

3.2.3纳米带的生长机理分析

3.3 结论

第4章水相还原法制备金纳米颗粒

4.1 实验部分

4.1.1试剂与仪器

4.1.2实验过程

4 2结果与讨论

4.2.1 不同体积NaOH对产物形貌的影响

4.2.2紫外可见光谱分析

4.3 结论

第5章探索性实验-低温水相法制备金纳米棒

5.1 实验部分

5.1.1 实验试剂与仪器

5.1.2实验过程

5.2 结论

总 结

参考文献

致 谢

附录A攻读硕士期间发表的学术论文