界面定向刻蚀银纳米粒子研究

摘要

贵金属纳米材料由于其独特的光学、催化性能在有机合成、能源、分析检测等领域有着广泛的应用前景。迄今为止，形貌多样的单一贵金属纳米材料合成已经取得了重大进展。为了进一步增强单一材料纳米粒子的性能或获得单一金属纳米粒子不具有的新性能，通常采用金属置换反应对这些粒子进行后处理。置换反应的介入不仅实现了单一材料纳米粒子的多金属化，而且也增加了纳米材料形貌的多样化，为研究材料性能与其结构的关系奠定了基础。然而，在纳米粒子表面定点进行金属刻蚀或多金属化是非常具有挑战性的工作，要实现批量化生产更是难上加难。基于此，本论文以Ag纳米粒子为模型粒子，利用界面限域作用在纳米粒子表面实现了定点发生置换反应，得到了形貌独特的双金属纳米结构。具体研究内容如下：
　　（1）以组装到界面上的 Ag纳米球为研究对象，采用金属刻蚀反应，得到了双金属“纳米环”。
　　（2）以组装到界面上的 Ag纳米立方体为研究对象，采用金属刻蚀反应，得到了双金属立方体“纳米杯”。
　　（3）以组装到界面上的 Ag纳米线为研究对象，采用金属刻蚀反应，得到了一维双金属“纳米槽”。
　　并采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、多晶粉末 X衍射分析仪(XRD)、X射线光电子能谱仪（XPS）等手段对以上得到的双金属纳米结构进行了表征。对于每一种粒子的刻蚀，均能够通过控制反应时间，实现刻蚀深度和宽度的可控调节，提出了界面限域定点刻蚀反应机理。而且通过改变刻蚀剂的反应媒介，实现了双金属材料的多样化，获得了AgAu、AgPt、AgPd双金属“纳米杯”。初步研究表明了AgAu纳米杯由于其结构和组成效应，具有优异的催化性能。这种独特的双金属纳米结构也可能在非线性光学器件、分析、微反应合成等方面有潜在的应用前景。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 Ag纳米球的刻蚀

1.2 Ag纳米立方体的刻蚀

1.3 Ag纳米线的刻蚀

1.4 本研究论文的工作内容和创新

第2章 银纳米球的界面定向刻蚀

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第3章 银纳米立方体的界面定向刻蚀

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第4章 银纳米线的界面定向刻蚀

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

结论与展望

参考文献

附录 攻读学位期间论文发表情况

致谢