可控电沉积金属纳米粒子及其应用

摘要

贵金属纳米粒子因具有独特的物理化学性质而被广泛的研究，由于其性质可通过控制纳米粒子的尺寸、形状、组成及晶型来调节，因此金属纳米粒子在光学、电子学、催化、磁存储器、生物传感器、化学传感器等领域具有广泛的潜在应用价值。 本论文研究了一种通过电解氯金酸可控制备金纳米的方法，利用循环伏安的方法通过控制沉积电位、氯金酸浓度和沉积圈数在ITO玻璃上直接电沉积了平均粒径25nm-150nm的金纳米球，并用扫描电镜、紫外-可见光度法、同步荧光光度法和X射线衍射法对其进行了表征。研究了三种粒径(35nm、90nm、130nm)金纳米球周围介质折射率对其局域表面等离子体共振吸收的影响，发现金纳米粒子的粒径越大，其灵敏度越高，其中130nm金纳米球的灵敏度可达187nm/RIU。 另一方面，通过调节温度、沉积圈数及添加剂氯化钾的浓度在ITO玻璃上电化学沉积了不同尺寸的簇状金纳米粒子，并用扫描电镜、紫外-可见光度法和X射线衍射法对其进行了表征。研究了周围介质折射率对其局域表面等离子体共振吸收的影响，灵敏度可达245 nm/RIU。以苯硫酚为探针分子，将制备的几种粒径的金纳米球和不同尺寸的金纳米簇用于表面增强拉曼散射的基底，发现SERs强度依赖于纳米球的粒径；与金纳米球相比较，金纳米簇具有较高的SERS活性，其SERS信号强度是相同粒径单分散金纳米球的6.7倍。 第三，本论文用电化学的方法，一步法得到了修饰于ITO电极上的金银合金纳米粒子，并用扫描电镜、紫外-可见光度法、同步荧光光度法、电化学法和X射线衍射法对其进行了表征。在碱性和中性介质中，将该金银合金电极及同实验组制备的金铂合金电极用于氧的电催化还原，系统比较了不同pH环境下各金属的电催化活性，发现合金与单金属纳米粒子相比具有独特的性质。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1金纳米粒子的制备

1.1.1球状金纳米粒子的制备

1.1.2棒状金纳米粒子的制备

1.1.3其他形状金纳米粒子的制备

1.2贵金属纳米粒子的性质及应用

1.2.1金纳米粒子的光谱性质及应用

1.2.2金属纳米粒子作为SERS敏感基底

1.2.3贵金属纳米粒子的电化学催化性能

1.3本论文的选题目的

参考文献

第二章直接电沉积球状金纳米粒子及其应用

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1试剂

2.2.2仪器

2.2.3实验过程

2.3结果与讨论

2.3.1金纳米粒子的制备

2.3.2金纳米粒子的共振瑞利散射光谱

2.3.3金纳米粒子的X射线衍射(XRD)

2.3.4金纳米传感膜对介质折射率的响应

2.4结论

参考文献

第三章簇状金纳米粒子的制备及其光学性质研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1试剂

3.2.2仪器

3.2.3实验过程

3.3结果与讨论

3.3.1簇状金纳米粒子的制备

3.3.2簇状金纳米粒子的X射线衍射

3.3.3簇状金纳米传感膜对介质折射率的响应

3.3.4苯硫酚在金纳米基底上的SERS信号

3.4结论

参考文献

第四章贵金属及合金纳米粒子的电催化研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1试剂

4.2.2仪器

4.2.3实验过程

4.3结果与讨论

4.3.1合金纳米粒子的制备及表征

4.3.2碱性条件合金纳米粒子对氧的电催化还原

4.3.3中性条件合金纳米粒子对氧的电催化还原

4.4结论

参考文献

论文完成情况

致谢