金纳米粒子/有机硅树脂复合涂层材料的制备及其非线性光学性质研究

摘要

通过溶胶-凝胶法制备的有机硅树脂由于具有许多优点，例如低的脆性和孔隙率，柔韧性和弹性，高的水解稳定性和热稳定性等，可以作为不同功能分子或纳米材料的基体材料。而金纳米粒子由于其本身的光学响应速度极快，以及金纳米棒的长轴共振吸收峰具有可变性，因此其在非线性光学领域的应用潜力十分巨大。利用方便的溶液共混法，可以将二者结合起来，有望将这种纳米复合材料应用于可调谐性激光防护领域。本论文的主要工作： 1.通过甲基三乙氧基硅烷与不同用量的硅源化合物的共同水解缩聚反应制备了有机硅树脂，探究了水的不同用量、溶剂、pH值、反应温度以及不同硅源化合物对于有机硅树脂的影响，并在确定合适的反应条件后，有效地解决了有机硅树脂固化后所遇到的开裂、气泡等问题。 2.采用了种子生长法，通过控制硝酸银以及种子的用量，制得了纵向等离子共振吸收峰从590nm到810nm左右的金纳米棒。采用改良的St(o)ber法，首先对制得的金纳米粒子表面进行硅羟基官能化处理，然后在pH=9-10的条件下进行硅酸四乙酯的水解缩合反应，从而制得核壳结构的Au@SiO2纳米颗粒，探究硅酸四乙酯的用量以及滴加方式对于金纳米棒表面核壳结构的影响。 3.通过简便的溶液共混法将改性后的金纳米棒与有机硅树脂预聚体混合均匀后，进一步固化，得到金纳米棒/有机硅树脂复合涂层材料。研究复合材料对于波长为532nm，重复频率10Hz的脉宽5.0ns激光脉冲表现出来的非线性光学性质；研究复合材料由于金纳米子光致发热效应造成的相界面变化和材料的光热稳定性。结果表明制得的金纳米棒/有机硅树脂复合涂层材料保留了金纳米棒的光限幅性能，表现出较为良好的非线性光学性质，同时具有良好的热稳定性能。

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 金纳米粒子

1.2.1 金纳米粒子性质

1.2.3 金纳米棒

1.2.4 金纳米粒子的分离纯化方法

1.2.5 金纳米粒子表面改性

1.2.6 主要表征方法

1.3 有机硅聚合物

1.3.1 有机硅聚合物发展简史

1.3.2 聚有机硅氧烷分类及性质

1.3.3 硅树脂的结构单元

1.3.4 硅树脂的分类

1.3.5 主要表征方法a. 红外吸收光谱分析

1.4 纳米复合材料

1.4.1 纳米复合材料定义

1.4.2 纳米复合材料命名

1.4.3 纳米复合材料的制备方法

1.4.4 复合材料的光限幅效应

1.4.5 纳米复合材料的表征方法

1.5选题的目的、研究内容及意义

第二章 有机硅树脂的制备

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料、试剂及仪器

2.2.2 实验步骤

2.3 结果与讨论

2.3.1 不同的用水量对于制备有机硅树脂预聚体的影响

2.3.2乙醇溶剂对于制备有机硅树脂预聚体的影响

2.3.3 pH值对于制备有机硅树脂预聚体的影响

2.3.4 反应温度对于制备有机硅树脂预聚体的影响

2.3.5不同添加剂对有机硅树脂固化的影响

2.3.6 有机硅树脂气泡问题

2.4 本章小结

第三章 金纳米粒子的制备及改性

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料、试剂及仪器

3.2.2 实验步骤

3.3 结果与讨论

3.3.1 金纳米棒的制备

3.3.2 金纳米棒的表面改性

3.4 本章小结

第四章 金纳米粒子/有机硅树脂复合材料的制备及表征

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验原料、试剂及仪器

4.2.2 实验步骤

4.3 结果与讨论

4.3.1 金纳米棒在有机硅树脂中分散状况

4.3.2 532 nm激光照射下金纳米棒（长）纳米复合材料光限幅性能

4.3.3 532nm激光照射下金纳米棒（短）纳米复合材料光限幅性能

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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