光驱动生长法制备银纳米粒子及其非线性光学性能研究

摘要

金属纳米材料以其独特的物理化学性质受到人们的广泛关注，其中银作为一种导电导热性能优良的金属，其纳米尺寸的粒子具有十分重要的应用潜力。银纳米粒子的性能与其形貌、尺寸、表面性质等因素的关系十分密切。本文通过光驱动种子生长法制备出三角形银纳米粒子（AgTNPs），然后以银纳米粒子为研究对象，使用多种物质对其进行表面改性，并通过光限幅性能测定研究了银纳米粒子改性前后的非线性光学性能。本文主要研究内容如下： （1）以柠檬酸钠为保护剂和还原剂通过光驱动生长法制备了在水相中稳定存在的三角形银纳米粒子，研究了温度、柠檬酸钠用量对银纳米粒子形貌的影响，优化了反应条件。 （2）通过光驱动生长过程的紫外-可见光谱和透射电镜的表征，研究了银纳米粒子的特征吸收峰的变化与其形貌变化之间的关系，对三角形银纳米粒子生成的机理进行了探讨，并初步研究了银纳米粒子的光限幅性质。 （3）使用温敏性的巯基功能化的聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM-SH）聚合物对银纳米粒子进行改性，研究了PNIPAM-SH的用量对银纳米粒子表面改性的影响，使用能谱表征了PNIPAM-SH与银纳米粒子的结合方式，观察到了PNIPAM-SH对溶胶中细小银球的吸引效应，并研究了PNIPAM改性的AgTNPs的光限幅效应。 （4）尝试了在AgTNPs表面电荷为负电的条件下，使用正硅酸乙酯（TEOS）对其进行二氧化硅表面改性。使用巯基封端的聚乙二醇（PEG-SH）对银纳米粒子进行改性，结果显示AgTNPs@PEG-SH能够稳定分散在乙醇等有机溶剂中，并能进一步制备出掺杂AgTNPs@PEG-SH的聚二甲基硅氧烷的橡胶材料。将AgTNPs掺杂到水溶性聚乙烯醇中，制备了掺杂有银纳米粒子的具有不同光透过率的聚乙烯醇薄膜，对其光限幅性能进行了研究。

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2银纳米粒子

1.2.1银纳米粒子的研究现状

1.2.2银纳米粒子形貌的研究

1.2.3银纳米粒子的制备方法

1.2.4 二维银纳米材料

1.3银纳米表面功能化复合材料的发展

1.3.1 银纳米复合材料的复合方式

1.3.2 银纳米复合材料的类型

1.4 温敏材料

1.4.1 聚N-取代丙烯酰胺类温敏聚合物

1.4.2 聚乙二醇型温敏聚合物

1.5 银纳米及其复合材料的表征方法

1.5.1 紫外-可见吸收光谱

1.5.2 透射电镜

1.5.3 动态光散射

1.5.4 扫描电镜

1.5.5 能谱分析

1.5.6 X射线衍射

1.5.7 Zeta电位分析

1.6 非线性光学及光限幅

1.6.1 光限幅效应

1.6.2 银纳米材料的光限幅研究

1.7论文选题的目的、研究内容及意义

第二章 光驱动生长法制备银纳米粒子

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1 实验原料、所用试剂、实验与表征仪器

2.2.2光驱动生长法制备银纳米粒子

2.3 结果与讨论

2.3.1 不同保护剂对银纳米粒子的生长的影响

2.3.2 改变反应条件探究对AgTNPs的形貌影响

2.3.3 光驱动生长法形成三角形银纳米粒子的机理探讨

2.3.4 银纳米粒子的光限幅作用

2.4 本章小结

第三章 温敏性聚合物PNIPAM与AgTNPs的复合材料研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料、实验试剂与表征仪器

3.2.2 银纳米粒子的制备和改性

3.2.3 使用不同的表征方式对AgTNPs@PNIPAM进行表征

3. 3 结果与讨论

3.3.1 PNIPAM改性后的银纳米粒子的温敏效应

3.3.2 紫外-可见光谱分析

3.3.3 动态光散射进行粒径测试

3.3.4 透射电镜分析AgTNPs@PNIPAM

3.3.5 EDS能谱分析AgTNPs@PNIPAM

3.3.6 AgTNPs@PNIPAM的光限幅分析

3.4本章小结

第四章 银纳米粒子光限幅材料的制备研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验原料、所用试剂、实验与表征仪器

4.2.2二氧化硅包覆AgTNPs

4.2.3 巯基聚乙二醇改性的AgTNPs

4.2.4 Ag@MPEG-SH杂化的有机硅橡胶片的制备

4.2.5 AgTNPs掺杂到聚乙烯醇中制备聚乙烯醇薄膜

4.3结果与讨论

4.3.1 AgTNPs@SiO2的紫外-可见光谱表征

4.3.2巯基聚乙二醇（mPEG-SH）改性AgTNPs

4.3.3AgTNPs掺杂到聚乙烯醇中制备聚乙烯醇薄膜

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢

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