各向异性贵金属纳米结构的构筑及其机理和性能研究
在过去的几十年里，科学家用不同的方法合成了多种形貌的贵金属纳米结构。同时，研究了它们在催化、生物标记、医学成像，以及表面增强拉曼光谱（SERS）等方面的功能和应用。通过控制贵金属纳米结构的形貌、大小等几何参数，可以改变其物理和化学性质，进而优化材料的性能。本文基于各向异性生长和选择性刻蚀可控制备了中空Pt/Au纳米结构、三角形Ag纳米片以及Au-Ag锥形结构，探讨了其生长机理和催化、SERS性质。主要内容分三个部分： （1）中空Pt/Au纳米结构的制备。通过一种简单的方法，我们合成了由高密度Pt纳米棒组成的中空Pt/Au纳米结构。该方法以Au纳米粒子为种子，水溶性聚合物为还原剂和保护剂，KI为形貌控制和生长诱导剂。一系列的研究表明这种纳米结构的形成主要包括三个步骤：小尺寸的Au纳米粒子变为Au纳米片；Pt在Au纳米片{110}面上的选择性生长；刻蚀剂在Au纳米片{111}面上的选择性刻蚀。此外，通过改变反应条件可以合成枝状的Pt纳米球。我们用甲醇的催化氧化反应来研究它的催化活性，结果显示材料的催化性能与形貌密切相关。 （2）种子生长法生长三角形Ag纳米片。该方法的优点在于可以通过改变反应条件实现对产物的可控合成。在合成过程中，利用乙腈与Ag+的协同作用抑制Ag的自成核现象。同时，柠檬酸钠选择性地吸附在Ag纳米晶体的{111}面上，可以促使Ag纳米结构的各向异性生长。此外通过调节AgNO3和种子的量，可以对Ag三角片的尺寸进行调控。 （3）Au-Ag纳米棒的选择性刻蚀。采用种子生长法合成不同长度的双金属Au-Ag纳米棒，然后以生成的纳米棒为模板，以丙二胺和空气中的O2作为刻蚀剂选择性地刻蚀Au-Ag纳米棒，从而形成Au-Ag或Ag-Au-Ag锥形纳米结构。通过改变反应温度和刻蚀剂等反应条件，我们系统研究了刻蚀条件。最后对刻蚀后形成的Au-Ag纳米锥形结构的表面增强拉曼光谱进行了测试，结果表明刻蚀后产物具有更好的表面增强拉曼散射性能。
贵金属纳米结构;各向异性;选择性刻蚀;催化性能;表面增强拉曼光谱
温州大学
硕士
化学
杨云
2016
中文
O643.36
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）