蛋白质、多糖作用下硫化银纳米晶的仿生合成
生物矿化材料具有两个鲜明的特点：具有特殊功能和环境友好。仿生合成就是基于生物矿化机理的无机功能材料合成，即模仿生物矿化中无机物在有机物作用下形成无机材料的过程，制备出具有独特的显微结构特点和优异物理化学性能的无机材料的合成。由于它是在环境条件下水溶液中合成的，所以它是环境友好的。在人们日益注重环保的今天，这无疑是最引人注目的一个特征。目前，合成纳米材料有多种方法，如溶胶凝胶法、水热法、蒸发冷凝法等，但利用仿生合成的方法制备纳米材料的报道却献见报道。硫化银半导体因其磁阻效应和快离子导电性而受到广泛关注。本论文利用仿生合成的方法以蛋白质和多糖为基质合成了球状、棒状等不同形貌的硫化银纳米晶。并对纳米棒的形成机理进行了推测和性能表征。本文为制备新型的无机功能材料尝试了一种新的合成方法。
主要内容包括：1、概述了仿生合成纳米材料的发展历程和研究现状，并预测了其发展前景。在此基础上提出了本文的研究目的和主要内容。
2、设计了符合绿色化学理念的仿生合成方法，在环境条件下水溶液中以牛血清白蛋白(BSA)、牛血红蛋白(BHA)和壳聚糖(CS)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为基质，制备了硫化银纳米晶。并利用X-射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、选区衍射(SAED)、扫描电子显微镜(SEM)、化学成分能谱分析(EDS)、热重-差热分析(TG-DTA)对合成产品的晶型、形貌和组成进行了测试。
3、对于上述制备的棒状、球状等不同形貌的纳米晶进行了表征和讨论。结果表明产物均形成了生物大分子包覆的硫化银纳米复合材料；其晶型均为单斜硫化银结晶；这些纳米晶由于表面的修饰具有很好的稳定性、分散性和尺寸均一性.
4、研究了各种因素，包括反应物浓度、蛋白质浓度、螯合时间长短、硫银摩尔比、氮气保护与否和有无搅拌等，对以BSA为基质制备硫化银纳米棒的影响，从而得到了制备纳米棒的最佳条件：反应物AgNO3和TAA浓度均为50mM；BSA溶液浓度为4mg/mL；AgNO3和BSA螯合6h以达平衡，之后TAA加入到上述混合溶液中，整个过程在氮气保护间歇搅拌下进行。
5、利用FTIR和CD等技术对BSA作用下硫化银纳米棒的形成机理进行了研究，并用透射电镜跟踪了成棒过程，提出了配位成核和Ostawald熟化的可能机理，即Ag2S与BSA中的-SH、-NH等基团配位成核，之后纳米粒子在Ostawald熟化过程中逐渐成棒。UV-vis和PL性能测试表明硫化银纳米棒具有很好的发光性能。
仿生合成;蛋白质;多糖;硫化银纳米晶;硫化银纳米棒;生物矿化材料;无机功能材料
河南师范大学
硕士
无机化学
杨林
2006
中文
TB321;TB383
63
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）