纳米颗粒的包覆及合成机理研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:AHUAYA
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着纳米科技的发展,对纳米颗粒表面进行修饰改性成为材料科学领域中的一个研究热点。本论文中,我们利用贵金属Au、SiO2及巯基乙酸(TGA)等,采用水溶液法分别对Cu2O、Au、CdTe等进行了修饰改性,制备了Cu2O@Au、Au@SiO2和TGA修饰的量子点,并系统研究了它们的形成机理和光学特性。主要研究内容可概括为以下几个方面:1.首次采用PVP作为表面活性剂,在低温水溶液中制备了Cu2O纳米立方体和纳米球,进一步以Cu2O纳米立方体作为种子,利用异质种子生长法,制备了Cu2O@Au核壳结构的纳米晶,并对它们的晶体结构、形貌和发光性质进行了表征。Cu2O立方体形成的机理是:PVP基团中的氧原子与Cu2O纳米晶的{100}面发生了选择性的作用,抑制了沿<100>方向的生长,这样导致Cu2O纳米晶沿<111>方向生长的速率远远超过沿<100>方向的生长速率。随着{111}面的消失,就得到了Cu2O立方体结构。Cu2O纳米球形成的机理:溶液中PVP的浓度加大,导致溶液体系粘度的增加,从而会阻碍溶液中离子的扩散,抑制Cu2O纳米晶的异向生长能力,导致Cu2O纳米球的形成。Au纳米晶能在Cu2O纳米晶表面进行生长可能是因为:第一,Au在Cu2O立方体的表面的成核与生长,能够降低Cu2O立方体的表面能。第二,Cu2O纳米晶与Au的晶格匹配性能比较好。由于Cu2O具有面心立方结构(fcc),具有丰富的较低表面能的{111}面,从HRTEM的图像可以看出,Cu2O的d111=0.24nm和d200=0.21nm分别与Au的d111=0.23nm和d200=0.20nm都非常接近。这有利于Au在Cu2O立方体的表面成核并最终形成Cu2O@Au核壳结构。由于小尺寸能够导致比较强的振子强度,从而导致吸收峰的蓝移。由于我们制得的Cu2O立方体纳米晶比Cu2O纳米球具有较小的尺寸,因此相对于Cu2O球,Cu2O立方体纳米晶的Uv-vis吸收光谱发生了大概36nm的蓝移。在Cu2O@Au核壳结构的吸收光谱中,从500-800nm的波段中出现了Au的吸收特征峰,可进一步断定Au(0)的形成2.以SDS作为表面活性剂,用柠檬酸钠还原氯金酸,在水相中合成出了具有高分散性的Au纳米晶,进一步制备了Au@SiO2的核壳结构。对制备的纳米晶的晶体结构、形貌和Uv-vis光谱进行了表征。因为在体系中,对Au(Ⅲ)的还原是个多重的步骤,Au(Ⅲ)→Au(Ⅰ)→Au(0),在反应过程中,相对较高的温度通过加速Au(Ⅲ)被还原到Au(0)的过程,减少了形成其他其他Au的中间体的概率,简化和控制了反应的进行,使最终产物形态具有较高的稳定性。另一方面,由于Au在较高温度下,能够形成相对较多的晶核,同时离子扩散能力增强,更有利于晶核的生长,因此能形成较大尺寸的纳米晶。因此在相对较高的温度下能够制备较大尺寸和较好形貌的Au的纳米颗粒。通过在对Au纳米晶表面生长SiO2对Au进行了改性,提高了Au的水溶性和吸光性能。在Au纳米晶表面形成的SiO2壳增强了纳米Au颗粒本身的折射率,从而提高了Au纳米晶的Uv-vis的吸收强度并导致了吸收峰的红移。3.在水溶液中成功对CdTe量子点进行了表面改性。利用TGA对CdTe纳米晶进行了表面修饰,并研究了各种实验参数对TGA修饰的CdTe量子点发光性质的影响。在其他反应参数相同的情况下,体系中反应物浓度的增加、反应时间的延长能够导致CdTe量子点尺寸的增加,从而导致吸收峰轻微的红移。反应体系中以TGA作为稳定剂,pH值的增加可以很大程度上增加纳米颗粒的生长速度。较快的生长速度,可以增加最终产物CdTe量子点的尺寸,也同时导致CdTe量子点的结晶度降低,同时其表面会出现较多的缺陷,我们认为是这些因素综合作用导致了CdTe量子点荧光发射峰的红移。我们还制备了不同具有不同形貌的钼铜矿的纳米晶,改进了钼酸盐的制备条件,实现了在低温水溶液中制备钼铜矿的纳米晶,并对其生长、发光性质进行了研究。
其他文献
一、学校概况rn北京科技大学成立于1952年,是一所以工为主,工、理、管、文、经、法等多学科协调发展的教育部直属全国重点大学.首批“211工程”建设高校,“985工程”优势学科
期刊
河道中部分断面分布有沉水植物的现象十分普遍,同时室内实验表明,水生植物对一些受污染水体可以起到净化作用,除此之外还能对河岸起到保护作用。然而河道分布有沉水植物时也会引
时光飞逝,转眼又是一年.2019年,中国在机遇和挑战中拼搏奋斗,步履坚定.中国的社会工作事业也稳步发力,奋发向前,为改善民生、创新社会治理作出新的努力.rn这一年,社会工作行
期刊
大沽河是青岛市主要水源地之一,是青岛市生活和工农业用水的重要水源。大沽河洪水大部分发生在7-8月,历时一般为3-5d。干流洪水对地下水的渗漏补给直接影响着行洪流量和地下
事件回放rn2019年,民政部继续部署民政领域脱贫攻坚工作,积极动员和引导社会力量参与深度贫困地区脱贫攻坚,组织实施社会工作专业人才服务“三区”计划、社会工作服务机构“
期刊
水是人类社会发展不可缺少的资源,水质状况直接关系到社会的发展和人民身体健康。近年来,由于安全生产事故、产业布局风险、水陆交通事故等多种因素影响,我国江河饮用水水源地突
本文针对废水的水质和处理要求,采用了20μm过滤器、活性碳过滤器、5μm过滤器的预处理工艺,使水质满足反渗透处理的进水要求。试验采用美国GE-Osmonics-Desal 公司生产的反渗