不同形貌和表面结构的金纳米粒子的制备及其性能研究

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纳米尺度的金材料因其尺寸效应而表现出了与块体金材料不同的性质,包括高电子密度、介电特性和高效的催化性能等,且不同形貌和不同晶面主导的金纳米粒子也有着特性的差异。因而金纳米粒子被广泛应用于生物传感,生物医学,以及催化等领域。所以,制备形貌可控的且均一稳定的分散性良好的金纳米粒子对于其进一步应用有着非常重要的意义。本论文采用化学还原法合成分散性良好的金纳米颗粒,金纳米片,金纳米棒,以及花冠状金纳米片。合成的金纳米粒子采用紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线粉末衍射进行了表征。探究了反应过程中表面配体、反应温度等对产物形貌和表面结构的影响。通过自组装的方法将不同形貌的单分散金纳米粒子构筑成性能较好的表面增强拉曼散射的基底,研究了不同形貌的金纳米粒子作为表面增强拉曼散射底物的催化活性。另外,探究了不同晶面的金纳米片的性能差异。本论文的内容主要包括以下两个方面:(1)用柠檬酸钠,硼烷叔丁胺,抗坏血酸分别作为还原剂,分别合成了金纳米颗粒,金纳米片和金纳米棒。通过自组装的方法将三种不同形貌的金纳米粒子制备成良好的表面增强拉曼散射基底,以研究不同形貌的金纳米粒子作为表面增强拉曼散射底物的催化活性。(2)成功地使用乙二胺四乙酸(EDTA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为共还原剂和形貌导向剂合成了具有(110)晶面的花冠状金纳米片。基于不同金晶体平面的能量顺序γ(111)<γ(100)<γ(110),其中(110)平面在低折射率平面中具有最高的表面能。本工作制备出暴露高能(110)平面的金纳米晶体。通过SEM,TEM,XRD,XPS和电化学表征,对于花冠状金纳米片的结构和形成机理进行了一定的探究。
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