核壳结构SiO2@Au纳米粒子的合成研究

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核壳结构SiO2@Au纳米粒子拥有红外消光、线性光学、光热转换等优异性能,具有广泛的应用。自组装-化学镀法具有壳层包覆率高、表面形貌均匀、样品稳定性好和可调控性高等优势,是目前最常用的制备SiO2@Au核壳纳米粒子的方法。但该方法仍存在工艺步骤较多、合成过程繁琐等不足。本文利用自组装-化学镀法成功制备了SiO2@Au核壳纳米粒子,并考察了K-Gold陈化液和Au种子化的Si02溶胶的体积比对合成的SiO2@Au样品的影响,确定了壳层完整性最高的SiO2@Au生成时K-Gold陈化液和Au种子化的SiO2溶胶两者体积比的优化值。另外,试验了利用自组装-静电吸附法制备SiO2@Au核壳结构纳米粒子,并从形貌特征和光学吸收特性两方面将其和自组装-化学镀法制备的SiO2@Au核壳纳米粒子做了对比研究。本文的主要研究内容和研究结论包括以下三个方面:(1)通过改进的Stober法成功制备了粒径约200nm的Si02微球,并使用APTMS对Si02微球进行了表面功能化,系统考察了回流参数对APTMS表面功能化Si02微球的影响,确定了优化的工艺参数;利用化学还原法合成了三种粒径的Au纳米粒子,并选取粒径约1-3m的Au纳米粒子作为种子,成功实现了对Si02微球的种子化。(2)利用自组装-化学镀法制备了核壳结构SiO2@Au纳米粒子,系统考察了K-Gold陈化液和Au种子化的Si02溶胶的体积比对最终合成的SiO2@Au样品的影响情况,确定了壳层完整性最高的SiO2@Au生成时K-Gold陈化液和Au种子化的Si02溶胶两者体积比的优化值。(3)利用自组装-静电吸附法成功制备了具有核壳结构的SiO2@Au纳米粒子,并从形貌特征和光学吸收性质方面将其与自组装-化学镀法制备的SiO2@Au做了系统对比研究。结果表明,自组装-化学镀法制备的SiO2@Au壳层均匀光滑、完整性高,缺点是工艺步骤多、时间周期长;而自组装-静电吸附法制备的SiO2@Au,其包覆率相对较低、均匀性也较差,但是其工艺过程简便、时间周期短的优势非常明显。
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