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核壳结构的贵金属复合纳米材料的合成、表征及光学性质研究

作　者: 田春贵
导　师: 王恩波
学　校: 东北师范大学
专　业: 无机化学
关键词: 贵金属纳米粒子核壳结构复合材料聚乙烯亚胺十二烷基硫醇表面等离子体共振
分类号: TB383.1
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

核壳结构的贵金属复合材料具有优异的催化性质、光学性质和高的稳定性。因此,发展简单的、大量的制备该复合材料的方法具有重要的意义。最近的一些研究证明利用试剂的多功能特性能够大大的简化纳米材料的合成。基于此,本论文工作集中在利用试剂的多功能性合成核壳结构的贵金属复合材料。工作主要分为以下两个方面:（1）烷基硫醇保护的纳米粒子的制备及性质研究成为核壳结构领域的热点问题。但是在经典的制备方法中,制备过程是复杂的,同时还需要大量的有机溶剂和昂贵的相转移试剂。因此,发展一个简单的制备烷基硫醇稳定的金属纳米粒子的策略是必要的。我们利用十二烷基硫醇作为还原试剂和保护试剂,发展了一个简单的一步过程用于合成巯基保护的银纳米粒子。更有趣的是,提高温度或者延长反应时间可以使Ag相转化为Ag₂S相。借助于XRD和IR等表征手段,推测了Ag纳米粒子的可能的形成过程。（2）金属粒子修饰的核胶球具有的优异的导电、光学和催化活性。此外,将金属纳米粒子组装到核胶球的表面可以使金属粒子在循环使用中保持高的催化活性,增强它们的pH和温度稳定性,使它们能容易的从反应系统里分离。多种方法被用于合成金属纳米粒子修饰的核胶球,但是这些方法通常需要复杂的制备程序、制备后在反应体系中残留过量的金属纳米粒子和还原试剂。同时,这些方法很难大量的制备复合粒子。因此,发展简单合成该复合材料的方法是十分有意义的工作。在本论文工作中,利用PEI作为连接试剂和原位的还原试剂,我们发展了一个简单的制备Ag纳米粒子修饰的PS胶球的方法。该方法是基于预先合成一个由Ag离子-PEI-PS胶球构成的复合物。加热可使该复合物转化为金属纳米粒子修饰的核胶球。随后,我们将该方法进一步改善并用于制备Au（Ag）纳米粒子修饰的各种核胶球,包括金属纳米粒子修饰的无机球,金属纳米粒子修饰的有机聚合物胶球和金属纳米粒子修饰的半导体粒子。该方法的优点包括操作简单,产量高和核组分的广泛可调性。此外,基于在实验中得到的结果,一个改进的表面种子和壳生长技术被用于制备可控厚度金属涂层的核胶球。通过调节金属纳米壳的厚度,复合胶球的表面等离子共振峰能在广泛的光谱范围内调控。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-8
第一章、前言  8-46
  第一节、纳米材料的基本特性  8-10
  第二节、贵金属纳米粒子简介  10-15
  第三节、核壳结构的金属纳米材料的制备进展  15-36
  本论文选题依据和目的  36-37
  参考文献  37-46
第二章、一种简单的制备 Ag-PS 胶球复合物的方法  46-53
  引言  46
  实验部分  46-47
  结果与讨论  47-50
  小结  50-51
  参考文献  51-53
第三章、改进的方法制备银涂层的聚苯乙烯胶球  53-66
   引言  53-54
  实验部分  54
  表征  54-55
  结果与讨论  55-62
  结论  62-63
  参考文献  63-66
第四章、制备金属纳米粒子修饰的核胶球的简单策略  66-90
  引言  66-67
  实验部分  67-68
  结果与讨论  68-82
  结论  82-83
  参考文献  83-90
第五章、大量一步可控合成Ag和A925 纳米晶  90-100
  前言  90
  实验部分  90-91
  结果与讨论  91-96
  结论  96-97
  参考文献  97-100
第六章、一步，尺寸可控的合成稳定的 Ag 纳米粒子  100-114
  引言  100
  实验部分  100-101
  结果与讨论  101-108
  结论  108-110
  参考文献  110-114
结论  114-115
致谢  115-116
在学期间公开发表论文及著作情况  116

核壳结构的贵金属复合纳米材料的合成、表征及光学性质研究

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