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核壳结构SiO_2@Au纳米粒子的合成研究

作　者: 张明东
导　师: 栾伟玲
学　校: 华东理工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 二氧化硅微球 纳米金 核壳结构 自组装-化学镀 自组装-静电吸附
分类号: TB383
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-26
  1.1 前言  9-10
  1.2 SiO_2@Au核壳结构纳米粒子  10-23
    1.2.1 SiO_2@Au的性质  10-13
    1.2.2 SiO_2@Au的应用  13-18
    1.2.3 SiO_2@Au的制备  18-23
  1.3 研究意义与目的  23-24
    1.3.1 研究意义  23
    1.3.2 研究目的  23-24
  1.4 研究内容  24-26
第2章 实验方法和表征手段  26-31
  2.1 实验药品和试剂  26
  2.2 实验仪器和设备  26-27
  2.3 纳米材料的表征  27-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 SiO_2微球的制备及其表面功能化  31-36
  3.1 前言  31-32
  3.2 SiO_2微球的制备  32-33
    3.2.1 实验过程  32
    3.2.2 实验结果与讨论  32-33
  3.3 SiO_2微球的表面功能化  33-35
    3.3.1 实验过程  33
    3.3.2 回流参数对SiO_2表面功能化的影响  33-34
    3.3.3 实验结果与讨论  34-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 Au纳米粒子的合成及纳米Au种子化SiO_2  36-42
  4.1 前言  36-37
  4.2 不同粒径Au纳米粒子的合成  37-39
    4.2.1 实验过程  37-38
    4.2.2 实验结果与讨论  38-39
  4.3 纳米Au种子化SiO_2  39-41
    4.3.1 实验过程  39-40
    4.3.2 实验结果与讨论  40-41
  4.4 本章小结  41-42
第5章 自组装-化学镀法制备SiO_2@Au核壳纳米粒子  42-50
  5.1 前言  42
  5.2 SiO_2@Au核壳纳米粒子的合成  42-43
    5.2.1 实验原理  42-43
    5.2.2 实验过程  43
  5.3 反应原料体积比对合成的SiO_2@Au的影响  43-48
  5.4 SiO_2@Au核壳纳米粒子的表面增强拉曼特性研究  48-49
    5.4.1 实验过程  48
    5.4.2 实验结果与讨论  48-49
  5.5 本章小结  49-50
第6章 自组装-静电吸附法制备SiO_2@Au核壳纳米粒子  50-55
  6.1 前言  50
  6.2 SiO_2@Au核壳纳米粒子的合成  50-53
    6.2.1 合成试验过程  51
    6.2.2 试验结果和讨论  51-53
  6.3 自组装-化学镀和自组装-静电吸附的对比研究  53
  6.4 本章小结  53-55
第7章 总结与展望  55-58
  7.1 总结  55-56
  7.2 创新点  56
  7.3 展望和建议  56-58
参考文献  58-65
致谢  65-66
攻读硕士期间发表论文与奖励  66

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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