学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

金纳米棒的化学腐蚀性及热稳定性研究

作　者: 邹任贤
导　师: 张雷；杨剑
学　校: 华南理工大学
专　业: 制药工程
关键词: 金纳米棒化学腐蚀热稳定性奥斯特瓦尔熟化
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 126次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

金纳米棒拥有独特的光学性质,因此其在生物学等领域上有广泛的应用。但是它的形状或尺寸的微小变化都会导致其光学性质产生显著差异,所以研究水溶液中金纳米棒的化学稳定性和热稳定性对与金纳米棒的应用而言具有重大意义。本为采用紫外可见吸收光谱及透射电子显微镜图对不同环境中金纳米棒的稳定性进行了系统的分析。第一,我们提出了在室温下用FeCl₃对金纳米棒进行选择性腐蚀的方法。在这个化学腐蚀反应中,卤素离子作为络合剂降低金的电极电势,从而使Fe（Ⅲ）足以在室温下氧化金。由于金纳米棒两端的活性更高,且十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）分子对两端的保护能力更弱,因此这个化学腐蚀反应通常优先在两端发生,从而导致金纳米棒随着腐蚀反应的发生,长度越来越短,而直径基本维持不变。因此,金纳米棒的长径比持续减小,LSPR吸收峰持续蓝移。这个选择性化学腐蚀反应不仅提供了一种可以方便获得具有特定长径比、特殊光学性质的金纳米棒的途径,还提供了一种安全移除金纳米结构的方法,这对用金纳米棒作为模板制备空心结构具有重大意义。第二,我们研究了不同环境下的金纳米棒的热稳定性,我们发现,在高温下金纳米棒的LSPR峰会持续发生蓝移,长径比不断减小。据分析,金纳米棒的长径比减小是因为金纳米棒的长度不断减小而直径不断增加,这是可能是由于奥斯特瓦尔熟化反应造成的,但是表面融化的可能性也不能排除。通过减少溶液中的溶质（如CTAB等）,包裹表面活性剂（如聚苯乙烯磺酸钠,PSS等）或降低反应速率（在碱性环境中加入NaBr等）等方法可达到减低奥斯特瓦尔熟化的目的,从而提高金纳米棒的热稳定性。这些结果对金纳米棒在高温下的应用具有实际意义。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-32
  1.1 本课题研究的背景和意义  11
  1.2 金纳米棒的应用前景及其应用条件  11-19
    1.2.1 金纳米棒的表面电浆共振效应在生物传感器方面的应用前景及其应用条件  11-15
    1.2.2 金纳米棒的近红外吸收及光散射性在细胞方面的应用前景及其应用条件  15-16
    1.2.3 金纳米棒的电子转移性能在催化领域的的应用前景及其应用条件  16-18
    1.2.4 金纳米棒参与的杂化纳米材料合成的应用前景及其应用条件  18-19
  1.3 金纳米棒化学腐蚀性的研究现状  19-26
    1.3.1 CN~-及氧气对金纳米棒的氧化腐蚀  20-21
    1.3.2 过硫酸盐对金纳米棒的氧化腐蚀  21-22
    1.3.3 Au（Ⅲ）对金纳米棒的氧化腐蚀  22
    1.3.4 CTAB、浓酸及氧气对金纳米棒的氧化腐蚀  22-24
    1.3.5 Cu（Ⅱ）、抗坏血酸及氧气综合对金纳米棒的氧化腐蚀  24-26
  1.4 金纳米棒热稳定性的研究现状  26-30
    1.4.1 自身形貌对金纳米棒热稳定性的影响  26-27
    1.4.2 表面活性剂对金纳米棒热稳定性的影响  27-29
    1.4.3 表面修饰对金纳米棒稳定性的影响  29-30
  1.5 本论文的选题思想及主要内容  30-32
第二章实验部分  32-38
  2.1 化学试剂及仪器  32-34
    2.1.1 实验试剂  32-33
    2.1.2 实验仪器  33-34
  2.2 金纳米棒的合成方法及纯化  34-35
    2.2.1 金纳米棒的合成  34-35
    2.2.2 金纳米棒的纯化  35
  2.3 FeCl_3常温下对金纳米棒的选择性腐蚀反应  35
  2.4 金纳米棒的热稳定性反应  35-37
    2.4.1 金纳米棒的热处理  35-36
    2.4.2 金纳米棒与PSS的包裹反应  36
    2.4.3 金纳米棒与NaBr的反应  36-37
  2.5 实验表征  37-38
    2.5.1 透射电镜表征（TEM）分析  37
    2.5.2 紫外可见吸收光谱（UV-VIS）测定  37
    2.5.3 马尔文粒度仪Zeta电位分析  37-38
第三章 FeCl_3在室温下对金纳米棒进行选择性腐蚀的反应  38-53
  3.1 引言  38
  3.2 FeCl_3在室温下对金纳米棒进行选择性腐蚀的反应现象  38-42
  3.3 选择性腐蚀反应机理探索  42-48
    3.3.1 Fe~(3+)的还原反应  42-43
    3.3.2 Au的氧化反应  43-45
    3.3.3 理论计算  45-48
    3.3.4 选择性腐蚀反应机理小结  48
  3.4 其他因素对腐蚀反应的影响  48-52
    3.4.1 FeCl_3浓度对腐蚀反应的影响  49
    3.4.2 CTAB浓度对腐蚀反应的影响  49-50
    3.4.3 温度对腐蚀反应的影响  50-51
    3.4.4 O_2对腐蚀反应的影响  51
    3.4.5 pH值对腐蚀反应的影响  51-52
  3.5 本章小结  52-53
第四章金纳米棒的热稳定性研究  53-74
  4.1 引言  53
  4.2 两种不同制备方法的金纳米棒的热稳定性差异  53-57
  4.3 金纳米棒热稳定性差异原因探索  57-65
    4.3.1 反应剩余物对金纳米棒热稳定性差异的影响  58-60
    4.3.2 其他因素对金纳米棒热稳定性差异的影响  60-65
    4.3.3 影响金纳米棒热稳定性因素小结  65
  4.4 提高金纳米棒热稳定性  65-72
    4.4.1 PSS包裹提高金纳米棒的热稳定性  66-67
    4.4.2 NaBr提高金纳米棒的热稳定性  67-72
  4.5 本章小结  72-74
结论与展望  74-76
参考文献  76-84
攻读硕士学位期间取得的研究成果  84-85
致谢  85

金纳米棒的化学腐蚀性及热稳定性研究

内容摘要

全文目录

相似论文