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AAO辅助多形貌纳米银颗粒的化学法制备及其增强荧光性能研究

作　者: 宋明霞
导　师: 赵修建
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料学
关键词: 金属纳米粒子 AAO模板 树枝状纳米银 一维银纳米粒子 金属荧光增强
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


金属纳米材料在纳米电子学、光学、电磁学、传感技术以及生物成像技术等方面有广泛的应用前景。金属纳米粒子的物理化学性能主要取决于其尺寸及形貌。因此,对于尺寸、形貌可控的金属纳米材料的制备方法受到广泛关注。目前,制备金属纳米粒子的方法很多,但是都存在各自的问题。针对目前Ag纳米粒子的研究现状,本论文采用简易、重复性好的化学方法,利用多孔氧化铝模板(AAO)辅助制备多形貌的银纳米粒子。并研究其在AAO辅助下金属增强荧光效应。主要研究结果与结论如下:1.探索了AAO的预处理工艺,采用二次阳极氧化法制备了尺寸均一,有序度高,平均直径为60nm的AAO模板并对反应中各参数进行了研究。确定了阳极氧化时,恒电流为0.06A,草酸浓度为0.3mol/L,两次氧化时间均为4h,扩孔时间20～30min等最佳的制备工艺。2.以AAO模板作为载体,采用电化学沉积法,在AAO模板的表面制备出具有树枝状结构的纳米银。测试结果表明,树枝状纳米结构的主干长度可达十几甚至几十微米,分枝清晰且基本平行。由于产物在AAO模板的表面生成,因此易于分离。3.采用溶剂热法,在AAO模板的辅助下,分别以乙二醇(EG)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为还原剂,制备多形貌的银纳米粒子。结果表明,在以乙二醇为还原剂时,AAO模板作为异相引入,有助于一维银纳米粒子在其表面的生成。在利用DMF为还原剂时,加入表面活性剂PVP,反应产物中一维银纳米粒子与大尺寸的三角形、倒角三角形、六边形银纳米片同时存在。由于AAO的特殊结构,使得PVP在AAO的表面容易达到其临界胶束浓度,从而使反应在较短的时间内便有较多的一维银纳米线生成。4.将颗粒状的纳米银和经过离心后得到的银纳米线,分别沉积在玻璃基片和AAO模板上,研究其对染料罗丹明B的荧光增强性能。实验结果表明:沉积在AAO模板上的银纳米线对染料有很明显的荧光增强作用,但荧光增强因子低于玻璃基片上的银纳米线;沉积在AAO模板上的颗粒状纳米银的荧光增强因子高于沉积在玻璃基底上的。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-21
  1.1 引言  9-10
  1.2 纳米材料的特殊效应  10-11
  1.3 多形貌银纳米粒子的制备方法  11-15
    1.3.1 模板制备法  11-12
    1.3.2 晶种制备法  12-13
    1.3.3 水热/溶剂热合成法  13-14
    1.3.4 光化学还原法  14-15
    1.3.5 电化学还原法  15
  1.4 金属增强荧光效应  15-19
    1.4.1 表面增强荧光现象  16-17
    1.4.2 表面增强荧光现象产生的机理  17-19
    1.4.3 金属银增强荧光效应的研究  19
  1.5 本论文研究的目的、意义及内容  19-21
第2章 多孔氧化铝膜的制备研究  21-31
  2.1 引言  21
  2.2 铝片的预处理工艺  21-26
    2.2.1 实验材料和试剂  21
    2.2.2 实验方法  21-22
    2.2.3 表征方法  22
    2.2.4 实验结果与讨论  22-26
  2.3 铝片的阳极氧化  26-30
    2.3.1 实验材料和试剂  26
    2.3.2 表征方法  26
    2.3.3 实验结果与讨论  26-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 AAO辅助电化学法制备树枝状纳米银  31-37
  3.1 引言  31
  3.2 实验部分  31-32
    3.2.1 树枝状纳米银的制备  31-32
    3.2.2 样品表征  32
  3.3 实验结果与讨论  32-36
    3.3.1 树枝状纳米银的性能表征  32-35
    3.3.2 树枝状纳米银生成机理研究  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章 AAO辅助溶剂热法制备—维银纳米粒子  37-61
  4.1 AAO辅助乙二醇还原AgNO_3制备银纳米粒子  37-45
    4.1.1 样品制备  37-38
    4.1.2 样品表征  38
    4.1.3 实验结果与讨论  38-45
  4.2 AAO辅助N,N-二甲基甲酰胺还原AgNO_3制备银纳米粒子  45-60
    4.2.1 样品制备  46
    4.2.2 样品表征  46
    4.2.3 实验结果与讨论  46-60
  4.3 本章小结  60-61
第5章 AAO辅助银纳米粒子的增强荧光性能研究  61-70
  5.1 引言  61
  5.2 实验部分  61-62
    5.2.1 样品的制备  61-62
    5.2.2 样品表征  62
  5.3 结果与讨论  62-69
    5.3.1 RhB光学性能分析  62-64
    5.3.2 一维银纳米线荧光增强性能分析  64-67
    5.3.3 银纳米颗粒荧光增强性能分析  67-69
  5.4 本章小结  69-70
第6章 结论  70-72
参考文献  72-80
致谢  80-81
附录  81

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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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