貴金屬納米結構的電化學合成和物性研究.pdf

1、電沉積是制備納米材料的一種強大的方法。通過控制沉積電位、電解液濃度和表面劑等很多因素可以合成大量不同形貌的金屬、半導體和導電聚合物等納米結構。其中最具有代表性的是模板法電沉積一維納米結構和非模板法電沉積多面體以及復雜納米結構。這些電化學合成的納米結構具有很多新穎的物理、化學特性，在光學、電學、磁學、傳感器和催化等領域有著重要的應用?；谝陨显?，本論文的工作將主要建立在使用模板法電化學沉積金屬鈀、銅及其二元金屬的一維納米結構，以及非模板

2、法電沉積復雜的樹枝狀銀納米結構，并研究合成產(chǎn)物的性質和應用。論文的工作主要包括以下幾方面的內容:
　　 1.樹枝狀和花狀銀納米結構的合成及其表面增強拉曼性質在導電玻璃（FTO）襯底上，通過電沉積的方法可以制備銀的樹枝狀納米結構。并且這些合成的納米結構有著很強的表面增強拉曼（SERS）性能。我們合成方法的特點是通過改變沉積電位、表面劑的種類以及硝酸銀的濃度來控制銀樹枝狀納米結構的尺寸、形狀和分枝密度。樹枝狀結構生長的一般趨勢也得到

3、了解釋清楚。所以，我們可以準確的控制樹枝狀銀產(chǎn)物顆粒間的距離，并且可以調節(jié)表面等離子體共振等去選擇最適合做表面增強拉曼襯底的結構。其中，在PVP做表面劑的溶液中合成出來的尺寸60-100 nm、顆粒間距絕大部分在10 nm以下的樹枝狀銀納米結構的SERS靈敏度比在PVP/檸檬酸中合成出來的尺寸20-50 nm、顆粒間距大部分在10 nm以上的樹枝狀銀納米結構強很多。前者作為SERS襯底可以清楚的檢測濃度低于10-10 M的若丹明6G分子

4、。這種可控的合成方法也可以用來合成其他的金屬和合金。
　　 2.鈀銅二元金屬納米管的合成以及其在硝酸根離子催化上的應用我們在氧化鋁模板（AAO）中采用電沉積的方法一步合成了Pd/Cu二元金屬納米管和納米線。所施加的電位決定著產(chǎn)物形貌是管還是線。在高的負電位下，沉積速率快，模板孔道內的離子被耗盡，沉積由擴散控制，形成納米管結構。相反的，在較低的負電位下形成的是納米線結構。納米管是由幾個納米的Pd，Cu金屬顆粒構成。電解液中的線性掃

5、描伏安曲線測試說明了Pd和Cu是分別沉積的，而且排除了因氫氣析出而導致納米管形成的可能性。在硝酸根離子的電催化實驗中，相比于Pd/Cu薄膜，在低的電位下，納米管受反應中間產(chǎn)物的吸附影響更大，催化性能相對較差;在有氫氣析出的高電位時，納米管的催化受氫氣的影響相對較小。在空氣中放置六個月后，Pd/Cu 二元金屬納米管被氧化成均一的氧化物納米管。
　　 3.超細氧化亞銅納米線的合成我們采用電化學沉積、以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作為軟模