金、銀納米晶體的可控合成及性質(zhì)研究.pdf

1、貴金屬納米材料因其獨(dú)特的催化性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)，已經(jīng)成為納米科技領(lǐng)域中最富有活力的分支學(xué)科，從而受到了研究者們極為廣泛的關(guān)注。研究表明，這些性質(zhì)通常與貴金屬納米晶體的尺寸、形貌(或晶面)、組成和表面結(jié)構(gòu)等因素密切相關(guān)。因此，對(duì)貴金屬納米晶體尺寸和形貌的可控合成是對(duì)其相關(guān)性質(zhì)研究和將其在各領(lǐng)域應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。而在這些影響因素中，納米晶的形貌和表面結(jié)構(gòu)對(duì)其性質(zhì)的調(diào)控更是研究的熱點(diǎn)。例如，近期對(duì)具有高能面和高指數(shù)面貴金屬納米晶的控制合

2、成及相關(guān)性質(zhì)的研究成為了貴金屬納米材料這一領(lǐng)域的新焦點(diǎn)。與此同時(shí)，雙金屬納米材料(尤其是具有核殼結(jié)構(gòu)的)也受到了廣泛關(guān)注和深入研究，這主要是因?yàn)樗鼮椴牧瞎鈱W(xué)性質(zhì)和催化性質(zhì)的調(diào)控提供了一種新的方式。對(duì)于核殼結(jié)構(gòu)納米晶體尺寸和殼層厚度的精確控制不僅是對(duì)合成技術(shù)的挑戰(zhàn)，更是對(duì)其某些物理化學(xué)性質(zhì)臨界變化值研究的關(guān)鍵。此外，對(duì)于貴金屬納米晶成核和生長(zhǎng)機(jī)理的研究一直以來(lái)也備受矚目。本論文選取貴金屬納米材料中最具代表性的金屬金(Au)和銀(Ag)作為

3、研究對(duì)象，對(duì)納米晶形貌和尺寸的控制、核殼結(jié)構(gòu)殼層厚度的精確控制、晶體表面結(jié)構(gòu)分析、表面等離子共振性質(zhì)及晶體生長(zhǎng)機(jī)理等方面的研究展開(kāi)了相關(guān)工作，主要獲得了以下結(jié)果或結(jié)論
　　 1)通過(guò)一種非常簡(jiǎn)單的液相化學(xué)還原法在室溫下成功合成了具有高指數(shù)晶面(如{221})的二十四面體Au納米晶，這種結(jié)構(gòu)的Au納米晶在電化學(xué)行為上既不同于各種低指數(shù)表面裸露的單晶金電極，也不同于普通的多晶金電極。這也是用濕化學(xué)法制備高指數(shù)金屬納米晶的首次報(bào)道。<

4、br>　　 2)通過(guò)晶種法在有機(jī)相中成功合成了具有特殊削角結(jié)構(gòu)的十面體Au納米晶，這種結(jié)構(gòu)的削角面全是高能{110}晶面。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果豐富了以AuCl/oleylamine為前驅(qū)物合成形貌各異的Au納米晶的研究工作。這種Au納米晶表面存在的大量高活性{110}面使其有望在催化等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
　　 3)通過(guò)多步晶種法合成了尺寸非常均勻的Au納米球，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)Au@Ag核殼納米立方體尺寸和殼層厚度的精確控制。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)地

5、研究不同Ag殼層厚度下Au@Ag納米立方體的表面等離子共振性質(zhì)，我們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)Ag殼層厚度大于某個(gè)臨界值--3nm的時(shí)候，Au核的表面等離子共振將被Ag殼完全屏蔽。
　　 4)在晶體生長(zhǎng)機(jī)理方面，我們將單晶Ag納米晶合成過(guò)程中的氧化刻蝕機(jī)理由親水體系推廣至疏水體系，并控制合成了邊長(zhǎng)約13.5 nm的Ag納米立方體，而這一尺寸的Ag納米立方體在親水體系的合成中很難獲得。
　　 在本論文的最后一章，我們還介紹了通過(guò)電化學(xué)沉積法