基于苯胺的反應(yīng)特性液相控制合成金納米結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、東南大學(xué)博士學(xué)位論文基于苯胺的反應(yīng)特性液相控制合成金納米結(jié)構(gòu)的研究姓名：郭志睿申請學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程指導(dǎo)教師：顧寧20071009東南大學(xué)博上學(xué)位論文率，使得金顆粒的其它晶面如100或110等晶面以相對較快的速率生長，從而最終導(dǎo)致了以lll晶面為基面的金納米片的生成。此外，熱回流過程起到了促使Ostwald熟化過程加快進(jìn)行的作用。此外，進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，上述作為“種子”和生長溶液的金溶膠，在未經(jīng)熱回流過程而是暴露在自然光的

2、輻照的條件下，也可以經(jīng)過緩慢的Ostwald熟化過程生成更大尺度(近50jun)的金納米片。2苯胺輔助多醇法合成大尺度的金納米片利用苯胺輔助多元醇法高產(chǎn)量地制備了形狀為三角形、六邊形、截角三角形，平均厚度約為50納米，大尺度的單晶金納米片。相對于此前報(bào)道的多醇體系下合成金納米片通常需要高溫(100℃)的反應(yīng)條件并且需要附加的表面活性劑或晶面吸附劑的情況，我們提出的液相合成方法可在較低溫度【100℃)下進(jìn)行并無需模板、附加的吸附劑以及超聲

3、、微波等輔助手段。在本合成路線中，加熱氯金酸的乙二醇溶液使得部分氯金酸與體系中的乙醛反應(yīng)生成一定數(shù)量的金“種子”；當(dāng)加入苯胺后，氯金酸與苯胺發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并以上述的金種子為生長中心，最后發(fā)展成為大尺度的金納米片。研究表明，溶液中原位生成的聚苯胺分子對Au111面的擇優(yōu)吸附仍是金納米片形成的主要原因。此外，苯胺的加入量對金產(chǎn)物的形狀和尺寸具有重要的影響。3水體系下苯胺熱還原法控制合成金納米結(jié)構(gòu)采取苯胺熱還原經(jīng)無機(jī)酸、堿調(diào)制初始pH值的

4、HAuCh水溶液的新的形狀控制合成策略，無模板、無吸附劑或表面活性劑的輔助，高產(chǎn)量可控地制備了球形顆粒、三角形、六邊形、截角三角形片、網(wǎng)絡(luò)狀的線、珊瑚狀分支的片等多種金納米結(jié)構(gòu)。由于苯胺的氧化電位與溶液的酸度里正相關(guān)，當(dāng)增加反應(yīng)溶液的酸度時(shí)，顯著降低了氯金酸的還原速率，使金的成核與生長處于動(dòng)力學(xué)控制狀態(tài)。在此狀態(tài)下，溶液中原位生成的聚苯胺分子對Au11l面的擇優(yōu)吸附，促進(jìn)了金納米片的生成。以HCI為酸度調(diào)節(jié)劑時(shí)，cl。能夠與空氣中的02

5、構(gòu)成氧化電位對02／C1‘，在高酸度的環(huán)境下，02／CJ‘對增強(qiáng)的氧化刻蝕能力進(jìn)一步導(dǎo)致了AuCh“還原速率的降低，使得金晶體在平緩的狀態(tài)下生長，最終生成了規(guī)則的三角形、六邊形、截角三角形片等規(guī)則形狀的金納米片。以HN03、HCIO和H：S04為酸度調(diào)節(jié)劑時(shí)，在相同的酸度下，N03。、001和S04：‘只有弱的氧化刻蝕能力，使得上述三種體系以較快的還原速率進(jìn)行反應(yīng)，使得金晶體的在不平穩(wěn)的狀態(tài)下生長，導(dǎo)致最終產(chǎn)物的形狀是具有珊瑚狀分支的金

6、納米片。以HBr為酸度調(diào)節(jié)劑時(shí)，溶液中的Br會(huì)取代AuCh“中的氯離子，從而將氧化電位較高的AuCh轉(zhuǎn)化成具有低氧化電位的絡(luò)合離子[Au(Br)C14一‘，因此盡管Br只有弱的氧化刻蝕能力，低氧化電位的[Au(BrhCl“]‘仍導(dǎo)致了還原速率的顯著降低，最終生成了大尺度的多邊形的金納米片。另一方面，當(dāng)用NaOH溶液降低氯金酸水溶液的酸度時(shí)，不僅會(huì)導(dǎo)致苯胺的氧化電位顯著降低，OH—還會(huì)部分取代AuCl4“中的氯離子，從而將部分氧化電位較高