金納米微粒的制備及光譜分析應(yīng)用研究.pdf

1、金納米微粒及其薄膜具有特殊的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)及良好的催化活性和生物分子親和能力，在非線性光學(xué)器件和微電子器件的研制、催化以及分析科學(xué)等方面具有十分重要的研究意義和廣泛的應(yīng)用前景。本論文進(jìn)行了金納米微粒的制備新方法以及光譜分析應(yīng)用研究，全文包括六個(gè)部分。 第一章對(duì)金納米微粒的制備方法、金納米微粒的組裝及其應(yīng)用，特別是在分析化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了較為詳盡的綜述，在此基礎(chǔ)上提出了自己擬進(jìn)行的研究方向。引用文獻(xiàn)203篇。 第二章利用糖

2、胺聚糖-肝素作還原劑和穩(wěn)定劑，以HAuCl<,4>為前驅(qū)體，在水溶液中制備了肝素穩(wěn)定的金納米微粒。采用紫外一可見(jiàn)光譜、共振散射光譜、透射電子顯微鏡以及電泳技術(shù)對(duì)制備的金納米微粒進(jìn)行了測(cè)定和表征，探討了反應(yīng)物濃度比對(duì)金納米微粒制備的影響。研究結(jié)果表明，制備的金納米微粒帶有負(fù)電性；可以通過(guò)改變肝素和HAuCl<,4>的濃度比，有效的對(duì)金納米微粒的粒徑大小和形貌進(jìn)行控制。建立的制備方法簡(jiǎn)單易行，是一種對(duì)環(huán)境友好的綠色制備方法。 第三章

3、采用靜電自組裝技術(shù)，在玻璃基片上成功地組裝了金納米微粒的單層和多層薄膜。以原子力顯微鏡、紫外一可見(jiàn)光譜和拉曼光譜等分析技術(shù)對(duì)薄膜的形貌和光學(xué)特性進(jìn)行了測(cè)定與表征。結(jié)果表明，相對(duì)于金納米微粒溶液的吸收峰而言，自組裝金納米微粒薄膜的吸收峰發(fā)生了展寬和紅移，并隨著組裝層數(shù)的增加，紅移明顯增大。單層膜中金納米微粒呈緊密堆積排列，局部區(qū)域有缺陷，二層膜為一種致密的、連續(xù)的顆粒膜，單層膜的粗糙度較二層膜的大。拉曼光譜分析結(jié)果表明，薄膜具有表面拉曼散

4、射增強(qiáng)效應(yīng)。該組裝薄膜可應(yīng)用于表面增強(qiáng)拉曼光譜的研究和化學(xué)傳感器的制備等。 第四章研究了不同粒徑金納米微粒與熒光素鈉的相互作用，發(fā)現(xiàn)金納米微粒對(duì)熒光素納具有熒光猝滅效應(yīng)，探討了熒光猝滅的機(jī)理和金納米微粒熒光猝滅的粒徑效應(yīng)。結(jié)果表明，熒光猝滅程度與金納米微粒的粒徑大小有關(guān)，隨著金納米微粒粒徑的減小，熒光猝滅程度增大。不同粒徑的金納米微粒對(duì)熒光素鈉的猝滅符合Stern-Volmer方程，熒光猝滅常數(shù)隨著金納米微粒粒徑的減小而增大。金

5、納米微粒對(duì)熒光素鈉的猝滅作用為動(dòng)態(tài)猝滅過(guò)程，不同溫度下的猝滅常數(shù)分別為1.5×10<'4> L/mol(25℃)，1.7×10<'4> L/mol(35℃)，1.9×10<'4>L/mol(45℃)。 第五章實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水溶液中金納米微粒對(duì)NaBH<,4>還原亞甲基藍(lán)的反應(yīng)具有顯著的催化作用。進(jìn)行了金納米微粒催化該反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)研究，探討了催化反應(yīng)的機(jī)理，討論了酸度、溫度和不同類型的表面活性劑對(duì)該催化反應(yīng)的影響。研究表明，金納米微

6、粒的催化作用是由于BH<,4><'->(給體)向亞甲基藍(lán)(受體)進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移時(shí)，金納米微粒充當(dāng)了電子轉(zhuǎn)移的媒介參與了電子轉(zhuǎn)移的過(guò)程。金的濃度在1.47×10<'-7>-2.36×10<'-6>mol/L之間時(shí)，催化反應(yīng)初速率與金的濃度呈線性關(guān)系。陽(yáng)離子和非離子表面活性劑的濃度低于臨界膠束濃度時(shí)，催化反應(yīng)初速率急劇增大；大于臨界膠束濃度時(shí)，表面活性劑形成膠束，同催化劑競(jìng)爭(zhēng)吸附反應(yīng)物分子，使得催化反應(yīng)初速率緩慢下降。陰離子表面活性劑與亞甲基

7、藍(lán)生成締合物，阻礙了金納米微粒催化NaBH<,4>還原亞甲基藍(lán)的反應(yīng)。 第六章研究建立了一種以金納米微粒為探針共振光散射(RLS)法測(cè)定維生素B4的新方法。在弱酸性介質(zhì)中(pH 4.2)，金納米微粒在635 nm有一最大共振散射峰。加入微量維生素B<,4>后，金納米微粒與維生素B<,4>通過(guò)靜電引力結(jié)合，形成了粒徑較大的聚集體，導(dǎo)致RLS強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。研究了體系的共振光散射光譜特征和反應(yīng)適宜條件，探討了共振光散射增強(qiáng)的機(jī)理。結(jié)果