表面覆盖剂用于可控合成纳米粒子的研究(2)

Keyword： gold nanoparticles；surface coverings；controlled synthesis

1 绪论 1

1.1 金纳米粒子的合成 2

1.1.1 柠檬酸钠还原法 2

1.1.2 布鲁斯特—希夫林合成法 3

1.2 硫醇在纳米结构合成中的应用 4

1.3 金纳米粒子的表面等离子共振特性 5

1.4 金纳米粒子的光学表征 6

1.4.1 紫外—可见吸收表征 6

1.4.2 透射电子显微镜表征 7

1.5 金纳米粒子的应用 8

2 实验部分 10

2.1 实验试剂与仪器 10

2.2 实验方法 10

2.2.1 双相法合成金纳米种子 10

2.2.2 热活化生长法合成金纳米粒子 11

2.2.3 纳米粒子形貌与尺寸表征及数据处理 13

3 结果与讨论 15

3.1 硫醇浓度对金纳米粒子形貌的影响 15

3.2 硫醇与四辛基溴化铵的比率对金纳米粒子形貌的影响 25

3.3 基于吸附等温线模型的分析 26

4 结论 29

5 展望 30

致谢 31

参考文献 32

1 绪论

人对整个世界的理解，始于直观的可见的东西，这就是宏观概念。直到近代，人们对物质的理解一步步加深，开始从研究物质的表面特性到研究其内部运作机理，微观世界的面纱终于被慢慢揭开。微观范畴，通常是指小于或等于与显微镜视场等效的原子分子的无穷区域。然而，由于其特殊的物理性质和让更多人感兴趣并关注的化学特性，我们探索到了介于微观和宏观区域之间的所谓介观物质领域。到了上世纪六十年代，胶体化学这门学科成立之后，科学家开始钻研有关胶体的技术，这里的胶体其实就是纳米粒子。然而，科研工作者没有意识到纳米粒子的特有性质和性能的重要性。1963年，科学界开始对纳米结构的概念有了多方面的认识，德国科学家约旦及其合作者开发了一种气体蒸发方法来制备纳米颗粒，并通过电子显微镜和电子衍射研究金属纳米颗粒的形态和晶体结构。1984年，格雷特等人发现了稀有气体凝固法制备纳米颗粒的方式。到1989年，成功生产了几种具有优异性能的复合纳米固体质料。1990年7月，地点在美国，当时举行了世界第一届国际纳米科学与技术会议（NST），那次会议之后，材料科学又添加了一位新成员，它就是纳米质料科学。在以后的时间里，纳米材料将微观基础理论与现代高科技相结合，这使得它成为了材料科学中的热门话题，各种关于纳米的新科技也不断涌现。

目前来看，纳米科技有两个主要的构成部分，分别是纳米结构和纳米材料，它们代表了两个不同的科研方向。由于其对人类未来生产和生活方式变化的性影响，纳米技术现已成为当前世界各国投入最多，发展最快的科学研究和技术开发领域之一[1]。纳米粒子的发现推动了纳米质料的成长。纳米粒子属于介观物理的范畴[2]。纳米材料的尺寸和形状，极大地决定了它们的性能，而它物理性能的多样性取决于材料尺寸和形状的选择性[3]。控制尺寸的能力对于对纳米级的电子，光学和磁性的研究来说至关重要[4]，它在微电子设备、光学设备、磁性材料、催化、传感器和药物传递方面都有大量的技术应用[5-15]。经过了几十年的历程，金纳米颗粒（Au nanoparticles，简称AuNPs）已被普遍钻研。这些纳米尺寸的粒子由于其新颖的光学和电子性质而引起人们的兴趣，其可用于各种应用，包括表面增强拉曼散射，化学和生物传感器，生物医学应用。这些性质与原子和整体性质不同，它们取决于尺寸和形状，通过合成方法的简单改变可以很容易调整。除了纳米颗粒本身性质的原因外，这些应用还很大程度上得益于表面覆盖配体壳的结构特征。一种重要纳米材料的合成方案是硫醇包覆金纳米粒子的两相合成方案[16]。应用这一合成线路，可以通过控制合成中的硫醇—金纳米粒子之比的操作来获得各种核心大小的金纳米粒子。在降低的硫醇与金盐的比率下，较大尺寸的纳米颗粒也可以使用该方法形成。此外，用单分子层保护较小的预成型纳米粒子，使其具有良好的单分散性，并可用于制造磁性核-金壳纳米粒子。表面覆盖剂用于可控合成纳米粒子的研究(2):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205858.html