银纳米球、线与其银-镍合金纳米线的可控合成

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1、东南大学硕士学位论文度均在纳米尺度范围，如纳米尺度的颗粒、纳米微球、量子点原子团簇、纳米孔洞等；(2)一维，指在三维空间中有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米杆棒、纳米管等；(3)二维，指在三维空间中有一维在纳米尺度，如纳米超薄膜，纳米多层膜，纳米超晶格等。确切的说，纳米材料所表现出来的性质不同于宏观物体或者单个孤立原子，其基本性能对尺度的依赖方式也比较特别【6'71。具体来说，这些特性可以分为以下四个方面：(1)表面效应【8】，由于纳米颗粒尺寸小，表面积大，位于表面的原子占相当大的比例。随着颗粒粒径的减小，表面原子的数量迅速增加，因此此时粒子的比表面积、表面能和表面结合能都迅速增大。它对纳米

2、粒子的光化学、电学及非线性光学等性质具有重要影响。(2)小尺寸效应【9】，当微粒的尺寸与光波的波长，如德布罗意波长或超导态的相干长度以及透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将会被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小，导致声、光、电磁、热力学等物性呈现新的小尺寸效应。(3)量子效应【lo】，量子效应是指粒子尺寸减小到一定值时，费米能级附近的电子能级变宽，由准连续能级变为离散能级从而造成粒子的热、光、磁等性能反常的现象。(4)宏观量子隧道效应【l¨，微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。当纳米粒子尺寸足够小时，粒子的磁化强度、磁通量等显示出类似于电子的波粒二相性

3、，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，称为宏观的量子隧道效应。1．2银纳米材料的制备研究现状银是导电性能最好的金属，具有良好的催化性能和化学性能，其抗菌性能与生物相容性也很出色，因而被广泛应用于化学、化工、生物医学、电子、药物、日用品等等行业。而银纳米材料，具有本体银所没有的光学性能，这使得银纳米材料的用途更加广泛，在众多的纳米材料中也备受重视。又由于纳米银体积小、比表面大，物理、化学性能非常独特，目前可以用作纳米电子器件中的导线和开关，新型的导电或生物医药复合材料以及高效催化剂等等。但除此之外，银纳米材料的性能很大程度上取决于其形状、尺寸、组成、结晶性和结构，这使得银纳米颗粒的制备方法变

4、得非常重要【121。近十年来，有大量的制备银纳米材料的方法报道。主要分为物理法和化学法两大类。2第一章绪论1．2．1物理法制备银纳米粒子一般说来，各种制备金属单质纳米颗粒的物理方法都适用于制备纳米银颗粒。制备金属纳米颗粒常用的蒸发凝聚法和离子溅射法很早就用于银纳米颗粒的制备。这两种方法不易引入杂质，获得的银颗粒平均粒径也较小【13】。魏智强等‘14】采用阳极弧放电等离子体蒸发冷凝法制备银纳米粉末，制备的银纳米粉末纯度高、分散性好，粒径在lO～50I姐，平均粒径24衄，比表面积为23．8l—2／L。有人利用激光溅射法制备纳米银粒子。如Ch锄g等在NaCl溶液中用激光烧蚀溅射银片，同时不断搅拌防

5、止形成的纳米银颗粒团聚，最终制得平均直径为26衄的银单质颗粒f15】。也有人用机械球磨法制备银纳米颗粒，Xll等人【16】曾报道了在．196℃的低温下对银粉进行高能机械球磨，得到了纳米银粒子。机械球磨法的优点是操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。物理方法虽然原理简单，所得产品杂质少、质量高，但其缺点是对仪器设备要求较高，生产费用昂贵。1．2．2化学法制备银纳米粒子化学法制备的银纳米粒子最小可达几纳米，操作简单，容易控制。其关键技术是如何控制颗粒的尺寸、较窄的粒度分布和获得特定而均匀的晶型结构。化学法通常有溶胶．凝胶法、化学还原法、微乳液法、光化学还原法、电化学还原法、和超声波还原

6、法等等。1．2．2．1溶胶一凝胶法溶胶一凝胶技术是制各纳米材料的特殊工艺，不仅可用于制备微粉，而且可用于制备薄膜、纤维、体材和复合材料。溶胶．凝胶法是将金属银的化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米银粒子。溶胶．凝胶法的优点是在制备过程中无需机械混合，不易掺入杂质，产品纯度高，过程容易控制，纳米粒子的晶型和粒度可控，颗粒较细，均匀性好。何俊等人【1刀采用弱紫外光源(紫外杀菌灯)照射硝酸银和柠檬酸三钠的混合溶液，成功制备出了纳米银粒子。何峰等【18悃溶胶．凝胶法在浮法玻璃表面镀制了含有银胶体粒子着色的Si02涂层。涂层在500℃热处理后表面致密，无裂纹。通过调整工艺条件，可得

7、到着色均匀的淡黄一黄．棕黄系列样品。Sonm等f19】以抗坏血酸为还原剂，D舣adl9为高分子保护剂来还原硝酸银，制得了被D戤adl9所3东南大学硕士学位论文包覆的银纳米粒子。1．2．2．2化学还原法化学还原法是制备超细粉体的有效和常用的方法之～。一般是指在液相条件下，用还原剂还原银的化合物而制备纳米银粉的方法。用化学还原法制备的纳米银粒子中的杂质含量比较高，粒度分布比较宽且容易团聚。因此，用化学还原法制备银