金纳米颗粒的制备及形貌控制

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1、兰州理工大学硕士学位论文金纳米颗粒的制备及形貌控制姓名：董佳敏申请学位级别：硕士专业：材料加工指导教师：李旭东;李工农20090501硕士学位论文摘要金纳米颗粒由于具有独特的光化学性质，使其成为现在的研究热点，在超分子、生物化学等技术领域具有广泛的应用前景。金纳米颗粒的尺寸和形状是决定其性能的重要因素，因此不同维度的金纳米结构单元的制备、组装、表面改性与应用的研究异常活跃，成为当前纳米材料研究的主导方向之一。本文设计了简单实用的水相还原法，合成了金纳米片、金纳米带以及金纳米颗粒。采用透射电子显微镜(TEM)、高分辨电子透射显微镜(HRTEM)、X射线衍射仪(X】m)和紫外可

2、见光谱(UV-vis)对产物进行了表征，并探讨了它们的生长机理。本文的实验研究主要包括以下三个方面：(1)金纳米片的低温水相还原法制备及其表征采用PVP作表面活性剂，抗坏血酸(AA)还原氯金酸(HAuCl4)的方法制备了单晶金纳米片，利用TEM、HRTEM、SAED、XRD、UV-vis对产物进行了形貌分析和结构表征，发现产物沿纳米片{111)密排面生长。紫外可见光谱中除出现了位于580nm的弱表面等离子体共振吸收峰(SPR)和位于975nnl处的强SPR吸收峰外，首次发现在740nm和835nln处同时出现了较难观察到的两个四极巨共振峰。(2)硝酸诱导金纳米带的晶种法制备

3、及光谱表征首次采用晶种法，由小尺寸纳米片在硝酸诱导作用下通过表面偶极作用进行的自组装，制备出了单晶金纳米带。利用TEM、HRTEM、UV-vis、SAED对产物进行了形貌分析和结构表征，发现纳米带是由纳米片边对边组装而成。UUvis显示产物出现了位于550nm的微弱吸收峰和位于975ILrn处的强吸收峰，分别起源于纳米带横轴直径与长轴方向的表面等离子体共振。(3)水相还原法制备金纳米颗粒采用晶种还原法，在反应体系中添加不同体积的NaOH，制备出了球形金纳米颗粒。采用TEM、UV-vis对产物进行形貌分析和结构表征。UV-vis显示产物出现了位于500--"600nm的强吸收

4、峰。当NaOH的体积增加至2mL时，体系的反应速度明显变大，产物的UV-vis光谱表明该实验条件下所得的球形颗粒的尺寸明显变小，分散性好，并且该产物的TEM照片显示所得产物为球形金纳米颗粒的自组装体系。关键词：金；纳米片；纳米带；纳米颗粒；纳米棒AbstractThepresentworkistodevelopallaqueous—phasemethodtosynthesizegoldnanoparticleswithdifferentshapes，characterizetheircrystallinestructure，size，shape，andopticalprop

5、ertieswithTEM,SEM,XRD，andUV．Vis，analyzethemechanismoftheformationofdifferent·shapegoldnanoparticles．Themainresultsareoutlinedasfollows：(1)Structureandspectroscopicstudyofsingle-crystalgoldnanoplatessynthesizedbylow-temperaturechemicalreducingInthiswork,goldnanoplatesweresuccessfullysynthes

6、izedfromthereductionofHAuChbyascorbicacid，inthepresenceofpoly(vinylpyrrolidone)(pvP)．Themorphologiesandstructureof豳eproductswerecharacterizedbyTEM,HRTEMandU弘visspectrum。TEMimagesindicatenanoplateswerefccsinglecrystalswithaverageedgelengthof600nrn．Forthefirsttime，theirUV-visspectrumnotonlys

7、howastrongabsorptionpeakandaweakabsorptionpeakcenteredat～975amand-580rim,whichoriginatedfromin．planedipoleresonanceandout-of-planedipoleresonancerespectively,butalsoshowtwoquadrupoleresonanceswhichappearedat740nmand835nm．Apreliminarygrowthmechanismisalsopropos