金纳米粒子在聚丙烯酸和胱胺溶液中的可控合成及表征

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1、厦门大学硕士学位论文金纳米粒子在聚丙烯酸和胱胺溶液中的可控合成及表征姓名：陈欣申请学位级别：硕士专业：生物医学工程指导教师：张其清;翁建20080901摘要金纳米粒子由于其量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应表现出不同于宏观块状材料的光学、催化等性能越来越受到人们的关注。金纳米粒子的应用与其尺寸及形貌密切相关，如何通过发展简单、经济、有效的制备方法获得形貌、尺寸可控的金纳米粒子仍面临挑战。本论文尝试以聚丙烯酸(PAA)作为包裹剂和还原剂，分别采用水热法和常温液相还原法制备金纳米粒子：以小

2、分子胱胺盐酸盐为还原剂还原氯金酸(HAuCl4)制备“荔枝”状的金纳米粒子。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线衍射仪(XRD)、紫外一可见吸收光谱(UV．vis)和粒径分析仪等分析手段系统地对所制备的金纳米粒子的形貌、尺寸、晶体结构以及光学性质等进行表征。主要研究内容与结果如下：1．采用一步水热法，以聚丙烯酸为包裹剂和还原剂，制备了尺寸为190nm，形状规则的金纳米二十面体。考察了温度、聚合物浓度、聚合物分子量、时间、酸碱度等实验参数对金纳米粒子形态和尺寸的影响

3、。研究了聚合物在反应体系中所起的作用：其在不同条件下所表现出的链结构使得到的产物具有不同的形貌与尺寸。推测了水热条件下二十面体金纳米粒子的生长机理——包裹剂的选择性吸附是主要原因；2．采用常温液相还原法，在聚丙烯酸体系下得到金纳米粒子。考察了聚合物浓度、分子量、体系酸碱度等实验参数对金纳米粒子形态和尺寸的影响，并与水热法得到的结果进行对比：水热法得到的产物晶型规则、产率高且反应时间短；而常温法操作简便、设备要求简单、成本低；3．以胱胺盐酸盐为还原剂，在常温条件下采用液相还原法还原氯金酸得到“荔枝"状的金

4、纳米粒子。初步探讨了“荔枝一状金纳米粒子形成的机理：氯金酸在溶液中被胱胺盐酸盐还原成金原子。金原子由于胱胺的吸附与脱附作用不断堆积形成形状规则的“荔枝"状金纳米粒子。关键词：金纳米粒子；水热法；常温液相还原法AbstractGoldnanoparticlesareparticularlyimportantbecauseoftheirstabilityandfascinatingopticalpropertiescanbetunedthroughcontroloverparticlessize，shape

5、，compositionandmorphology．Itisbelievedthatlarge-scalesize··andshape·—controlledmetalnanoparicleswillbeconvenientlyproducedthroughfurtheroptimizationofthesesyntheticprocessesandexpectedtofindintriguingapplicationsinfieldsuchascatalysis，biosensor,recording

6、media,andoptics．Themaingoalofthepresentworkistodevelopasimpleandeffectivehydrothermalmethodandaliquidphasereductiontosynthesizegoldnanpanicleswithcontrollablesizeandshape．ThesynthesiswasrealizedbythereductionofHAuChwithPoly(acrylicacid)(PAA)asboththeredu

7、cerandcappingagent．Ourresearchalsodescribedasimpleone-potapproachforthesynthesisofnanostructuredAuparticleswithlitchilikemorphology．Withoutanyextracontrol，seed，surfactant．Thelitchi-likegoldnanostructureswereobtainedbythesimplemixingofanaqueoussolutionofc

8、ystaminehydrochlorideandHAuCl4atroomtemperature．Theirmorphology,size，structureandopticalpropertieswerecharacterizedsystemicallybyTEM，HRTEM，SEM，XRD，SAED，EDSandUV-visspectroscopy．Thegrowthmechanismofthegoldnanoparticleswithd