具有表面等离子体共振性能的金属纳米晶的制备与性能研究

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1、学校代码：10286分类号：O64密级：公开UDC：543学号：152351具有表面等离子体共振性能的金属纳米晶的制备与性能研究研究生姓名：张亚可导师姓名：娄永兵教授申请学位类别理学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称化学论文答辩日期2018年6月6日二级学科名称分析化学学位授予日期2018年月日答辩委员会主席孙柏旺评阅人王喜章陈金喜2018年6月11日硕士学位论文具有表面等离子体共振性能的金属纳米晶的制备与性能研究专业名称：化学研究生姓名：张亚可导师姓名：娄永兵教授PreparationandPropertiesofMetalNa

2、nocrystalswithSurfacePlasmonResonancePropertiesAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYZHANGYakeSupervisedbyLOUYongbingSchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的

3、研宄成果。，论文中不包含其他人己经发表或撰写过尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外证书而使用过的材料。与我的研宄成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：破兀旬曰期：城＿东南大学学位论文使用授权声明（、东南大学、国家图书馆《中国学术期刊光盘版）》电子杂、中国科学技术信息研宄所志社有限公司、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位、万方数据电子出版社、论文的复印件和电子文档，可以采用影印缩印或

4、其他复制手段保存论文。本人电子文档的一，可以致，允许论文被查阅和借阅内容和纸质论文的内容相。除在保密期内的保密论文外公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布）。（包括以电子信息形式刊登授权东南大学研宄生院办理．＂：：糾研究生签名：欢亦钉导师签名汩期摘要摘要纳米材料的氧化（纳米材料的表面氧化、部分或者完全氧化）对其光学、电学、磁学性质有巨大的影响。而近年来，Au或Ag等贵金属具有局域表面等离子体共振（localizedsurfaceplasmonresonance，LSPR）

5、效应，且具有高的化学稳定性，已被广泛应用于生物、环境技术和光催化等领域。Cu也具有LSPR效应，但是由于Cu化学性质不稳定，在空气中易氧化，形成Cu2O，影响其光学性质，限制了其应用。基于铜是地球上丰富和廉价的金属，且其有潜力作为稀缺和昂贵的贵金属的替代品，因此铜和铜基纳米粒子成为研究的热点。采用不同的合成方法、条件以及后化学合成处理的方法，可以对铜和铜基纳米粒子进行适当的修饰，这也促进了研究者对这些纳米材料的研究兴趣，特别是在催化领域。本文基于铜纳米粒子为研究对象，利用胶体化学的合成方法，制备出Cu@Cu2O纳米粒子、Cu@Ni1

6、2P5的核壳结构、Cu@Cu2O/ZnO的异质结结构。采用一系列表征手段对合成的纳米材料的结构、性质、形貌特征以及粒子尺寸等进行研究分析。研究主要分为以下两部分：（1）以乙酸铜、油酸、三辛胺为原料，在真空线的条件下制备出Cu纳米晶，具有较小的尺寸，平均尺寸大约14.4nm；由于Cu纳米晶易氧化，在空气中不能稳定的存在，因此为了提高Cu纳米晶的稳定性，以乙酰丙酮镍（Ⅱ）、油胺、十八烯为原料，合成Cu@Ni12P5的核壳结构。结果表明Cu纳米晶具LSPR效应，而且在600nm左右处有明显的吸收峰。Cu纳米晶放置在空气中，不稳定易氧化；然

7、而Cu@Ni12P5纳米晶，即以球形的Cu纳米粒子为核，Ni12P5为壳的核壳结构，在空气中可以稳定的存在，这是由于Ni12P5化学性质稳定，可以阻止Cu纳米与空气接触，抑制Cu纳米晶的氧化。（2）利用胶体化学的合成方法，以乙酸铜为前驱体，在无水无氧的条件下，制备出较小尺寸的Cu@Cu2O纳米粒子。将合成的Cu@Cu2O纳米粒分散在正己烷中，以外延生长的方法成功合成Cu@Cu2O/ZnO的纳米晶，即沿着Cu纳米晶的（111）晶面，选择性生长ZnO纳米棒。XRD和UV-vis吸收光谱结果表明，合成的Cu@Cu2O/ZnO纳米晶单体的形

8、貌是棒棒糖形状的，尺寸比较均一、形貌比较规整、分散性较好；而且与不稳定、易氧化的Cu@Cu2O纳米晶相比，Cu@Cu2O/ZnO纳米复合物表现出极好的稳定性，当其分散在正己烷中，在空气中放置一年，UV-vis吸收峰没有发生明显的红移。