金银合金纳米粒子与金属纳米薄膜的制备及其光学性质研究

论文摘要

本论文主要围绕金银合金纳米粒子的制备、金纳米粒子在固体基质表面的合成以及金银纳米复合薄膜的制备展开了如下工作:1.以柠檬酸钠和硼氢化钠作为还原剂,在加热回流条件下合成不同组分、不同粒径金银合金纳米粒子。透射电子显微镜结果显示所制备合金纳米粒子呈球形,粒径均一,无包覆现象。能量散射X射线光谱分析证实制备的合金纳米粒子元素组成与参与反应的金银摩尔比接近。紫外-可见吸收光谱显示只有一个位于纯金和纯银之间的表面等离子体共振吸收峰,并且最大吸收峰位置与合金中金摩尔分数呈线性关系。通过对比实验探讨了硼氢化钠在反应中所起的作用,通过改变反应中硼氢化钠含量,实现了合金纳米粒子粒径的可控调节。2.通过原位还原方法在3-氨基丙基-三甲氧基硅烷修饰固体基质表面合成金纳米粒子。本方法通过还原吸附于氨基上的AuCl4—离子,实现合成即组装。通过改变氯金酸浓度可以调节金纳米粒子粒径,重复吸附-还原过程可以增加金纳米粒子在基底表面的覆盖密度。紫外-可见吸收光谱和扫描电子显微镜证实金纳米粒子分散均匀、粒径均一。原子力显微镜结果显示金纳米粒子粒径范围在3-35 nm。3.采用银增强剂在已负载金纳米粒子的石英玻璃表面沉积生成银纳米薄膜。探讨了显影时间对制备银纳米薄膜的影响。将制备好的银纳米薄膜浸入氯金酸溶液中,通过置换反应在石英玻璃表面生成金纳米薄膜,并重复显影-置换过程制备出金银纳米复合薄膜。紫外-可见吸收光谱研究了金银纳米薄膜光学性质的变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 金属纳米粒子的表面等离子共振性质
• 1.3 金银合金纳米粒子研究现状
• 1.3.1 金银合金纳米粒子制备方法
• 1.3.2 金银合金纳米粒子的应用
• 1.4 固体基底上金属纳米薄膜研究现状
• 1.4.1 固体基底上金属薄膜制备方法
• 1.4.2 固体基底上金属纳米薄膜的应用
• 1.5 纳米材料表征技术
• 1.5.1 纳米材料形貌分析技术
• 1.5.2 纳米材料成分分析技术
• 1.5.3 纳米材料结构分析技术
• 1.6 本论文的设想及研究内容
• 第二章 金银合金纳米粒子的制备及其光学性质研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂及仪器
• 2.2.2 金银合金纳米粒子的制备
• 2.2.3 金银合金纳米粒子的表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 金银合金纳米粒子的制备与表征
• 2.3.2 还原剂对金银合金纳米粒子的影响
• 2.3.3 金银合金纳米粒子粒径的可控调节
• 2.4 本章小结
• 第三章 固体基质表面自组装膜上金纳米粒子的原位合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂及仪器
• 3.2.2 基底预处理及表面修饰
• 3.2.3 固体基质表面金纳米粒子原位还原
• 3.2.4 固体基质上金纳米粒子的表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 金纳米粒子在氨基表面原位合成
• 3.3.2 固体基质表面原位合成金纳米粒子过程分析
• 3.3.3 氯金酸浓度对固体基质表面金纳米粒子粒径的影响
• 3.3.4 吸附-还原次数对固体基质表面金纳米粒子覆盖密度的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 金银复合纳米粒子薄膜的制备及其光学性质的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂及仪器
• 4.2.2 石英玻璃表面金纳米粒子的合成
• 4.2.3 石英玻璃表面金银纳米复合薄膜的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 石英玻璃表面银纳米薄膜的表征
• 4.3.2 显影时间对银纳米薄膜的影响
• 4.3.3 金银纳米复合薄膜光学性质研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文情况
• 致谢