纳米银及其复合颗粒的激光合成与性能研究

论文摘要

纳米Ag具有稳定的物理化学性能,在抗菌、电学、光学和催化等方面具有非常优异的性能,可广泛应用于抗菌材料、催化剂材料、导电浆料、电子元器件封装等领域,具有广阔的应用前景。但纳米Ag颗粒具有很高的表面能,易发生团聚,使纳米效应减弱。将Ag和SiO2组成一个体系,既可以改善银颗粒的分散性、降低成本,又可获得单颗粒没有的性质,如光学可调性和光学非线性增强效应。Ni是一种重要的铁磁性材料,本文在Ag和SiO2两相复合的基础上,加入具有磁性的Ni,使纳米复合颗粒磁性增强,有利于实现对纳米Ag复合颗粒的分离与回收。因此,开展具有新型功能的纳米Ag复合颗粒的新技术合成研究不仅具有重要的科学研究意义,而且具有广泛的应用价值。本文提出了一种制备纳米Ag及其复合颗粒的新方法,即脉冲激光气相蒸发-液相收集法。采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、紫外/可见/近红外分光光度计及振动样品磁强计等设备,对实验制备的纳米颗粒的形貌、光性能、磁性能及抗菌功能等进行了研究。结果表明,用气相蒸发-液相收集法制备的纳米Ag及其复合颗粒的粒径主要分布在10-40nm范围,颗粒呈球形或椭球形,部分颗粒出现层状结构。能谱分析表明SiO2、Ni主要分布在纳米复合颗粒的表层。纳米Ag颗粒的紫外-可见吸收峰为420nm,而其复合颗粒的吸收峰都发生了不同程度的蓝移,使纳米Ag颗粒具有光学可调性。红外光谱与XRD结果表明,复合颗粒中有Ag、SiO2、 Ni物质的存在。在Ag/SiO2复合靶材中加入Ni,纳米复合颗粒的饱和磁化强度有了一定的提高。通过二倍稀释法、抑菌圈法等,对Ag/Ni/SiO2纳米复合颗粒的抗菌性进行定量分析,其最小抑菌浓度（MIC）为0.15625mg/mL,最小杀菌浓度（MBC）为0.3125mg/mL,说明该纳米复合颗粒具有良好的抗菌效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 纳米材料
• 1.1.1 纳米材料的分类
• 1.1.2 纳米材料的特性
• 1.2 纳米银的制备及应用
• 1.2.1 银的基本性质
• 1.2.2 纳米银的制备方法
• 1.2.3 纳米银的应用
• 1.3 纳米银的复合
• 1.4 激光法制备纳米银颗粒
• 1.4.1 激光法制备纳米材料的种类
• 1.4.2 激光烧蚀法制备纳米银的概况
• 1.5 抗菌材料
• 1.6 选题意义及主要内容
• 第2章 实验材料及研究方法
• 2.1 主要仪器与试剂
• 2.1.1 主要仪器
• 2.1.2 主要试剂
• 2.2 实验设备与装置
• 2.2.1 实验设备
• 2.2.2 气相蒸发-液相收集装置
• 2.3 纳米材料的表征方法
• 2.4 气相蒸发-液相收集激光法制备纳米颗粒原理
• 2.4.1 等离子体原理
• 2.4.2 激光与材料的交互作用
• 2.4.3 激光与材料的交互作用机理
• 2.4.4 纳米颗粒的形核机理
• 2.4.5 纳米颗粒长大机理
• 第3章 纳米银及其复合颗粒的激光合成
• 3.1 纳米Ag复合颗粒的制备
• 3.1.1 靶材制备
• 3.1.2 预处理
• 3.1.3 激光实验
• 3.2 形貌分析
• 3.2.1 纳米银颗粒的形貌
• 3.2.2 纳米银复合颗粒的形貌
• 3.2.3 纳米银复合颗粒的形成机理
• 3.3 复合颗粒的物相分析
• 3.4 复合颗粒的红外光谱分析
• 3.5 复合颗粒的紫外光谱特性
• 3.6 复合颗粒的磁性能
• 3.7 本章小结
• 第4章 纳米银复合颗粒的抗菌性能研究
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 实验试剂及仪器
• 4.1.2 培养基的制备
• 4.1.3 菌液浓度的测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 定性抗菌实验
• 4.2.2 定量抗菌实验
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介