论文题目: 溶致液晶模板法组装贵金属纳米结构材料
论文类型: 博士论文
论文专业: 物理化学
作者: 王庐岩
导师: 陈晓
关键词: 溶致液晶模板,纳米盘,各向异性,生物液晶,离子液体
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 溶致液晶所具有的各向异性的特征以及易于调控的结构性质使其在模板合成纳米材料的领域中逐渐受到重视。本文试图利用这种模板的软物质特性和长程有序性对产物结构形貌进行调控,研究内容主要包括三部分: 第一部分,利用聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯双亲嵌段共聚物（Pluronic P123或F127）所形成的六角相液晶作模板,直接通过化学还原来制备二维平面金微米和纳米盘与银纳米纤维。论文系统研究了模板组成以及金属盐浓度等条件对产物形貌的影响。通过偏光显微镜（POM）、小角X射线散射（SAXS）、透射电镜（TEM）和紫外-可见吸收光谱（UV-vis）等测试技术对反应前后溶致液晶模板的结构与性质变化、所得产物的形貌与性质进行考察,并对不同形貌产物的形成机理进行了探讨。在液晶模板中嵌段共聚物为还原剂,原位还原氯金酸与硝酸银,并通过加入不同的表面活性剂CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）、TBAB（四丁基溴化铵）或AOT（琥珀酸二异辛酯磺酸钠）分别对纳米粒子的形貌进行调控。 以氯金酸水溶液取代水与P123形成液晶六角相,改变反应体系中CTAB或TBAB的浓度,可调控纳米粒子的形貌并得到高产率的三角形及六边形的金纳米或微米单晶薄片。金单晶盘具有面心立方结构和{111}取向的晶面,边长可达10μm。反应过程中,液晶结构对反应物及晶核的排布起到的限制作用,这一作用对单晶的生长极为重要。液晶中包覆剂CTAB（或TBAB）与AuCl4-的络合及在金表面的选择性吸附,是二维平面金盘状单晶生长的关键影响因素。通过控制包覆剂的掺杂浓度,可以控制单晶盘的尺寸。以硝酸银水溶液取代水与P123或F127形成的液晶中,通过还原反应可形成由银纳米粒子聚集组装而成的银纳米纤维,直径为1-4μm,长可达60μm。反应体系中加入AOT后,其阴离子头基可与Ag+结合,从而将其固定在六角相的水区内,使其生长受水区尺寸的限制,因此在反应初期生成粒径较小的纳米粒子。随着反应时间延长,六角相液晶在纳米材料形成过程中起到了模板的作用,从而形成了长的纳米纤维。比较在同一反应体系中形成的Ag与Au纳米材料,由于Ag+的还原速率较慢,银纳米粒子的生长更多地表现出液晶六角相的模板作用而得到长的纤维产物。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 纳米材料
1.2 性质与应用
1.3 纳米材料制备
1.3.1 物理制备方法
1.3.2 化学制备方法
1.3.3 自组装法
1.3.4 模板法
1.4 溶致液晶作模板制备纳米材料
1.4.1 溶致液晶的形成与结构特点
1.4.2 溶致液晶模板合成与组装纳米材料
1.5 二维各向异性贵金属纳米材料的制备
1.5.1 二维银纳米材料的制备
1.5.2 二维金纳米材料的制备
1.6 立题依据、研究内容与意义
参考文献
第二章 实验部分
2.1 实验仪器和设备
2.2 实验试剂
2.3 实验方法
2.3.1 紫外-可见吸收光谱
2.3.2 光学织构
2.3.3 小角X射线散射
2.3.4 透射电子显微镜
参考文献
第三章 嵌段共聚物溶致液晶中贵金属纳米材料的制备
3.1 引言
3.2 液晶模板构建
3.3 CTAB掺杂体系中金纳米材料的制备
3.3.1 液晶模板结构表征
3.3.2 金纳米材料性质表征
3.4 TBAB掺杂体系中金纳米材料的制备
3.4.1 液晶模板结构表征
3.4.2 金纳米材料性质表征
3.5 低浓度氯金酸体系中金纳米材料的制备
3.6 盘状金微纳材料的形成机理分析
3.7 银纳米纤维的制备
3.7.1 液晶模板结构表征
3.7.2 银纳米纤维的性质与形成机理
3.8 本章小结
参考文献
第四章 层状生物液晶的构建与纳米材料制备
4.1 引言
4.2 液晶模板构建
4.2.1 卵磷脂两组分体系
4.2.2 卵磷脂液晶掺杂体系
4.3 金银纳米材料制备
4.3.1 金纳米材料
4.3.2 银纳米材料
4.3.3 机理分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 含离子液体溶致液晶的构建与纳米材料制备
5.1 引言
5.2 含离子液体溶致液晶的构建
5.2.1 P123-离子液体两组分体系
5.2.2 P123-离子液体-水三组分体系
5.3 金纳米材料制备
5.3.1 反应体系的构建与表征
5.3.2 纳米材料性质表征
5.3.3 纳米材料形成机理分析
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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