基于自组装方法的银纳米粒子制备与光学表征开题报告
1. 研究目的与意义(文献综述)
由于纳米技术发展迅速,纳米材料已经成为材料学科学研究的前沿热点。由于纳米微粒的粒径远小于一般的物质材料,因此纳米颗粒在物理化学方面的性质也不同于一般的物质材料,它的形貌在很大程度上决定了它的光电特性。纳米颗粒有着许多特有的性质,其中包括小尺寸效应,表面效应,量子尺寸效应等。由于纳米材料有着很大的比表面积,所以纳米材料对外界环境的变化有着极其敏感的反应特性,原因在于外界环境的变化会使得纳米材料的表面等离子体发生改变。纳米材料这些大小相关的特性已被研究和利用在各种电子和光学器件,防静电材料,工业催化材料中。其中金属银纳米颗粒由于具有独特的电,光,化学性质而引起广泛的关注,国内外学者都在对它展开研究,特别是应用在spr传感技术方面。spr传感技术主要涉及纳米金属膜的等离子波与入射光波的共振效应。纳米金属材料的表面等离子体共振与纳米颗粒的粒径,形貌以及粒度分布有关。
通过不同的金属膜制成的传感器由于其金属膜表面等离子体共振效应的不同而使得传感器在性能方面有着很大的差别,所以详细系统地研究纳米金属膜在光学方面的特性与其制备条件的关系有着极其重要的意义,有利于纳米银膜的进一步优化。
在近年来,由于关于银纳米颗粒表面增强拉曼散射效应的发现,对于银纳米颗粒光学性能的研究逐渐上升为纳米材料研究的一个热点。利用低维纳米自组装结构的特殊的表面特性,可以实现非常精确的生化医学方面的检测。利用纳米金属材料的表面等离子体谐振效应,基于sers(表面拉曼增强)效应的生物传感器可以被研制出来。利用其表面的等离子体共振效应,其最高的拉曼表面增强因子可达到到,从而实现在生物医学或化学材料分析方面对单个分子浓度检测。余海湖等研究认为某些金属的粗糙化表面具有表面增强拉曼散射活性,通过自组装某些贵金属纳米粒子薄膜到各种基底上,我们能制备出具有表面增强拉曼散射活性的基底。同时拉曼散射效应受其纳米微粒的种类,粒径,粒子间距的直接影响。朱双美等利用液相硅烷化的方法组装了粒径50nm左右的银纳米粒子,从而制得了sers基底。shouhui chen等学者提出了一个简单的、一步式的、无表面活性剂的3d银纳米微球(agmss)的合成方法。3d银纳米微球通过其银原子和金纳米粒子(gnps)的羧基相互作用而结合在一起,从而作为金纳米粒子的基底。实验研究表明,agmss和gnps结合在一起的表面具有很强的表面增强拉曼散射活性。周岱子等学者研究对比了在水相和有机相不同条件下制备纳米银,发现在水相中制备的纳米银(即用柠檬酸钠,硼氢化钠还原硝酸银)颗粒粒径更小,且粒度分布比在有机相中制备的纳米银均匀,而且在水相中的制备流程简单易行,制备纳米银所需的时间更短。安茂忠等研究发现在硝酸银体系中制备纳米银膜,相对于在磺酸银体系中制备纳米银膜,如果在相同的条件下,采用硝酸银体系制备纳米银膜不仅沉积电流较大,同时纳米银膜的生长速率也较快,得到的纳米银颗粒分布相比于磺酸银体系中制备的纳米银膜颗粒分布更加均匀细小。李芳等学者研究了ag纳米颗粒与zno薄膜的激子耦合效应。张骞等许多学者都对不同贵金属纳米颗粒负载在半导体载体表面所得到的材料的光催化性能进行了大量研究。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:实验首先通过化学方法,一般采用还原法,制得粒径符合要求的纳米银颗粒,再通过静电自组装技术形成银的纳米膜,最后用光谱仪检测它的吸收光谱,拉曼散射光谱及其他光学表征。
目标:制备出符合要求的银纳米薄膜,研究它的拉曼散射光谱及其他光学表征,最后探究实验结果最理想的银纳米膜制备方案以及银纳米膜表面的光学特性,主要包括它的吸收光谱和拉曼光谱。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解自组装纳米银的基本知识和
基本方法。确定方案,完成开题报告。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]r jiang, b li, c fang, j wang. metal/semiconductor hybrid nanostructures for plasmon-enhanced applications[j]. advanced materials, 2014, 26(31): 5274-5309.
[2] 李峰,胡征,景苏,郑和根,忻新泉等.纳米粒子的控制生长和自组装研究进展[j].无机化学学报,2001,17(3):315-324.
[3] 汪宝珍.水热法制备金属纳米颗粒的研究[d].兰州:兰州理工大学,2011.
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