基于金屬、磁性、半導(dǎo)體、二氧化硅的多功能復(fù)合納米材料的制備與表征.pdf

1、近二十年來，由于金屬納米顆粒、半導(dǎo)體量子點(diǎn)和磁性納米顆粒等納米材料獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，受到了全世界研究人員的極大關(guān)注?；谶@些特殊性質(zhì)，它們被廣泛地運(yùn)用到社會各個領(lǐng)域，比如材料科學(xué)，生物醫(yī)學(xué)，環(huán)境能源科技等。雖然現(xiàn)在對單種納米顆粒的制備和對它們應(yīng)用的開拓仍然是近年來科學(xué)研究的熱點(diǎn)，但是對這些納米顆粒進(jìn)行復(fù)合，制備得到一種由多種納米顆粒組成的復(fù)合納米材料越來越受到人們的關(guān)注。這種復(fù)合材料同時具有兩種或者兩種以上納米顆粒的性質(zhì)，在同一種材

2、料中實(shí)現(xiàn)了雙功能或者多功能的同時又能保證其各自的特性不受大的影響，從而更加拓展了復(fù)合納米顆粒在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，除了制備各種高質(zhì)量的納米顆粒外，本論文將著重研究不同復(fù)合納米顆粒的制備和表征。本論文的主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　 在第一章中，我們簡要綜述了貴金屬納米顆粒、半導(dǎo)體量子點(diǎn)、磁性納米顆粒，以及它們復(fù)合的納米顆?；拘再|(zhì)、制備及其應(yīng)用。
　　 在第二章中，主要研究各種尺寸及形貌的金屬納米顆粒的制備方法，并在此

3、基礎(chǔ)上制備了金屬/量子點(diǎn)復(fù)合納米顆粒。采用籽晶生長法，通過控制籽晶的量制備出大尺寸范圍內(nèi)可調(diào)的金納米球形顆粒和形狀可控的鉑納米顆粒。通過模板表面活性劑CTAB和AgNO3對生長共同的控制作用，采用籽晶生長法得到了具有多個枝杈結(jié)構(gòu)的金納米星狀顆粒。通過PVP的選擇吸附以及Na2S對反應(yīng)的催化作用在乙二醇溶液中成功制備了銀立方體，并利用犧牲模板置換反應(yīng)，將銀納米立方體顆粒轉(zhuǎn)化為金納米籠狀結(jié)構(gòu)，并將其吸收峰調(diào)至近紅外窗口附近，從而為它們應(yīng)用于

4、光熱療提供材料基礎(chǔ)。我們采用了一種新的二氧化硅包裹金納米顆粒的方式，即將MPS和TEOS共同加入到溶液中水解，同時實(shí)現(xiàn)二氧化硅包裹和巰基功能化，這種功能化的二氧化硅能被分散到油相溶劑中，并與半導(dǎo)體量子點(diǎn)相互結(jié)合而得到金屬/量子點(diǎn)的復(fù)合納米顆粒。
　　 在第三章中，分別采用熱分解油酸鐵和羰基鐵的方法，制備出高質(zhì)量的Fe3O4和尺寸可調(diào)的γFe2O3磁性納米顆粒。并利用籽晶外延生長法，在Au納米顆粒上通過羰基鐵的熱分解外延生長Fe3

5、O4而制備出了Au-Fe3O4異質(zhì)二聚體結(jié)構(gòu)。研究了顆粒濃度、超聲乳液時間對磁性納米顆粒γFe2O3在微乳液體系中形成團(tuán)簇的影響。分別采用溶膠凝膠和反相微乳液的方法將這些油相中制備出來的Fe3O4，Au-Fe3O4異質(zhì)二聚體，γFe2O3，γFe2O3納米團(tuán)簇進(jìn)行了二氧化硅包裹，該二氧化硅層不僅可以穩(wěn)定其中的納米顆粒，表現(xiàn)出良好的生物相容性，而且其表面容易被其它基團(tuán)功能化，從而為它們在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。在成功地制備出高亮度的水

6、溶性量子點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將磁性納米顆粒/二氧化硅的核殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒進(jìn)行氨基化，并通過靜電相互作用將量子點(diǎn)自組裝在其表面上，從而制備出具有磁性和熒光雙重功能的納米復(fù)合探針，給生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)帶來更多的信息。
　　 在第四章中，我們首先優(yōu)化SiO2納米管合成參數(shù)，將其產(chǎn)率提高到10克量級。具有空腔結(jié)構(gòu)的二氧化硅，不僅可以攜帶各種藥物和納米顆粒，其表面良好的生物相容性還有利于功能化基團(tuán)的修飾，從而為靶向標(biāo)定和治療提供方向。我們以SiO2