貴金屬納米結(jié)構(gòu)的電化學(xué)合成和物性研究.pdf

1、電沉積是制備納米材料的一種強(qiáng)大的方法。通過控制沉積電位、電解液濃度和表面劑等很多因素可以合成大量不同形貌的金屬、半導(dǎo)體和導(dǎo)電聚合物等納米結(jié)構(gòu)。其中最具有代表性的是模板法電沉積一維納米結(jié)構(gòu)和非模板法電沉積多面體以及復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)。這些電化學(xué)合成的納米結(jié)構(gòu)具有很多新穎的物理、化學(xué)特性，在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、傳感器和催化等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用?；谝陨显颍菊撐牡墓ぷ鲗⒅饕⒃谑褂媚０宸娀瘜W(xué)沉積金屬鈀、銅及其二元金屬的一維納米結(jié)構(gòu)，以及非模板

2、法電沉積復(fù)雜的樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)，并研究合成產(chǎn)物的性質(zhì)和應(yīng)用。論文的工作主要包括以下幾方面的內(nèi)容:
　　 1.樹枝狀和花狀銀納米結(jié)構(gòu)的合成及其表面增強(qiáng)拉曼性質(zhì)在導(dǎo)電玻璃（FTO）襯底上，通過電沉積的方法可以制備銀的樹枝狀納米結(jié)構(gòu)。并且這些合成的納米結(jié)構(gòu)有著很強(qiáng)的表面增強(qiáng)拉曼（SERS）性能。我們合成方法的特點(diǎn)是通過改變沉積電位、表面劑的種類以及硝酸銀的濃度來控制銀樹枝狀納米結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀和分枝密度。樹枝狀結(jié)構(gòu)生長的一般趨勢也得到

3、了解釋清楚。所以，我們可以準(zhǔn)確的控制樹枝狀銀產(chǎn)物顆粒間的距離，并且可以調(diào)節(jié)表面等離子體共振等去選擇最適合做表面增強(qiáng)拉曼襯底的結(jié)構(gòu)。其中，在PVP做表面劑的溶液中合成出來的尺寸60-100 nm、顆粒間距絕大部分在10 nm以下的樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的SERS靈敏度比在PVP/檸檬酸中合成出來的尺寸20-50 nm、顆粒間距大部分在10 nm以上的樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)強(qiáng)很多。前者作為SERS襯底可以清楚的檢測濃度低于10-10 M的若丹明6G分子

4、。這種可控的合成方法也可以用來合成其他的金屬和合金。
　　 2.鈀銅二元金屬納米管的合成以及其在硝酸根離子催化上的應(yīng)用我們在氧化鋁模板（AAO）中采用電沉積的方法一步合成了Pd/Cu二元金屬納米管和納米線。所施加的電位決定著產(chǎn)物形貌是管還是線。在高的負(fù)電位下，沉積速率快，模板孔道內(nèi)的離子被耗盡，沉積由擴(kuò)散控制，形成納米管結(jié)構(gòu)。相反的，在較低的負(fù)電位下形成的是納米線結(jié)構(gòu)。納米管是由幾個(gè)納米的Pd，Cu金屬顆粒構(gòu)成。電解液中的線性掃

5、描伏安曲線測試說明了Pd和Cu是分別沉積的，而且排除了因氫氣析出而導(dǎo)致納米管形成的可能性。在硝酸根離子的電催化實(shí)驗(yàn)中，相比于Pd/Cu薄膜，在低的電位下，納米管受反應(yīng)中間產(chǎn)物的吸附影響更大，催化性能相對較差;在有氫氣析出的高電位時(shí)，納米管的催化受氫氣的影響相對較小。在空氣中放置六個(gè)月后，Pd/Cu 二元金屬納米管被氧化成均一的氧化物納米管。
　　 3.超細(xì)氧化亞銅納米線的合成我們采用電化學(xué)沉積、以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作為軟模