金屬基樹枝狀微納結(jié)構(gòu)的快速電化學(xué)合成、表征及性能研究.pdf

1、枝晶狀分級(jí)的微納結(jié)構(gòu)因具有表面積大、允許形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)和連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),而有望在設(shè)計(jì)和合成具有新穎結(jié)構(gòu)的功能材料上得到應(yīng)用。迄今為止,已有許多方法被成功地用于樹枝狀的微納米材料的制備。但這些方法通常有反應(yīng)速率慢、反應(yīng)溫度高及反應(yīng)過程復(fù)雜等缺點(diǎn),因此,尋找簡(jiǎn)單、快速、溫和的合成樹枝狀微納結(jié)構(gòu)的方法依然吸引了廣泛的研究興趣。本論文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單、快速、低成本的電沉積路線,成功地合成了樹枝狀的Ag、Ag@Ag2Se和Cd微納米材料。系統(tǒng)研究

2、了反應(yīng)物的起始用量、配位試劑、表面活性劑、沉積電流等因素對(duì)最終產(chǎn)物形貌的影響,并對(duì)產(chǎn)物的性能進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查研究。論文的主要內(nèi)容如下:
　　1.采用恒電流沉積路線,在室溫條件下合成Ag@Ag2Se微納米材料。以AgNO3為Ag源,以SeO2為Se源,Cu片為工作電極,14 mA沉積電流下成功制備了樹枝狀的Ag@Ag2Se微納米結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)研究了多種參數(shù)如起始原料的量、沉積時(shí)間和電流以及添加劑等對(duì)樹枝狀的 Ag@Ag2Se微納米結(jié)構(gòu)形

3、成的影響。結(jié)果顯示:起始AgNO3的用量、沉積電流和添加劑條件能顯著地影響最終產(chǎn)物的形貌,而沉積時(shí)間對(duì)最終產(chǎn)物的形貌幾乎不影響。此外,所形成的Ag@Ag2Se微納米結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出優(yōu)良的催化還原對(duì)硝基苯酚的能力,并對(duì)羅丹明6G(R6G)有好的拉曼增強(qiáng)效應(yīng),檢測(cè)限達(dá)到1.0×10-8 M。
　　2.以Cd(NO3)2為Cd源,SeO2為輔助試劑,Cu片為工作電極,在表面活性劑聚乙二醇-1000(PEG)或十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)存

4、在下,10 mA的沉積電流下,分別在室溫成功地獲得了樹枝狀的Cd微納結(jié)構(gòu)和薄片狀的Cd微納結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),SeO2在兩種微納結(jié)構(gòu)的形成過程中起著關(guān)鍵的作用。結(jié)果顯示:在PEG的輔助下,終產(chǎn)物為樹枝狀的Cd微納結(jié)構(gòu);而在CTAB的輔助下,只能獲得片狀的Cd微納米結(jié)構(gòu)。此外,性能研究表明,兩種形貌的Cd微納結(jié)構(gòu)均能催化還原對(duì)硝基苯酚和滅殺銅綠微囊藻,但樹枝狀結(jié)構(gòu)的Cd微納結(jié)構(gòu)具有更好的還原能力和滅殺效果。
　　3.以AgNO3和NH3

5、·H2O為電解液,在空氣中室溫條件下,20 mA沉積電流,10min的沉積時(shí)間,利用簡(jiǎn)單快速的電化學(xué)沉積法成功合成出Ag大枝晶。研究發(fā)現(xiàn)NH3·H2O起始用量對(duì)Ag枝晶結(jié)構(gòu)形成有重大的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明沉積制備的Ag枝晶呈現(xiàn)出優(yōu)異的拉曼增強(qiáng)效應(yīng)、對(duì)大腸桿菌的生長(zhǎng)有很強(qiáng)的抑制作用以及在 NaBH4協(xié)助條件下對(duì)對(duì)硝基苯酚表現(xiàn)出杰出的催化還原性能。在拉曼增強(qiáng)效應(yīng)中,Ag枝晶對(duì)R6G的檢測(cè)限達(dá)到1.0×10-17 M;同時(shí)隨著Ag枝晶濃度從0、