幾種金納米復(fù)合材料的制備和表征.pdf

1、納米復(fù)合材料是隨著納米科技的發(fā)展而涌現(xiàn)出的一類(lèi)新型納米材料，由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料，通過(guò)各種方法復(fù)合而成。通過(guò)單一組分材料的復(fù)合，可以設(shè)計(jì)和制備出性能優(yōu)異的納米復(fù)合材料，從而滿足各種特殊用途的需要。由于在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)以及化學(xué)等方面表現(xiàn)出許多奇異的性質(zhì)，納米復(fù)合材料現(xiàn)已成為基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 本文利用單組分材料(如金納米粒子、二氧化硅和聚苯乙烯等)，通過(guò)膠體還原、分子自組裝和模板復(fù)制等方法，設(shè)計(jì)

2、和構(gòu)建幾種金納米復(fù)合材料，包括：草莓狀金納米復(fù)合顆粒、金納米殼、自組裝金納米殼膜、金納米粒子摻雜的二氧化硅光子晶體以及金納米粒子摻雜的聚苯乙烯光子晶體等。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、反射干涉光譜儀(RIFS)、X射線光電子能譜儀(XPS)和紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-vis)等作為主要的表征手段，控制和優(yōu)化制備材料的組成和結(jié)構(gòu)，使其具有新穎的、不同于傳統(tǒng)納米材料的光學(xué)特性，如局域表面等離激元共振(LSPR)和

3、光子帶隙(PBG)的組合。基于金納米粒子的LSPR和光子晶體的PBG，在均相體系和非均相體系中，探索金納米復(fù)合材料在光學(xué)磚感中的應(yīng)用。 本論文的主要工作如下： 1．通過(guò)UV-vis吸收光譜，比較了金納米粒子和草莓狀金納米復(fù)合顆粒(Au/SiO<,2>)在不同溶劑中的光學(xué)吸收行為。Au/SiO<,2>復(fù)合顆?？梢院芎玫卦佻F(xiàn)單分散金納米粒子的光學(xué)共振吸收?；贏u/SiO<,2>復(fù)合顆粒的Zeta電位，根據(jù)DLVO理論，提出

4、了一個(gè)可能的機(jī)理以解釋Au/SiO<,2>復(fù)合顆粒在不同溶劑中的穩(wěn)定性。 2．和2～5nm的金納米粒子相比，粒徑～110 am的Au/SiO<,2>復(fù)合顆粒不僅容易離心、分離，而且將金納米粒子固定，使之不容易聚集。作為微載體，二氧化硅膠體為固定小尺寸的金納米粒子提供了一個(gè)納米級(jí)平臺(tái)?；诠潭ń鸺{米粒子的LSPR，可以直接將Au/SiO<,2>復(fù)合顆粒應(yīng)用于折射率傳感。 3．通過(guò)靜電吸引和配位作用，將小尺寸的金納米粒子吸

5、附到硅烷化的二氧化硅顆粒表面；經(jīng)化學(xué)還原，在二氧化硅表面形成殼層厚度均勻的金納米殼(Au@SiO<,2>)。利用Au@SiO<,2>共振消光峰的可調(diào)性以及近紅外光在人體組織中的通透性，可以在稀釋全血中呈現(xiàn)Au@SiO<,2>良好的光學(xué)吸收行為。 4．將Au@SiO<,2>固定在硅烷化的玻璃基底表面，構(gòu)建了對(duì)介質(zhì)變化敏感的Au@SiO<,2>自組裝膜。通過(guò)控制金殼的厚度以及浸泡溶膠的濃度，可以實(shí)現(xiàn)自組裝膜光學(xué)吸收的可調(diào)性。牛血清白蛋白(B

6、SA)吸附動(dòng)力學(xué)顯示：Au6@SiO<,2>自組裝膜可以作為折射率傳感器研究生物分子的吸附行為。 5．利用垂直沉積法、自組裝法和模板技術(shù)，制備出金納米粒子摻雜的聚苯乙烯復(fù)合光子晶體(Au/PS-10)。Au/PS-IO光子晶體薄膜不僅保留了單分散金納米粒子的LSPR特性，而且也復(fù)制了二氧化硅模板的PBG特性。此方法提供了一個(gè)新的途徑，可以將兩種不同性質(zhì)的光學(xué)特性組合在同一種材料中。 6．通過(guò)改變?nèi)肷涔獾慕嵌然驖B透溶劑的