基于苯胺的反應特性液相控制合成金納米結構的研究.pdf

1、東南大學博士學位論文基于苯胺的反應特性液相控制合成金納米結構的研究姓名：郭志睿申請學位級別：博士專業(yè)：生物醫(yī)學工程指導教師：顧寧20071009東南大學博上學位論文率，使得金顆粒的其它晶面如100或110等晶面以相對較快的速率生長，從而最終導致了以lll晶面為基面的金納米片的生成。此外，熱回流過程起到了促使Ostwald熟化過程加快進行的作用。此外，進一步研究還發(fā)現(xiàn)，上述作為“種子”和生長溶液的金溶膠，在未經(jīng)熱回流過程而是暴露在自然光的

2、輻照的條件下，也可以經(jīng)過緩慢的Ostwald熟化過程生成更大尺度(近50jun)的金納米片。2苯胺輔助多醇法合成大尺度的金納米片利用苯胺輔助多元醇法高產(chǎn)量地制備了形狀為三角形、六邊形、截角三角形，平均厚度約為50納米，大尺度的單晶金納米片。相對于此前報道的多醇體系下合成金納米片通常需要高溫(100℃)的反應條件并且需要附加的表面活性劑或晶面吸附劑的情況，我們提出的液相合成方法可在較低溫度【100℃)下進行并無需模板、附加的吸附劑以及超聲

3、、微波等輔助手段。在本合成路線中，加熱氯金酸的乙二醇溶液使得部分氯金酸與體系中的乙醛反應生成一定數(shù)量的金“種子”；當加入苯胺后，氯金酸與苯胺發(fā)生氧化還原反應，并以上述的金種子為生長中心，最后發(fā)展成為大尺度的金納米片。研究表明，溶液中原位生成的聚苯胺分子對Au111面的擇優(yōu)吸附仍是金納米片形成的主要原因。此外，苯胺的加入量對金產(chǎn)物的形狀和尺寸具有重要的影響。3水體系下苯胺熱還原法控制合成金納米結構采取苯胺熱還原經(jīng)無機酸、堿調制初始pH值的

4、HAuCh水溶液的新的形狀控制合成策略，無模板、無吸附劑或表面活性劑的輔助，高產(chǎn)量可控地制備了球形顆粒、三角形、六邊形、截角三角形片、網(wǎng)絡狀的線、珊瑚狀分支的片等多種金納米結構。由于苯胺的氧化電位與溶液的酸度里正相關，當增加反應溶液的酸度時，顯著降低了氯金酸的還原速率，使金的成核與生長處于動力學控制狀態(tài)。在此狀態(tài)下，溶液中原位生成的聚苯胺分子對Au11l面的擇優(yōu)吸附，促進了金納米片的生成。以HCI為酸度調節(jié)劑時，cl。能夠與空氣中的02

5、構成氧化電位對02／C1‘，在高酸度的環(huán)境下，02／CJ‘對增強的氧化刻蝕能力進一步導致了AuCh“還原速率的降低，使得金晶體在平緩的狀態(tài)下生長，最終生成了規(guī)則的三角形、六邊形、截角三角形片等規(guī)則形狀的金納米片。以HN03、HCIO和H：S04為酸度調節(jié)劑時，在相同的酸度下，N03。、001和S04：‘只有弱的氧化刻蝕能力，使得上述三種體系以較快的還原速率進行反應，使得金晶體的在不平穩(wěn)的狀態(tài)下生長，導致最終產(chǎn)物的形狀是具有珊瑚狀分支的金

6、納米片。以HBr為酸度調節(jié)劑時，溶液中的Br會取代AuCh“中的氯離子，從而將氧化電位較高的AuCh轉化成具有低氧化電位的絡合離子[Au(Br)C14一‘，因此盡管Br只有弱的氧化刻蝕能力，低氧化電位的[Au(BrhCl“]‘仍導致了還原速率的顯著降低，最終生成了大尺度的多邊形的金納米片。另一方面，當用NaOH溶液降低氯金酸水溶液的酸度時，不僅會導致苯胺的氧化電位顯著降低，OH—還會部分取代AuCl4“中的氯離子，從而將部分氧化電位較高