貴金屬納米結(jié)構(gòu)的可控合成及其應(yīng)用研究.pdf

1、貴金屬納米材料作為納米材料的一個(gè)重要分支,在催化、傳感器、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。這些性能與其結(jié)構(gòu)形貌密切相關(guān),特別是具有分級(jí)結(jié)構(gòu)(花狀、星狀及樹(shù)枝狀等)和孔洞結(jié)構(gòu)(納米環(huán)、納米碗及納米籠等)的新型納米材料,因此對(duì)納米材料結(jié)構(gòu)形貌的可控合成一直是人們?cè)诩{米領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和方向。而傳統(tǒng)方法在合成這類結(jié)構(gòu)的納米材料時(shí)大多需要添加保護(hù)劑、穩(wěn)定劑或晶面取向劑等有機(jī)物,這些添加劑的存在對(duì)納米粒子的應(yīng)用性能將產(chǎn)生不可忽略甚至不可逆的

2、影響。此外,在溶液中合成的納米粒子需要通過(guò)聯(lián)接劑將其固定在基底表面,對(duì)于電化學(xué)應(yīng)用來(lái)講,這樣就使得所制備的傳感器性能受聯(lián)接劑的影響而不穩(wěn)定。因此,本文致力于無(wú)任何有機(jī)添加劑存在下,貴金屬納米材料直接固定于基底表面的可控合成,并將其應(yīng)用于無(wú)酶?jìng)鞲衅鞯臉?gòu)建。主要研究?jī)?nèi)容概括如下:
　　(1)利用方波循環(huán)伏安法,以ITO透明導(dǎo)電玻璃為基底、AgNO3水溶液為電解液,無(wú)需任何電極修飾劑和有機(jī)添加劑,僅通過(guò)調(diào)控電沉積參數(shù)及前驅(qū)物濃度直接電沉

3、積合成高度有序均一的納米Ag球形顆粒陣列、納米Ag簇陣列、納米Ag星形陣列及樹(shù)枝狀的納米Ag,清晰表明納米Ag的結(jié)構(gòu)形貌由球形、簇狀向星狀及樹(shù)枝狀的演變過(guò)程。
　　(2)Au納米籠的可控制備與表征。以電沉積的不同粒徑(23nm-113nm)球形納米Ag顆粒陣列為犧牲模板,無(wú)需添加任何穩(wěn)定劑、保護(hù)劑或以有機(jī)試劑為反應(yīng)媒介,與HAuCl4水溶液在低溫(50℃)下進(jìn)行電化置換反應(yīng),控制反應(yīng)時(shí)間,成功地制備不同粒徑、單分散的AuAg納米籠

4、狀結(jié)構(gòu),并研究四種不同刻蝕劑對(duì)ITO基底上AuAg納米籠狀結(jié)構(gòu)中Ag的去除。當(dāng)采用10％HNO3作為刻蝕劑時(shí)不僅可以完全去除其中的納米Ag,而且在這一過(guò)程中可以使Au納米籠在ITO基底上發(fā)生遷移,最終形成Au納米籠鏈。
　　(3)新型多金屬納米籠狀結(jié)構(gòu)的無(wú)酶H2O2傳感器的構(gòu)建。以粒徑均一、大小~70nm的Ag納米球陣列為犧牲模板,在低溫(50℃)下與HAuCl4和/或H2PtCl6之間進(jìn)行電化置換反應(yīng),制備了Pt-Ag納米粒子、