新型C60衍生物／Ag复合纳米材料的制备及光谱性质

利用1,3-偶极环加成反应合成了联吡啶基C60单加成衍生物N-甲基-2-[4′-(4″-甲基-2′,2″-联吡啶基)]-3,4-C60吡咯烷(C60BPY),并用NaBH4还原法和银溶胶直接组装法制备了C60BPY/Ag复合纳米结构。透射电子显微镜(TEM)表明,两种复合纳米结构的粒子粒径分别在30~45nm和40~55nm之间,粒子形状较规则,且分散性较好。在复合纳米结构形成过程中,C60BPY分子有效地控制了银粒子的生长和团聚,起到了很好的稳定和分散作用。紫外-可见吸收光谱中,两种复合纳米结构分别在430和490nm处出现了银纳米粒子的表面等离子体共振吸收峰,说明随着粒径的增大,吸收峰发生了红移。荧光发射光谱显示,C60BPY/Ag复合纳米体系猝灭了C60BPY在720和805nm处的发射峰,并对其机理进行了探讨。这种复合纳米体系有望在光电器件、传感器及催化领域有潜在的应用前景。     

不同Ag壳厚度Au@Ag纳米粒子的调控制备表征及表面增强拉曼光谱的效应

采用化学还原法制备了以Au为核、包覆Ag的双金属核壳Au@Ag纳米粒子,并成功地用于表面增强拉曼光谱(SERS)分析测试。通过改变制备液中Ag/Au的量比来调控Ag壳包覆厚度。采用透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)对Au@Ag纳米粒子的构貌进行表征。TEM显示明显存在核壳结构,且Ag壳层随Ag/Au的量比的增加而逐渐变厚;UV-Vis表明随着Ag/Au的量比的增加,Au@Ag纳米粒子出现了Au核与Ag壳吸收峰的2个等离子体共振峰,同时伴随着Au峰的蓝移和Ag峰的红移。以双甲脒为分析物,考察了不同Ag/Au的量比时的Au@Ag纳米粒子的SERS活性。结果表明,SERS活性随Ag/Au的量比的增加先增大后减小,在6∶5时其SERS增强效应最佳,此时Ag壳厚度约为6 nm。以对巯基苯胺(4-ATP)、结晶紫(CV)和双甲脒为分析测试对象,对比了Au@Ag、Ag、Au 3种基底的SERS活性。结果表明,所制备的Au@Ag纳米粒子的SERS活性要明显优于单纯的Au、Ag纳米粒子。     

没食子酸还原法制备金银合金纳米粒子及其吸收光谱研究

用没食子酸一步液相还原制备粒度均匀和性质稳定的Au-Ag合金纳米粒子,研究在不同反应温度和Au／Ag摩尔比下Au-Ag合金纳米粒子的吸收光谱特性。实验结果表明Au-Ag合金纳米粒子仅有1个吸收峰,介于纯Ag和纯Au纳米粒子的吸收峰之间,且随着反应温度的提高,合金纳米粒子的最大吸收峰位逐渐蓝移,吸光度增加,半峰宽变窄。随着Au/Ag摩尔比的增加,合金纳米粒子的最大吸收峰位红移,且与其所含Au摩尔百分数呈线性关系。HRTEM表征结果说明制备的Au/Ag合金纳米粒子近球形、粒度均匀、无包覆现象。EDX分析结果证实单个纳米粒子由Au和Ag组成,其元素组成比与参加反应的Au/Ag摩尔比接近。     

反相微乳液模板原位聚合制备纳米氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯及其结构表征

用甲基丙烯酸甲酯 (MMA)作油相 ,反相胶束微乳液作为模板 ,制备了纳米氯化银 (AgCl)粒子 ,再进行原位聚合制备了纳米氯化银 /聚甲基丙烯酸甲酯 (AgCl/PMMA)复合材料 .透射电镜 (TEM )分析表明 ,纳米AgCl的尺寸为 2 0～ 80nm .扫描电镜 (SEM )测试表明纳米AgCl粒子均匀地存在于PMMA基材中 .红外分析证明 ,胶束中水和表面活性剂AOT的羰基在MMA聚合后微观环境发生变化 ,纳米粒子同聚合物之间有吸附行为 .动态力学 (DMTA)分析复合材料 ,发现纳米AgCl粒子与聚合物之间存在强烈相互作用 ,形成了中间相层 (interphaselayer) ,改变了聚合物的动态力学性能 .     

液相硫化银纳米微粒的界面荧光和共振散射光谱特性

在阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和硫代乙酰胺(TAA)存在下,Ag 和S2-反应生成较稳定的Ag2S纳米微粒。它在470nm处产生1个较强的荧光峰,在470nm处产生1个共振散射峰。TAA和Ag 浓度对体系荧光强度的影响与此两种物质浓度对共振散射强度的影响一致,随着Ag 浓度(0~8·0×10-5mol·L-1)增大荧光和共振散射光强度均线性增大。实验结果表明,荧光与共振散射之间存在相关性。此荧光为液相Ag2S纳米微粒产生的固液界面荧光。     

CoFe2O4纳米粒子的共振散射光谱研究

液相纳米粒子CoFe2O4在400，470，510，800和940nm产生五个共振散射峰。它是一种非线性光散射介质。当激发波长为330nm时，CoFe2O4纳米粒子分别在于330，660和990nm产生一个共振散射峰、一个1/2频散射峰和一个1/3分频散射峰；当激发波长为800nm时，在800nm产生一个共振散射峰，而在400nm产生一个较该共振散射峰更强的2倍频散射峰。分频散射和倍频散射与共振散射有相似的散射行为。根据建立的灰白粒子体系共振散射光谱原理定性解析了CoFe2O4纳米粒子体系的共振散射光谱。     

中空Ag纳米球壳的制备及性能表征

 以改性聚苯乙烯微球为模板,采用化学镀法在聚苯乙烯微球表面包覆一层银,在四氢呋喃溶液中将聚苯乙烯微球溶解,得到中空Ag纳米球壳。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对样品进行了表征及分析,并用紫外可见分光光度计研究了粒子的光学性质。实验结果表明：运用此法成功地制备出中空Ag纳米球壳的内径为250 nm,壁厚约为15 nm,并且成功地使纳米粒子的紫外吸收光谱由600 nm红移至900 nm左右,实现了在可见光至近红外光区调节Ag纳米结构的吸收峰。     

藻蓝蛋白原位还原Ag(Ⅰ)与纳米Ag(0)形成动态过程的谱学研究

在4℃避光条件下,将藻蓝蛋白(简称PC)与AgNO3作用,通过UV,FS,FTIR等谱学方法研究了PC与Ag(工)原位还原与纳米Ag(0)粒子形成的动态过程.结果显示:PC在615 nm的特征吸收峰强度明显减弱,并随Ag(Ⅰ)浓度增加和时间延长单调降低;PC的荧光发射峰和荧光激发峰也均呈现衰减趋势.同步荧光光谱观察到纳米Ag(0)粒子形成的动态过程.用TEM观察到所形成的Ag(0)分散于PC表面,形成PC为核,纳米银为壳部分包覆的生物缀合物,粒子呈球形,有较窄的分布尺寸,粒径在15～30 nm之间.     

藻蓝蛋白原位还原Ag（Ⅰ）与纳米Ag（O）形成动态过程的谱学研究

在4℃避光条件下，将藻蓝蛋白（简称PC）与AgNO3作用，通过UV，FS，FTIR等谱学方法研究了PC与Ag（Ⅰ）原位还原与纳米Ag（0）粒子形成的动态过程。结果显示：PC在615nm的特征吸收峰强度明显减弱，并随Ag（Ⅰ）浓度增加和时间延长单调降低；PC的荧光发射峰和荧光激发峰也均呈现衰减趋势。同步荧光光谱观察到纳米Ag（0）粒子形成的动态过程。用TEM观察到所形成的Ag（0）分散于PC表面，形成PC为核，纳米银为壳部分包覆的生物缀合物，粒子呈球形，有较窄的分布尺寸，粒径在15～30nm之间。     

银纳米颗粒对聚合物太阳能电池性能的提高

采用水溶性银纳米颗粒附着在反型太阳能电池的电子传输层上,用以提高有机太阳能电池的短路电流。所制备的器件结构为ITO/ZnO/Ag NPs/P3HT(Poly 3-hexylthiophene):PC_[60]BM/MoO₃/Ag。其金属银纳米颗粒的表面等离激元在410 nm处出现了共振吸收峰,半峰全宽约为60 nm。器件的光电流在可见光范围内均有所增加,短路电流相对于标准器件提高了20.2%,光电转化效率相对提高了17.2%。     

Ag-AAO纳米有序阵列复合结构等离子共振吸收特性研究

研究了Ag-AAO纳米有序阵列复合结构的等离子共振吸收特性。结果显示,Ag表面等离子共振吸收峰位于λ=352-377nm范围内,且可通过控制Ag纳米粒子的长径比使其吸收特性发生改变。若长径比增加,吸收峰位蓝移,强度增大,峰形变锐;反之,若长径比减少,吸收峰位红移,强度减弱,峰形逐渐宽化;运用麦克斯韦-加尼特（M-G）理论模拟的计算结果与实验规律基本相符,并较好地阐释了Ag表面等离子共振吸收峰的频移与其纳米粒子长径比之间的一些依赖关系。     

局域表面等离激元对InGaN/GaN多量子阱发光效率的影响

Ag纳米粒子的形貌对InGaN/Ga N多量子阱(MQWs)的光致发光(PL)效率有着显著影响。本文采用离子束沉积(IBD)技术将Ag沉积在InGaN/Ga N MQWs上,然后通过快速热退火处理制备Ag纳米粒子。通过改变Ag的沉积时间获得了具有不同Ag纳米粒子形貌的样品。用原子力显微镜对各样品的Ag纳米粒子形貌和尺寸进行了表征,并且测试了吸收谱、室温和变温PL谱及时间分辨光致发光(TRPL)谱。结果表明:随着Ag沉积时间的延长,所得Ag纳米粒子粒径增大,粒子纵横比先增大后减小且吸收谱峰红移。由于不同形貌的Ag纳米粒子在入射光作用下产生的局域表面等离激元(LSPs)与MQWs中激子耦合强度不同,光发射能力也不同,与没有Ag纳米粒子的样品相比,沉积时间为15 s的样品室温PL积分强度被抑制6.74倍,沉积时间为25 s和35 s的样品室温PL积分强度分别增强1.55和1.72倍且峰位发生红移,沉积时间为45 s的样品室温PL积分强度基本没有变化。TRPL与变温PL的测试结果证明,室温PL积分强度的改变是由于LSPs与MQWs中的激子耦合作用引起的。纵横比大且吸收谱与MQWs的PL谱交叠大的Ag纳米粒子能够更好地增强InGaN/Ga N MQWs的发光。     

Ag/TiO2纳米材料的制备和光致变色性能研究

 采用光催化还原法在不同温度热处理的TiO2薄膜表面沉积Ag纳米颗粒,制备了Ag/TiO2纳米薄膜材料。通过UV-Vis吸收光谱表征对比了不同温度热处理的TiO2对Ag粒子光催化沉积的影响,发现500℃退火处理TiO2薄膜较利于Ag纳米粒子的光催化沉积;在650 nm红色激光照射下,500℃退火处理的Ag/TiO2样品具有明显的光致变色现象,对此变色过程中涉及的机理进行了讨论,且发现随着Ag纳米颗粒光催化沉积时间的增长,Ag/TiO2薄膜光致变色的响应速率提高,但Ag纳米颗粒过多会抑制Ag/TiO2薄膜的变色响应速率。     

光诱导转化法制备片状三角形银纳米粒子的表面增强喇曼散射

采用柠檬酸三钠化学还原法制备球形Ag纳米粒子溶胶,并用高压球形氙灯对球形Ag纳米粒子溶胶进行光诱导实验.利用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱研究了不同光照时间下的银胶纳米粒子的光谱特性和表面形貌,并以结晶紫为探针分子测量了银胶纳米粒子的表面增强喇曼散射光谱.实验结果表明:随着光照时间的增多,Ag纳米粒子溶胶颜色变化显著;紫外-可见吸收光谱吸收峰从单一峰渐渐显示出多个峰;透射电子显微镜图显示Ag纳米粒子由球形逐渐转变成片状三角形银纳米粒子、截角的片状三角形银纳米粒子;表面增强喇曼散射的增强效应随着光照时间的变化先逐渐增大,然后逐渐减小.     

离子注入SiO_2玻璃的光吸收研究

本文用卢瑟福背散射和光吸收技术研究了高剂量Ag离子注入SiO_2玻璃以及退火后的状况.吸收光谱测量表明,注入的Ag离子聚集形成了胶态粒子,其等离子共振峰的极大值在400nm处.运用米(Mie)理论和德拜(Doyle)方法,根据测得的等离子共振峰的光宽度,估算出Ag胶态粒子的半径约为18(?).     

Ag纳米颗粒增强的Ho~(3+)/Tm~(3+)共掺铋锗酸盐玻璃的2μm发光研究

采用基于传统熔融淬冷技术的热化学还原法制备了系列Ag纳米颗粒复合Ho3+/Tm3+共掺铋锗酸盐玻璃样品,研究了Ag纳米颗粒含量对玻璃2μm发光特性的影响.结果表明,Ag纳米颗粒的表面等离子体共振带位于500—900 nm,峰值位于650 nm,透射电子显微镜图像中观察到均匀分布的Ag纳米颗粒,尺寸约为5—10 nm.通过测试玻璃样品在1.7—2.3μm波段的荧光光谱发现,Ag掺杂后Ho3+离子2μm处的荧光强度得到了极大的提高,其中AgCl掺杂质量分数为0.3%时的荧光强度比未掺杂时的荧光强度增强10倍,这归因于Ag纳米颗粒的局域场增强作用.计算得到Ho3+离子的吸收截面为0.491×10-20cm-2,发射截面为1.03×10-20cm-2,当增益系数为0.2时即可实现正的增益.     

金纳米粒子掺杂DNA-CTMA-DPFP薄膜的表面增强拉曼散射特性

采用柠檬酸三钠还原氯金酸和离子交换法制备金纳米粒子掺杂DNA-CTMA材料,利用钯催化反应合成9,9-二乙基-2,7-二-(4-吡啶)芴荧光染料(DPFP),将DPFP与DNA-CTMA混合后,旋凃制备金纳米粒子掺杂的DNA-CTMA-DPFP薄膜样品。通过吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱的测量,研究了薄膜样品的光学特性和表面增强拉曼散射(SERS)特性。实验结果表明,薄膜样品在300～360 nm的吸收主要来自DPFP,在500～700 nm的吸收来自样品中金纳米粒子的局域表面等离子共振;样品在370,386,408 nm处的荧光峰分别对应DPFP的S₁₀-S₀₀、S₁₀-S₀₁和S₁₀-S₀₂能级的电子振动跃迁;在785 nm激光激发下,薄膜样品的拉曼散射主要来自DPFP分子,随着金纳米粒子掺杂比的增大,DPFP分子的拉曼散射峰强度逐渐增强。因此,金纳米粒子掺杂DNA-CTMA薄膜适合作为多种染料分子的SERS基底。     

Ag-Au合金/SiO2复合薄膜的制备与表征

以AgNO3,HAuCl4和正硅酸乙酯为主要原料,利用溶胶-凝胶法和旋涂技术,通过热处理和紫外光辐射还原得到了不同nAg/nAu(1∶0,2∶1,1∶2,0∶1)的Ag-Au合金/SiO2复合薄膜.从扫描电子显微镜和X射线衍射谱的结果可以看出得到的薄膜均匀性好,复合薄膜中合金颗粒的尺寸为10 nm左右.利用紫外-可见分光光谱仪研究了复合薄膜的光吸收性能,结果表明,随着nAg/nAu的降低,吸收峰的位置也由最初的Ag纳米粒子的等离子共振吸收峰430 nm附近,逐渐红移到Au纳米粒子的等离子共振吸收峰605和880 nm附近.从光吸收谱可以看出,nAg∶nAu＝2∶1和1∶2的两个样品分别在515,730 nm附近和550,730 nm附近出现表面等离子共振吸收峰.这表明Au-Ag合金固溶体的形成.     

氧化铜纳米粒子的制备及其SERS特性

采用激光刻蚀法在水溶液中制备了氧化铜纳米粒子,刻蚀完成后将氧化铜胶体沉积在铝片上形成一层氧化铜岛膜.所得纳米粒子的紫外—可见吸收峰在280 nm处,表明所得为氧化铜.原子力显微镜观察表明所制得的纳米粒子具有椭圆状结构,长轴约为30～50 nm,厚度约为8 nm.扫描电镜图片显示氧化铜粒子沉积在铝基底后形成了大小在0.5...     

掺杂Ag纳米粒子对偶氮聚合物光致异构效应的影响

报道了通过宏观测量偶氮聚合物光致异构效应,及其引起的光学各向异性变化,讨论了一种影响偶氮聚合物顺反异构效应的有效途径。在偶氮高分子聚合物中,添加了不同浓度的Ag纳米粒子,采用了波长为442nm的He-Cd偏振激光为激发光源,当Ag纳米粒子掺杂质量浓度为0.12μg/ml的时候,激发了薄膜样品中Ag纳米粒子的等离子体共振效应,增强了粒子周围纳米尺度的电磁场强度,相当程度上提高了偶氮聚合物光致异构的转换效率;另外,研究了不同的取代基同纳米Ag粒子的相互作用对光致异构效应的影响,探讨了一种能够有效地控制光致异构效应的方法。