谷胱甘肽修饰金纳米棒的制备及与Cu~(2+)的作用

制备了谷胱甘肽(GSH)功能化的金纳米棒复合材料,根据金纳米棒的等离子体吸收峰对其组装排列敏感的特性,研究了功能化的金纳米棒在不同p H值下的组装行为及与Cu2+离子作用后引起的聚集程度、排列方式和光学吸收等变化.同时,测试了纯金纳米棒和谷胱甘肽修饰的金纳米棒分别与铜离子作用后所得复合材料的光热转换性能.结果表明,相对于纯金纳米棒材料强的光热转换效应,铜离子能明显降低复合材料的光热转换效应,与其它金属离子比较,GSH修饰的金纳米棒的等离子光学特性对铜离子具有选择性的变化.     

箭头形金纳米锥的湿法制备及性能研究

采用湿化学合成法制备了箭头形金纳米锥材料,并研究了合成过程中生长溶液的组成对金纳米材料生长的影响.利用透射电子显微镜、吸收光谱等手段对产物的晶体结构和光学性质进行研究,讨论了材料的生长机理.由于各向异性的箭头形金纳米锥具有良好的表面等离子体共振光学特性和更高的等离子体共振强度,在表面局域电场增强及光热转化等应用方面比其它形貌的金属材料具有更强的优势.与金纳米棒相比,箭头形金纳米锥具有较好的SERS增强性质和光热转换效率.文中还对材料的尖端形貌对纳米粒子边缘局域电场及光热性能的影响进行了讨论.     

以Au/Cu纳米棒为基底的肺腺癌组织的特征表面增强拉曼光谱研究

通过金铜共混法制备了Au/Cu合金纳米棒,研究了铜掺杂对金纳米棒等离子体共振吸收和结构的影响,探究了Au/Cu合金纳米棒的等离子体共振拉曼增强效应.以Au/Cu合金纳米棒为基底对肺腺癌组织和癌旁正常组织进行了表面增强拉曼光谱检测.结果显示,癌变组织具有比癌旁正常组织更强的拉曼信号峰,位于1250,1344,1408,1568,1608和2560 cm~(-1)附近的拉曼峰分别与蛋白质的AmideⅡ氨基化合物、C—H弯曲振动、核酸中CH_3的对称变角振动、蛋白质色氨酸惰性环振动、蛋白质酰胺I谱带分子间反平行β-折叠的C—O健伸缩振动和蛋白质的巯基(S—H)伸缩振动有关,2936 cm~(-1)附近的拉曼峰为蛋白质CH_2的对称伸缩振动和CH_3的反对称伸缩振动共同作用产生.以铜掺杂的金纳米棒为基底的表面增强拉曼光谱法有望成为检测肺癌组织的有效手段.     

抗坏血酸还原法制备金纳米花的机理

研究了以抗坏血酸和氯金酸为生长溶液制备金纳米花的反应机理. 结果表明, 通过改变生长溶液中抗坏血酸浓度可以调节小尺寸的初级金粒子在种子表面的聚集方式及金纳米花的熟化速度, 从而影响金纳米花的形貌和光学性质. 协同改变抗坏血酸浓度和pH值, 可实现对金纳米花形貌及光学性质的有效调控. 表面增强拉曼散射(SERS)性能评价结果表明, 抗坏血酸还原法制备的金纳米花表面较清洁, 对罗丹明6G有较好的拉曼增强效果.     

二元混合表面活性剂用于窄吸收金纳米棒的无种子合成

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和油酸钠(NaOL)二元混合表面活性剂体系, 开发了一种高质量金纳米棒(AuNRs)的无种子合成方法. 通过透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)和热成像仪对金纳米棒的形貌、 光学性质及光热性能进行了表征. 实验结果表明, 当NaOL浓度为8.21~11.5 mmol/L时, 能够获得形貌均匀的AuNRs, 其纵向表面等离子体共振吸收(LSPR)在650~1150 nm范围内可调. 该方法制得的样品具有较窄的LSPR半峰宽, 特别是在制备LSPR在近红外二区(NIR-II, 大于1000 nm)的AuNRs方面具有明显优势. 在1064 nm激光的辐照下, 金纳米棒溶液能够快速升温至67 ℃, 光热转换效率可达31.5%, 同时表现出优秀的光热稳定性, 在近红外二区光声成像和光热治疗方面具有良好的应用价值.     

稀土离子掺杂LaPO4纳米结构材料形貌、物相的调控及发光性能

利用水热合成技术,通过改变掺杂稀土离子的种类、掺杂浓度及添加剂的种类可实现LaPO4纳米结构材料形貌及物相的调控,同时还研究了合成材料的光致发光性能.结果表明:Ce3+离子掺杂浓度的增加可导致LaPO4纳米棒发生由单斜相向六方相的转变,而Tb3+离子掺杂浓度增加到相同的范围则不能够引起该相转变的发生;具有较小尺寸的LaPO4纳米棒易于"肩并肩"聚集形成纳米棒束;改变掺杂稀土离子的种类和浓度可调控纳米棒束的长度(150 nm～2.0μm),但对纳米棒束的直径影响不大(40～60 nm);添加剂的加入使纳米棒束更均一,对其相结构则基本没有影响;在紫外光激发下,单掺杂Ce3+或Tb3+离子的LaPO4纳米棒束分别表现出Ce3+或Tb3+离子的特征发射,由于Ce3+,Tb3+离子间存在有效的能量传递,Ce3+,Tb3+离子共掺杂的LaPO4纳米棒束表现出较强的Tb3+离子的绿光发射.     

金纳米棒的生长及与FeCl_3的作用

采用三氯化铁选择性刻蚀法获得了预定长径比的金纳米棒.相比于晶种生长法,三氯化铁选择性刻蚀法可以更加简便快捷地调控金纳米棒形貌.以三氯化铁为刻蚀剂的刻蚀反应优先发生在金纳米棒尖端,这是因为金纳米棒尖端反应活性更高且表面活性剂钝化作用更弱.通过控制刻蚀反应时间及刻蚀剂浓度,可以精确调控金纳米棒的长径比.实验结果表明,增加刻蚀剂浓度、卤素离子浓度以及升高反应温度可以加快刻蚀反应速率.进一步讨论了金属离子的刻蚀作用机理.     

多种纳米结构Fe掺杂TiO2光热耦合水分解制氢研究

氧空位是材料缺陷工程的重要组成. 基于光生氧空位的直接热利用, 实现纯水分解制氢的光热耦合实验, 被认为是太阳能综合利用的有效途径. 以多种制备方法合成的TiO₂纳米材料为基础, 研究了多种形貌纳米TiO₂及其Fe掺杂改性材料的光热耦合反应能力. 通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、 X射线衍射(XRD)和电子顺磁共振(EPR)对晶体特征进行表征, 利用漫反射光谱(DRS)、 光致发光(PL)和三电极测试法表征了材料的性能, 并结合密度泛函理论(DFT)计算了产氢反应路径. 研究结果表明, 溶胶-凝胶法制备的纳米颗粒相比水热法制备的纳米片及纳米线, 体相内缺陷较多, 载流子强度高, 光热耦合产氢效果较差. Fe掺杂改性扩展了光响应, 增强了载流子分离和寿命, 降低了电子传输阻抗, 利于光反应过程中光生氧空位的形成, 克服了制氢反应中的关键能垒. 同时, 纳米材料中的缺陷促进了Fe离子的有效掺杂, Fe掺杂TiO₂纳米颗粒的光热耦合平均产氢量为9.73 μmol/g, 性能提升达13倍.     

盐诱导金纳米粒子自组装和沉降制备具有宽波段吸收特性的黑金

通过向金溶胶中加入无机盐诱导金纳米粒子自组装,并自然沉降金纳米粒子组装体得到黑金薄膜.研究结果表明,该黑金薄膜在400~1600 nm的宽带范围内表现出很强的吸收能力（>80%）,在400~800 nm的可见范围内能达到94%,表现出高光热转换能力和宽波段的高表面增强拉曼散射（SERS）活性.     

金纳米棒的合成及应用研究

金纳米棒具有独特的物理化学性质和良好的生物相容性,在众多的各向异性金纳米结构中引起了研究者的关注.本文综述了金纳米棒的各种制备方法,详尽评价了种子法制备金纳米棒过程的影响因素,介绍了金纳米棒用作药物载体和癌症的光热治疗方面的应用进展,并对金纳米棒的研究前景进行了展望.     

帽状金纳米结构的制备、表征及表面增强拉曼散射活性

采用真空离子溅射法在自组装的单层阵列二氧化硅纳米粒子表面沉积金薄膜, 制备了以SiO₂为核的帽状金纳米结构. 用透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜、X 射线衍射仪和紫外-可见-近红外分光光度计对样品的表面形貌、结构及光学性质进行了表征. 以亚甲基蓝作为探针分子, 对金纳米帽的表面增强拉曼散射活性进行了研究, 结果显示, 吸附在金纳米帽上的分子拉曼散射信号得到显著增强, 增强因子达到10⁷数量级. 该基底在超灵敏生物和化学检测方面具有潜在的应用前景.     

金纳米棒:合成、修饰、自组装、SERS及生物医学应用

纳米颗粒作为信号感应单元在化学与生物传感应用中已引起广泛关注,这些功能和金属纳米结构与光相互作用时产生的表面等离子体共振密切相关.表面增强拉曼散射(SERS),是指吸附在粗糙的金属纳米结构表面的被分析物,在光照射下其拉曼光谱获得显著增强的异常表面光学现象,近年来.SERS技术已广泛用于物质检测和生物传感等研究,在生物医学领域表现出巨大的应用潜力并取得了令人瞩目的研究成果.本文阐述了金纳米棒的制备方法、表面修饰和共轭生物分子的方法.并从金纳米棒表面增强拉曼散射的角度系统阐述基于金纳米棒表面增强拉曼散射的1D,2D,3D自组装,并介绍了近期金纳米棒表面增强拉曼散射在生物医学检测与成像中最具有代表性的应用研究.     

金纳米棒制备中形貌调控的研究进展

金纳米粒子具有特征的表面等离子共振效应,能吸收和散射特定波长范围的光,有很高的应用价值.作为一种各向异性的金纳米粒子,棒状金纳米粒子的优点在于其等离子共振带的峰位置随粒子的形貌变化而改变,波长可控.目前,液相种子法是制备金纳米棒的最有效方法,但终产物的形貌仍然受到各种物理、化学因素的影响,如溶液浓度、还原剂种类、卤素离子、生长温度、种子用量、p H等,因此制备条件的优化及其生长规律的探究始终是金纳米棒研究的热点.同时,为更精确地控制金纳米棒的形貌,人们还试图对既有粒子做后期修整.本文将对近十多年来金纳米棒形貌控制及其原理方面的研究进行总结分析.     

基于金属纳米材料的癌症光热切除疗法

在癌症治疗中,传统的手术疗法、放射疗法和化学疗法会伤害到体内正常的组织以及带来一些其他的副作用,因此新的治疗手段,如在近红外激光中利用感光增强布光热切除疗法（PTA）已经开始被研究应用于癌症治疗.在当前新兴的纳米科学领域中,有许多相关的研究成果被认为可以作为新的纳米技术手段直接应用于癌症的检测和治疗中.光热切除疗法（PTA）的基本原理是在激光照射条件下,利用光热转换产生的高热量来破坏消除癌细胞,其中,在癌细胞位点上强的光照吸收以及高的光热转换效率是光热切除疗法（PTA）能否成功实施的关键.在贵金属纳米材料中,如金纳米颗粒和银纳米颗粒,由于他们对光具有很强的表面等离子共振吸收效应,因而他们可以在光热切除疗法（PTA）应用中有效地增强光热转换效率,而且关于金属纳米材料的结构优化以及其相关的光热转换性质的研究目前也已经有了显著的成果.在光热切除疗法中,理想的纳米金属材料应该具有下列一些特征：具有强的以及可调的表面等离子共振吸收、容易传输、毒性低以及容易与目标癌细胞结合.在这篇综合评述文章中,我们将主要讲述包括金纳米颗粒、纳米棒、纳米壳结构、纳米笼状结构以及纳米空心球结构等不同结构的金纳米材料在光热切除疗法（PTA）应用中的研究.在这些不同结构的纳米材料中,金纳米空心球由于具有较小的尺寸（30～50nm）和球状结构,以及很强的、并且半峰宽较窄的可调节的表面等离子共振效应,因此在光热切除疗法（PTA）中表现出最佳的综合性质.     

金核银壳纳米粒子薄膜的制备及SERS活性研究

采用柠檬酸化学还原法制备金溶胶, 通过自组装技术在石英片表面制备金纳米粒子薄膜, 在银增强剂混合溶液中反应获得金核银壳纳米粒子薄膜. 用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同条件下制备的金核银壳纳米粒子薄膜的光谱特性和表面形貌, 并以结晶紫为探针分子测量了金核银壳纳米粒子薄膜的表面增强拉曼光谱(SERS). 结果表明, 金纳米粒子薄膜的分布、银增强剂反应时间的长短对金核银壳纳米粒子薄膜的形成均有重要影响. 制备过程中, 可以通过控制反应条件获得一定粒径的、具有良好表面增强拉曼散射活性的金核银壳纳米粒子薄膜.     

水热条件下金红石纳米晶在离子液体[C12mim]Cl中的制备

在室温离子液体1-十二烷基-3-甲基氯化咪唑([C12mim]Cl)中,通过水热法制备了具有单晶结构的金红石纳米材料。采用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对样品进行了表征,结果显示所得样品为纯金红石相,形貌呈棒状。扫描电镜和透射电镜图样显示金红石纳米棒的直径约为15 nm,长度在10～100 nm之间。高分辨投射电镜图样显示金红石纳米棒为单晶结构,并沿c轴方向生长。实验结果表明离子液体[C12mim]Cl中的Cl-有利于金红石相生成,[C12mim]+起到了模板剂的作用并提高了金红石纳米棒的结晶度。     

一种制备高长径比金纳米棒的新方法

报道了一种制备高长径比金纳米棒的新方法. 在25 ℃条件下, 采用种子介导生长法, 通过优化表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度, 制备了长度(200±18.62) nm, 长径比大于10的金纳米棒, 并讨论了金纳米棒的形成机制. 结果表明, 金纳米棒的长径比和纵向吸收波长与CTAB的浓度有关. 此外, 通过提高反应液的离子强度, 利用制备的金纳米棒与球形颗粒不同的静电作用将金纳米棒分离纯化. 运用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对金纳米棒的表面形貌进行表征.     

水溶液中碳纳米管的表面增强拉曼光谱研究

合成了碳纳米管和金纳米颗粒的复合物, 测量了水溶液相中复合物的表面增强拉曼光谱, 结果表明, 碳纳米管的巯基化修饰可以提高碳纳米管与金纳米颗粒复合的效率, 随着金纳米颗粒负载量的增加, 碳纳米管的拉曼信号逐渐增强. 加入己二胺分子可以减小金纳米颗粒之间的距离使表面增强效应更显著, 碳纳米管的拉曼光谱得到进一步的增强. 还可进一步在复合体系中加入对巯基苯胺和罗丹明B等小分子拉曼探针, 利用金纳米颗粒的表面增强效应, 这种多元复合体系有望作为多通道拉曼成像探针材料.     

金纳米球和金纳米棒的制备及其光热催化性能

以氯金酸(HAuCl_4)为原料,硼氢化钠(NaBH_4)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)为稳定剂制备了尺寸5 nm的金纳米球;以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂和油酸钠(NaOL)稳定剂,用种子生长法制备了不同长径比(R=2.5~4)的金纳米棒。在2 W·cm~(-2)的808 nm激光照射10 min条件下,C(0.4 mg·mL~(-1))浓度金纳米球溶液升温10.2℃,该溶液可催化血液中亚硝基硫醇释放NO,最大释放量可达1.42 nmol·L~(-1);相同光热及催化条件下,C(0.4 mg·mL~(-1))浓度金纳米棒(R=3.01)溶液升温41.3℃,该溶液催化血液中亚硝基硫醇释放NO最大释放量可达1.89 nmol·L~(-1)。金纳米球和金纳米棒的光热及催化性能随着浓度增加而增强,金纳米棒的光热及催化性能要优于金纳米球。     

Mn离子掺杂对α-FeOOH结构和形貌的影响

本文采用水热合成方法,在120℃碱性条件下制备出形貌均一的短棒状α-FeOOH纳米粒子,对其进行了金属离子Mn的掺杂。系统研究了Mn离子掺杂对产物物相结构和形貌的影响,对产物进行了X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、穆斯堡尔谱(MES)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征。结果表明:低浓度Mn离子掺杂对α-FeOOH的形成起了形貌和物相调控作用。α-FeOOH纳米棒的长径比随着Mn离子加入量的增大逐渐增加;当nMn(Ⅱ)/nFe(Ⅲ)=0.30时,产物变成了α-(Fe,Mn)OOH和MnFe2O4的混合物,形貌为纳米棒和纳米颗粒。