铜纳米线的液相制备及其表面修饰研究进展

在现代纳米科学技术领域中,铜纳米线由于具有独特的光学、电学、力学和热学性质而成为制备透明柔性导电电极的优良材料。铜价格低廉,自然存储量较大,是实际应用中替代贵金属的理想材料。然而,将铜离子还原为单质铜比较困难,且单质铜非常容易被氧化,这成为应用中亟需解决的关键问题。如何制备单分散、稳定且具有抗氧化性的铜纳米线也成为该领域的研究热点。在各种制备铜纳米线的方法中,液相还原法不仅可以解决以上问题,且该方法具有制备条件限制少、成本低、简单易行等优点而被广泛应用于铜纳米线的大量合成。本文从铜纳米线的研究背景和研究价值入手,首先综述了不同（光滑或粗糙、单晶或孪晶）铜纳米线的液相制备方法及其生长机制。讨论了铜纳米线的氧化及其抗氧化表面包覆问题。最后对铜纳米线的研究意义和应用前景做出展望。     

新形金纳米片的简单制备与生长机制

在室温(~30 ℃)条件下,氯金酸(HAuCl₄)均匀混合在粘稠的表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)胶体(水为溶剂)中,HAuCl₄可以被PVP还原,从而形成纳米片. 本工作中,通过调整晶体生长条件,成功合成了大量新形貌的单晶金纳米片(厚度数十纳米,尺寸为数个微米). 例如,在晶体生长初期阶段,通过引入温度变化(如降温10-20 ℃),形成的金纳米片主要是六角星形,并伴有盾状、内凹外凸的三角状、截角的、三叉的及多台阶等新形纳米片. 结合理论计算,阐明了金纳米片的生长机制：在一定条件下,金(111)晶面不仅可以沿着<110>方向生长成为常规的三角或六角纳米片,还可以沿<211>、<321>等不同方向生长成含有更高指数侧面的新形金纳米片.     

新形金纳米片的简单制备与生长机制

在室温(~30°C)条件下,氯金酸(HAuCl4)均匀混合在粘稠的表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)胶体(水为溶剂)中,HAuCl4可以被PVP还原,从而形成纳米片.本工作中,通过调整晶体生长条件,成功合成了大量新形貌的单晶金纳米片(厚度数十纳米,尺寸为数个微米).例如,在晶体生长初期阶段,通过引入温度变化(如降温10-20°C),形成的金纳米片主要是六角星形,并伴有盾状、内凹外凸的三角状、截角的、三叉的及多台阶等新形纳米片.结合理论计算,阐明了金纳米片的生长机制:在一定条件下,金(111)晶面不仅可以沿着110方向生长成为常规的三角或六角纳米片,还可以沿211、321等不同方向生长成含有更高指数侧面的新形金纳米片.     

形貌可控贵金属纳米颗粒的合成、光学性质及生长机制

近二十年来, 贵金属纳米颗粒由于其独特的性质, 已成为人们广泛研究的课题. 研究人员应用多种方法来合成纳米尺度的贵金属材料并且探讨了纳米材料的性质与尺寸和形状的关系. 本文简单回顾贵金属纳米颗粒的合成方法, 主要讨论纳米颗粒的形状对其光学性质的影响和颗粒的生长机制, 最后简述贵金属纳米材料的应用前景.     

金纳米棒组装体表面等离子体共振耦合效应的FDTD模拟

贵金属纳米结构的光学性质与其尺寸、形貌、介质环境等因素的相关性是基础研究领域的重要内容. 本文利用时域有限差分（FDTD）方法,计算了不同构型二聚体和多聚体的表面等离子体共振（SPR）特性. 研究了金纳米棒结构和组装方式对SPR耦合效应的影响,模拟结果与实验规律比较吻合. 金纳米棒二聚体的光吸收结果表明：对于肩并肩（S-S）的组装体,随着间隙的减小,金纳米棒的横向SPR（SPR_T）峰有较小的红移,而纵向SPR（SPR_L）峰显著蓝移. 对于端对端（E-E）的组装体,随着组装体间隙的减小,金纳米棒的SPR_T峰无明显移动,而SPR_L峰显著红移,并在近红外较长波段范围内出现新的共振峰,其强度随着间隙的减小而增强;结合弹簧振子模型和纳米颗粒在外电场作用下的极化,对组装体共振吸收峰的移动和新的耦合共振峰的出现提出了初步的解释.     

金纳米棒组装体表面等离子体共振耦合效应的FDTD模拟

贵金属纳米结构的光学性质与其尺寸、形貌、介质环境等因素的相关性是基础研究领域的重要内容.本文利用时域有限差分(FDTD)方法,计算了不同构型二聚体和多聚体的表面等离子体共振(SPR)特性.研究了金纳米棒结构和组装方式对SPR耦合效应的影响,模拟结果与实验规律比较吻合.金纳米棒二聚体的光吸收结果表明:对于肩并肩(S-S)的组装体,随着间隙的减小,金纳米棒的横向SPR(SPRT)峰有较小的红移,而纵向SPR(SPRL)峰显著蓝移.对于端对端(E-E)的组装体,随着组装体间隙的减小,金纳米棒的SPRT峰无明显移动,而SPRL峰显著红移,并在近红外较长波段范围内出现新的共振峰,其强度随着间隙的减小而增强;结合弹簧振子模型和纳米颗粒在外电场作用下的极化,对组装体共振吸收峰的移动和新的耦合共振峰的出现提出了初步的解释.     

一步湿化学法合成超细金纳米线

以氯金酸(HAuCl₄)为前驱物, 油胺同时作为溶剂、表面稳定剂和还原剂, 通过简单的一步湿化学法合成超细金纳米线. 制备出的超细金纳米线不仅产量高、纯度高, 而且纵横比大, 纳米线平均直径~2 nm, 长度可达数十微米. 如果添加另一种还原剂油酸并调节油胺和油酸的体积比为1:1, 将生成直径为~9 nm的金纳米线. 通过改变反应温度和还原剂用量, 对该种超细金纳米结构的生长机制进行阐述说明: 以油胺为模板, 在油胺和一价金卤化物(AuCl)亲金键合形成的一维聚合链作用下, 被还原的金原子附着在已成核颗粒表面, 一维地生长成超细金纳米线.     

金纳米棒的光学性质研究进展

金纳米棒在紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)波段具有独特的可调节表面等离子体共振(SPR)光学特性,其良好的稳定性、低生物毒性、亮丽的色彩和在催化、信息存储、生物医学等领域广阔的应用前景受到相关研究领域的广泛关注.结合已有的研究基础,本文主要综述了金纳米棒光学性质的研究进展,包括表面等离子体共振、局域场增强效应、共振耦合效应及荧光特性,并对金纳米棒的应用做了展望.     

逐差法和Origin7.0软件在牛顿环实验数据处理中的比较

用逐差法和origin7.0软件分别对大学物理牛顿环实验数据进行处理。结果表明,origin7.0软件处理实验数据具有简单、准确、快速等特点,在数据处理中有广泛应用。     

聚乙烯吡咯烷酮辅助的水热法合成形貌可控的银纳米结构

以不同平均分子质量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP,通常用K值来表示PVP溶液相对粘度的特征值,粘度越大,PVP平均分子质量越大,平均分子质量为8000、40000、160000、360000的PVP分别标记为K17、K30、K60、K90)为表面活性剂,通过水热法合成了形貌和光学共振峰可控的银纳米结构.将反应体系加入到60 mL的不锈钢高压反应釜中,在一定的温度下加热数小时.我们在K17的水溶液中合成了尺寸均一的五重孪晶银纳米十面体.而在K30、K60和K90的乙二醇(EG)溶液中得到了纵横比随着PVP分子质量增大而增大的银纳米线.产物的形貌和微结构通过透射电镜(TEM)和场发射扫描电镜(FE-SEM)进行表征,表面等离子共振(SPR)吸收峰通过紫外-可见分光光度计进行测试,结果显示银纳米结构的表面等离子共振随着其形貌和尺寸的改变而发生变化.