论文部分内容阅读
纳米材料在光学方面所具有的独特性质，使其在众多领域都有着广泛的应用前景。本论文主要以近红外金纳米颗粒为研究对象，通过湿化学法制备了近红外金纳米颗粒和薄膜，采用低温(10K)和变温荧光光谱技术研究了它们的发光特性，并用近红外金纳米颗粒对金属离子进行了检测研究。主要内容和结果如下: (1)通过绿色环保的一锅合成法，以氯金酸为前驱物，谷胱甘肽为还原剂和稳定剂制备了近红外发光金纳米颗粒并涂覆成膜。通过常温低温荧光光谱、紫外可见吸收光谱、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等对制得的近红外发光金纳米颗粒及薄膜进行了表征。结果表明，氯金酸与谷胱甘肽的摩尔比为5∶4时，其只呈现一个840nm的近红外发光峰，氯金酸与谷胱甘肽的摩尔比为1∶1时，其呈现650nm和824nm两个发光峰;650nm的发光峰在反应时间1h时最强，840nm的发光峰则在25min最强。840nm与650nm处两峰的面积比随着激光的激发强度增加而线性增大。金纳米颗粒的发光强度随着温度的升高而大幅减弱，10K下的发光强度是360K下发光强度的6倍;温度低于250K时双峰面积比基本保持不变，高于250K时，双峰面积比随着温度的升高面增大;10K下双峰面积比随着激光激发强度的增强而增大，与常温现象相同。通过以上现象可以推测出金纳米颗粒650nm处的荧光来自单重态的荧光发射，而824nm处的荧光来自三重态的磷光发射。 (2)用近红外金纳米颗粒对九种金属离子进行检测发现，猝灭效果从好到差依次为Fe3+、In3+、Cu2+、Pb2+、Ni2+、Mn2+、K+、Na+、Zn2+。EDTA可以使加入过Cu2+、Pb2+、In3+的金纳米颗粒的荧光部分恢复，尤其是对加入过In3+的荧光恢复较大，而对加入过Fe3+的荧光几乎没有恢复作用，由此可以推出，Fe3+对金纳米颗粒荧光猝灭机制与Cu2+、Pb2+、In3+的不同。可以根据金属离子对近红外金纳米颗粒的荧光猝灭及加入EDTA后荧光恢复的不同现象作为金属离子检测的依据，实现对上述金属离子的检测与识别。最后，使用近红外金纳米颗粒对实际水样进行了检测，发现实际水样也会使其荧光产生猝灭，表明实际水样中含有微量的金属离子。