氧化硅纳米线及其一维银纳米壳层的制备、表征与消光性能研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cherrychenghui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氧化硅/贵金属纳米壳层具有与尺寸、核壳比相关的特殊电学、光学等性能,在生物医学、化学传感、光子晶体等方面具有极大的应用潜力。目前关于氧化硅/贵金属纳米壳层的研究主要集中在球状颗粒上,而一维氧化硅/贵金属纳米壳层则很少见报道。本文以纤蛇纹石制备的氧化硅纳米线为基材,通过直接化学镀法和预处理-化学镀法制备了一维氧化硅/银纳米壳层,并采用离散偶极近似理论研究了其在紫外-可见-近红外区域的消光性能。论文的主要研究内容与创新成果如下:(1)氧化硅纳米线的制备、表征及其形成机理以天然矿物纤蛇纹石为原料,通过物理化学分散与酸浸制备出了纯度高、长径比大、形貌均匀的氧化硅纳米线,为氧化硅纳米线的制备和纤蛇纹石矿物深加工利用提供了新的思路和方法。基于天然矿物纤蛇纹石特有的纳米管状结构,通过物理化学分散和酸浸,得到了纯度高、分散性好、尺寸较为均匀的无定形氧化硅纳米线。其长度为数微米,直径为25~55nm,化学成分为SiO1.8·0.6H2O。该氧化硅纳米线组成单元仍为硅氧四面体,同时这些四面体在一定程度上保持了六元环结构。但在六元环中,硅氧四面体的位置交替上下排列,同时六元环被高度扭曲变形。通过测试分析研究,明确了纤蛇纹石酸浸制备氧化硅纳米线的形成机理。(2)氧化硅纳米线表面化学镀银体系的溶液化学计算将溶液化学研究引入到纳米材料的液相法制备之中,为实验工作提供了理论基础和指导,对于实验的方案设计和结果分析都提供了有益的信息和帮助。根据溶液化学计算原理,详细地绘制出了化学镀银过程中Sn-H2O体系、Ag-H2O体系、NH3-H2O体系、Ag-NH3-H2O体系和HCHO-H2O体系的浓度对数图、离子分布图和电位-pH图。根据化学位图的分析结果,明确了氧化硅纳米线表面化学镀银的基本实验条件,为后继的实验研究和结果分析提供了理论基础和指导方向。(3)一维氧化硅/银纳米壳层的制备与表征采用直接化学镀法和预处理-化学镀法制备出了一维氧化硅/银纳米壳层,为一维氧化硅/贵金属纳米壳层的合成引入了新的方法和思路,也为相关一维核壳型材料的制备提供了借鉴和参考。以氧化硅纳米线为基材,以溶液化学计算为基础,采用直接化学镀法和预处理化学镀法在氧化硅纳米线表面包覆金属银,制备出了一维氧化硅/银纳米壳层。较适宜的反应pH值为12,反应温度为30℃。Sn2+在氧化硅纳米线表面的预先吸附有利于细小、密集银核的形成,所以预处理化学镀法能形成更密集、更均匀的银包覆层。初始银氨离子浓度影响银层厚度,当银氨离子浓度从O.05增加到O.25mol·L-1时,银层厚度从数十纳米增加到上百纳米。(4)一维氧化硅/银纳米壳层消光性能的模拟首次从理论上系统地研究了一维氧化硅/银纳米壳层的特殊光学性能,这对于该类新颖材料的性能和应用研究而言,具有重要意义。采用离散偶极近似理论,首次研究了一维氧化硅/银纳米壳层在紫外-可见-近红外区域的消光性能。一维氧化硅/银纳米壳层的消光性能与球状氧化硅/银纳米壳层、一维银纳米粒子的消光性能有着密切的联系。一维纳米壳层的消光光谱由横向和纵向两个共振带组成,粒径、核壳比和长径比对它们均有很大的影响。当银层厚度超过银的电子平均自由程时,一维纳米壳层体现出来的消光性能与相同尺寸的一维银纳米粒子相差无几。
其他文献
目前对儿童的体检都是用西医的观点和手段进行。但是我们在临床实践中发现这些检查结果对儿童体质状况的评估还不那么全面,对指导儿童的保健和抚养还不是那么到位。于是我们
对高精度矢量汉字的数据存储格式及其特点进行分析,介绍一个高精度矢量汉字的空心化软件中所采用的算法和实现技术
目的:探讨小细胞肺癌(SCLC)的治疗效果及紫龙金片对改善小细胞肺癌化疗骨髓抑制的作用。方法:收集本院2008年1月—2014年6月经病理组织首次确诊的124例小细胞肺癌患者的临床资料,
<正>对小组合作学习的研究近几年来一直是数学教育研究的热门话题,与此同时,小组合作学习在数学教学中的重要性也在许多国家得到了认可.有些国家,甚至已经将小组合作学习纳入
大规模网上学习模式(慕课)已经成为一种席卷全球的新型学习方式,被称为互联网时代的教育革命。与其他国家相比,国内医学教育的慕课,无论从发展的深度和精度,都有相当大的差距
高分子/粘土纳米复合材料的研究已开展了二十余年的时间,这类材料的机械性能比传统高分子复合材料有很大提高。但由于商用的粘土修饰剂多为季铵盐,而季铵盐的热稳定性不高(180
<正>良好的营商环境不仅是企业健康发展的需要,而且是一个国家核心竞争力的重要组成部分。2017年10月,世界银行发布《2018年营商环境报告》。该报告显示,我国营商环境税收指
纳米金属复合含能材料作为一种新兴的能量体系具有高度可调的能量释放率等优点。目前的应用和研究表明:需要对纳米含能材料的反应动力学过程尽可能详细地了解以提高其综合性
在本论文的研究中,我们研究了表面态和势垒结构对CuO、ZnO等氧化物半导体纳米线肖特基势垒输运特性的影响,基于对表面态和势垒结构的调控,探索了几种对纳米线肖特基势垒输运
<正>排列组合问题因其思维抽象,解法独特、灵活多变,且计数结果往往数字较大,不易验证,历来是一个教学难点.不少学生往往听时一知半解,似懂非懂,做时机械模仿,错误百出.究其