论文部分内容阅读
金属纳米颗粒具有许多独特的物理化学性质,例如具有显著的表面等离子体共振性质,特异的环境敏感性,在科学界引起浓厚的兴趣。本文针对银纳米颗粒与SiO2组成的体系,对银浓度、环境气氛、温度和衬底等对银纳米颗粒产生的物理化学效应,采用了多种不同的技术手段,展开了多角度和深层次地研究。主要内容和结果如下:
⑴用原位X射线衍射法研究了在高银担载量的介孔SiO2的组装体系,发现了银纳米颗粒的热膨胀系数小于块体值,真空中值远小于空气中值,揭示了表面张力效应、氧吸附以及氧原子向银晶格中溶入对热胀系数的决定性作用。
⑵研究了钠钙玻璃表面上的银薄膜光吸收演变,发现了氧气的高温预处理,对银纳米颗粒的表面等离子共振有显著的增强作用。揭示了这种增强作用源自氧诱导Ag+产生,并与衬底中Na+发生交换,进而被随后H2气氛处理时在亚表层形成银纳米颗粒。
⑶发现了不同SiO2基衬底对银纳米颗粒的表面等离子共振光吸收演变有截然不同的影响,揭示了衬底效应的机理。
⑷研究了低银担载量的Ag/介孔SiO2的组装体系对多种环境气氛和温度的敏感性,发现了通过控制气氛和温度,能够实现从银离子,到银团簇,再到银纳米颗粒的光吸收演变,反之也可通实现逆向转变,探索了多种气氛的作用机理。
⑸研究了Ag/介孔SiO2的组装体系的荧光光谱,发现了空气中高温处理的样品有荧光,而在相同条件下H2中热处理却没有荧光;对于空气中热处理的样品,荧光随浓度的升高而减弱。揭示了荧光起源和浓度淬灭的原因。