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贵金属纳米结构,由于具有表面等离子体共振性能及其在光电子学器件、传感器和生物医疗上的潜在应用,一直是人们研究的焦点。本文以贵金属银的纳米结构为研究对象,以银纳米片的合成为出发点,旨在探索在水相中制备银纳米结构的简单有效新方法,并在此基础上合成和组装其分级结构,研究了贵金属纳米材料的形成机理及其性能。主要研究内容如下:
1.发展了一种全新的基于螯合反应控制银的成核与生长方法,在常温常压下十五分钟内制备出尺寸和形貌可控的银的三角和六方纳米片,纳米片的SPR可以从可见光区调至近红外区,且与所加的螯合剂EDTA的量有良好的线性关系。
2.设计和实现了银六方纳米片在固体金属基板上有序生长和横向组装。利用取代反应,在没有任何添加剂的情况下制备由银的六方纳米片构成的三维分级银纳米塔,并进一步研究了其生长机理。
3.设计和实现了银纳米片在固体金属基板上有序生长和纵向组装。合成了由银的纳米片纵向排列构成具有微纳米分级结构的花状结构。所制备的介观结构具有良好的超疏水性能,实现了在金属基板制备出的未加任何低表面能物质修饰的、纯金属表面的超疏水性能。
4.设计和实现了银纳米管的生物矿化合成。在富含银的纳米颗粒和银离子的体系中引入表面活性剂小分子CTAB模板,通过CTAB小分子模板银的纳米小颗粒的相互作用富集银的纳米小颗粒,进而颗粒之间进行取向搭接、粗化,合成了银的纳米管,实现了利用生物矿化的原理制备无机金属纳米材料。并进一步研究了银纳米管生长机理。本项工作为金属纳米材料的生物矿化合成提供了一个可以借鉴的思路,进一步开阔了生物矿化的研究领域。