柠檬酸根修饰银纳米粒子的可控制备

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近年来,贵金属纳米材料由于其独特的光学、电学性质,在生物医用检测、催化、非线性光学等领域受到了广泛的关注。银纳米粒子作为贵金属纳米材料中的重要一类,也逐渐地被深入研究,特别在尺寸、形貌的可控性制备以及表面性质研究等方面。柠檬酸钠还原法是制备贵金属纳米材料的常用方法之一,其在银纳米粒子的合成方面的应用也备受关注。本论文在传统柠檬酸钠还原法制备银纳米粒子的基础上,通过对粒子形成过程系统、定量的研究,采用改变体系pH值、引入成核剂和使用两种还原剂等方法实现了银纳米粒子成核-生长平衡,从而制备了单分散、尺寸/形貌可控的球形和三角形片状柠檬酸钠修饰的银纳米粒子。在两步法的基础上,引入强还原剂快速诱导成核以解决柠檬酸钠弱的还原能力在成核过程中的缺陷,用柠檬酸钠作为粒子生长过程的还原剂,获得了一系列尺寸的柠檬酸钠修饰的球形银纳米粒子。吸收光谱监测表明,柠檬酸钠还原阶段是银纳米粒子逐渐生长过程,此反应过程不存在二次成核现象。TEM表征表明,通过改变NaBH4的用量可以有效调控球形纳米粒子的尺寸。在低浓度的反应体系中,采用共还原的热化学方法合成了三角形片状银纳米粒子。对该热化学方法中三角形银纳米粒子的形成过程进行深入研究,提出了三角形片状银纳米粒子的转化机制。确定了影响球形银纳米粒子到三角形片状纳米粒子转化的主要影响因素。该转化过程中,小尺寸球形粒子的浓度与溶液中残余银离子浓度达到平衡是三角形片状结构得以转化的重要条件。通过调节还原剂硼氢化钠和柠檬酸钠的加入比例,可以调控节平衡,控制银纳米粒子的边长,获得了一系列不同尺寸的柠檬酸钠修饰的三角形片状银纳米粒子。
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