貴金屬納米顆粒的組裝、分離及光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、貴金屬納米材料由于特殊的物理化學(xué)性質(zhì)而被廣泛研究，貴金屬納米顆粒最具有特征的就是其表面等離子體共振(SPR)性質(zhì)。同大部分金屬材料一樣，金有著諸多良好的性質(zhì)（高導(dǎo)電率、反射率，延展性和耐腐蝕性等），但當(dāng)其尺寸到達(dá)納米級(jí)別時(shí)，新的屬性和潛在的應(yīng)用便出現(xiàn)了，最引人注目的就是金顆粒與光的相互作用，當(dāng)金顆粒受到光的輻射時(shí)，在特定波長(zhǎng)下，金顆粒表現(xiàn)出了很強(qiáng)的吸收和散射，這便是金納米顆粒的SPR性質(zhì)。當(dāng)相鄰金顆粒之間的距離足夠小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“熱點(diǎn)”(

2、hot spot)，“熱點(diǎn)”能夠大大的加強(qiáng)納米結(jié)構(gòu)的場(chǎng)強(qiáng)，一維的金納米組裝體不僅在結(jié)構(gòu)中存在多個(gè)“熱點(diǎn)”，并且其縱向SPR性質(zhì)會(huì)隨著組裝體尺寸的改變可調(diào)，且結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定保存，鑒于一維金納米組裝體的這些性質(zhì)，其在表面增強(qiáng)拉曼、生物檢測(cè)、生物傳感方面有著很廣泛的應(yīng)用。目前貴金屬納米組裝體的合成雖然已經(jīng)有很多方法，但實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制有限的組裝程度仍然是個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)榻M裝體性質(zhì)活潑，極容易發(fā)生二次團(tuán)聚，并且合成之后的樣品組裝程度不一，尺寸不均一大大影

3、響了其性質(zhì)的應(yīng)用。所以如何合成組裝程度可控的組裝體并對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定仍然是一個(gè)問(wèn)題。本文的研究涉及了各種組裝方法的比較，在密度梯度離心體系中“一管法”合成一維金納米組裝體、組裝體與熒光分子的復(fù)合以及氧化硅的多次包覆，具體的研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　1.首先采用種子生長(zhǎng)法以及檸檬酸鈉還原氯金酸的方法來(lái)制備不同尺寸的金球形納米顆粒，闡述了Ag+在金納米顆粒合成中的作用。探索了不同的方法誘導(dǎo)金顆粒組裝的結(jié)果。TEM顯示對(duì)于PDDA與NaCl

4、誘導(dǎo)金顆粒組裝的方法，調(diào)節(jié)PDDA以及NaCl的濃度金顆粒組裝程度會(huì)隨之發(fā)生改變，濃度變大時(shí)，金顆粒組裝程度會(huì)加強(qiáng)，甚至出現(xiàn)團(tuán)聚的情況。對(duì)于低溫誘導(dǎo)組裝法，當(dāng)溫度較低時(shí)，納米顆粒會(huì)傾向于形成組裝體來(lái)維持能量最低狀態(tài)。紫外可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)顯示，不同尺寸的金納米顆粒組裝體SPR性質(zhì)均隨著組裝程度的改變而改變，縱向尺寸越大的組裝體縱向SPR峰紅移程度越大。
　　2.利用“一管法”使得金納米顆粒僅通過(guò)一次離心，實(shí)現(xiàn)可控組裝成一

5、維納米結(jié)構(gòu)并且進(jìn)行組裝后的分離。NaCl溶液作為組裝層誘導(dǎo)金納米顆粒組裝。帶電聚合物如聚丙烯酸(PAA)作為封裝/穩(wěn)定層穩(wěn)定組裝體防止其進(jìn)行進(jìn)一步的團(tuán)聚。隨后，獲得的各種不同大小的一維納米鏈穿過(guò)密度梯度層進(jìn)行有效的離心分離。通過(guò)改變組裝層，包覆層的濃度以及離心速率顆粒的組裝程度可以很好的進(jìn)行調(diào)控。熒光高分子PDI-PDMAEMA作為功能層被包覆在組裝體外層，成功實(shí)現(xiàn)了熒光增強(qiáng)效果，并且，多聚體的增強(qiáng)效果要好于單個(gè)顆粒。
　　3.首

6、先用檸檬酸鈉還原氯金酸的方法制備了不同尺寸的金納米顆粒，在MPA進(jìn)行表面修飾之后，利用NaCl誘導(dǎo)顆粒組裝并且利用氧化硅對(duì)組裝體進(jìn)行穩(wěn)定，同時(shí)，氧化硅可以作為一層間隙隔離金屬與熒光分子防止熒光淬滅。并且利用熒光分子與硅烷之間的作用將熒光分子在包硅的過(guò)程中復(fù)合進(jìn)核殼結(jié)構(gòu)中。通過(guò)調(diào)節(jié)氨水用量，硅烷用量，反應(yīng)溫度等條件完善氧化硅的形貌與厚度。利用17 nm，40 nm，50 nm三種尺寸的顆粒合成了Au nanochain@SiO2@SiO2