Au/SiO2复合粒子的可控组装及其性质研究

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以贵金属纳米粒子为基本单元构筑多层次有序复合材料,制备具有更优异的光学(如SPR、SERS等)和催化等方面性能的纳米复合材料,已成为近年来新材料研究热点之一。组装技术的出现为此类材料的制备提供了新思路,成为实现此类材料在宏观层面实际应用的有效途径。但目前大多组装没有更深地发掘其组装机制,组装的可控性得不到很好的解决,因此,很难将组装技术转化为理论指导。本论文利用静电相互作用将金纳米粒子可控地组装到二氧化硅粒子表面,得到几种新型的贵金属纳米粒子/二氧化硅粒子复合材料,系统深入地研究了不同的环境条件对材料结构和性能的影响,实现了对其SPR性能的调控,为其在不同领域的潜在应用提供了理论依据。1.首先通过St ber法合成粒径均一分散性良好的二氧化硅纳米粒子,然后对其进行表面3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰,通过Frens法合成25纳米金纳米粒子。调节环境pH,使两种粒子表面带有不同电性的电荷,利用静电作用将金纳米粒子组装到二氧化硅粒子表面。随后,系统地调控两种粒子的摩尔比进行精确调控,确定了最佳组装条件,得到稳定的金纳米粒子/二氧化硅粒子组装体。最后,采用理论模型计算的方法对之前的实验结果进行验证,确定了实验结果的正确性。2.向组装体系中加入硝酸钠溶液调节组装体系的离子强度来调节二氧化硅粒子表面的金纳米粒子间的距离,实现对组装体表面等离子体共振效应的调控。接着,调控实验条件(精氨酸修饰金纳米粒子、合适pH和引入稳定剂等)可以得到双层金纳米粒子的组装体结构。通过颜色变化、等离子体共振吸收检测和TEM等实验数据验证我们成功的合成了具有双层组装结构的纳米组装体,这种组装结构在长波区有明显的吸收峰,这种方法也实现了对组装体的表面等离子体共振效应的调控。由于表面等离子体共振效应在表面增强拉曼中可以很好的体现其性质,因此我们对比了球形金纳米粒子、单层组装体、双层组装体对巯基苯甲酸(P-MBA)的拉曼增强效应。
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