银纳/微米材料的制备及光学性能研究

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纳米材料拥有很多特殊的性能,比如量子尺寸效应、非线性光学效应和导电效应、这些性能都与相应的块体材料有明显的差别。作为贵金属纳米材料的一员,银纳米颗粒已经被广泛地应用于抗菌性生物材料、低温超导材料、生物标签材料以及光学材料等等。本文以一种室温路线在水溶液中以柠檬酸为配位剂,维生素C为还原剂合成花状银纳米结构;以柠檬酸三钠还原AgNO3,利用水热法并加以剧烈搅拌制备纳米级银颗粒;利用银镜反应,在常温情况下,制备出片状银结构。并通过添加PVP为保护剂,控制颗粒的团聚,制备出纳米球形银。用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见分光光度计对样品进行了分析和表征。主要内容如下:(1)以AgNO3和维生素C为反应原料,柠檬酸为配位剂,在室温条件下制备花状银纳米结构。花状结构是由许多厚度在20nm左右的花瓣组成。用“成膜-褶皱”的生长模型解释了花状银纳米结构的生长机理,通过扫描电镜的观察验证了生长机理。从紫外-可见吸收光谱图中可以看出,花状银在近红外吸收区域内有连续的吸收且最大的吸收峰位置在1458nm。在实验中,柠檬酸、维生素C浓度及初始溶液的pH值是影响反应产物形貌的重要因素。(2)以AgNO3和柠檬酸三钠为反应原料,在水热条件下制备出球状纳米颗粒。纳米球颗粒的直径在50nm左右,且分散均匀。从紫外-可见吸收光谱图中可以看出,柠檬酸三钠的浓度、AgNO3的浓度和热处理时间是影响其紫外-可见吸收的重要因素。(3)利用银镜反应,在常温条件下制备片状银结构,纳米片的长度约为100nm。大量的纳米片团聚成微米球,其直径分布在0.5μm~1.5μm。添加PVP为保护剂,制备出纳米球形银。从紫外-可见吸收光谱图中可以看出,纳米球状银在350-750nm的范围内有明显的吸收。在实验中,初始溶液的pH值、还原剂和PVP是影响反应产物形貌的重要因素。
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