銀納米結(jié)構(gòu)的合成及形成機(jī)理的研究.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)的形貌決定了暴露在表面的晶面的類型，這些暴露的表面又極大的影響了納米材料的性能，尤其是對(duì)在納米顆粒表面進(jìn)行的催化和電催化性能。因此，控制合成尺寸可控的納米結(jié)構(gòu)是獲得新型功能材料的一種方法?；谶@些應(yīng)用，論文中通過改進(jìn)的多羥基還原法和硼氫化鈉還原法合成了銀納米球、納米棒、納米線、納米片和空心銀球。
　　 在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和三元二水合檸檬酸三鈉(TSC)存在的情況下，以NaBH4為還原劑，在水溶液里合成了直徑在6-

2、42 nm范圍內(nèi)可調(diào)的銀納米球。在PVP、TSC、NaCl共存的條件下，溶液中的成核和生長過程存在一定的動(dòng)態(tài)平衡，銀原子均勻的沉積在銀種子特定的晶面上，最終合成可控的銀納米球。由于TSC對(duì){111}晶面具有選擇性吸附作用，加上Cl-/O2對(duì)孿晶及缺陷位置的刻蝕作用，因此可以通過調(diào)整TSC和NaCl的濃度實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物形貌的可控制備。通過調(diào)整還原劑的還原能力可以動(dòng)力控制成核和生長過程。在沒有NaCl存在的條件下，由于TSC和PVP對(duì){111}晶

3、面的選擇性吸附作用以及{111}晶面的堆積位錯(cuò)導(dǎo)致銀原子選擇性沉積到{111}晶面，隨著種子的不斷長大最終獲得三角形銀納米片。
　　 采用改進(jìn)的多羥基還原法，通過改變?nèi)芤褐蠥gNO3的濃度等反應(yīng)條件，成功合成了具有兩種形貌的銀棒狀結(jié)構(gòu)。通過改變起始物的濃度，研究了起始物濃度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響，并證明孿晶種子的各向異性生長是獲得銀棒狀結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。通過調(diào)整PVP對(duì)銀納米結(jié)構(gòu)不同晶面的吸附和解附作用，可以控制不同晶面的生長速度。改變

4、溶液中NaCl的濃度可以使由孿晶顆粒組成的棒狀結(jié)構(gòu)降解，通過控制反應(yīng)條件最終得到邊長在150-600 nm范圍內(nèi)可調(diào)的均勻的銀立方結(jié)構(gòu)。
　　 通過多羥基過程一步合成了具有五次孿晶截面的折線形和線形銀納米線。調(diào)整溶液中PVP的濃度可以實(shí)現(xiàn)銀納米線的直徑在50-200 nm之間可控。在直線形納米線的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整回流時(shí)間和PVP濃度獲得了具有一定彎曲角度的折線形銀納米線。研究表明，孿晶種子對(duì)納米線的形成具有重要影響，而氯離子和氧

5、氣影響孿晶種子的形成。因此，通過控制孿晶種子和Cl-/O2刻蝕之間的關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)納米線的可控制備。
　　 銀納米片能產(chǎn)生最大的電磁場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)，并且銀納米片在其它領(lǐng)域也有許多潛在的應(yīng)用。雖然通過多羥基還原法可以獲得不同形貌的銀納米結(jié)構(gòu)，但是由于乙二醇粘度比較大，所以很難在乙二醇溶液里合成銀納米片。因此，在合成銀納米球的基礎(chǔ)上以PVP和TSC為穩(wěn)定劑，采用一步合成法，在水溶液中合成了邊長在30-100 nm可調(diào)的銀納米片。由于PV

6、P是大分子聚合物并且具有一定的粘度，而通過改變?nèi)芤旱恼扯瓤梢哉{(diào)控銀納米片的成核和生長過程。也就是說，在沒有PVP存在的溶液中不能得到銀納米片。進(jìn)一步調(diào)整反應(yīng)參數(shù)可知具有堆積位錯(cuò)的種子、反應(yīng)溫度、回流時(shí)間都會(huì)影響銀納米片的形成。
　　 由于空心結(jié)構(gòu)具有活潑的光、電性能。因此，空心金屬球的合成同樣受到研究者的關(guān)注。但是，很少有文章報(bào)道在室溫、無模板的條件下合成空心銀球。因此，論文的重點(diǎn)放在采用無模板的方法，在室溫下合成直徑可控的空心