表面活性劑調控金納米材料合成及組裝.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近二十年來,貴金屬納米材料是材料學研究的重點與熱點,特別是金納米材料。納米尺度的金材料能夠表現(xiàn)出與常規(guī)尺度狀態(tài)不同的優(yōu)異特性,這體現(xiàn)在光學、電學和磁學等方面的性質。此外,由于良好的生物相容性和化學穩(wěn)定性,金納米材料也是生物醫(yī)學和生化檢測領域近年來的一個熱門研究體系。
  在過去的十幾年中,在金納米尺寸與晶體形貌可控合成和組裝的研究方面取得了相當大的進展。在已發(fā)展的眾多制備和組裝方法中,以膠體化學方法制備金納米晶體逐步受到人們的重視

2、,而其中絕大部分涉及到了表面活性劑的使用。表面活性劑可作為包覆劑(Capping Agents)以精確控制金納米晶體的成核及生長,也可與金粒子之間相互結合形成配合物。帶有不同頭基、不同長度疏水鏈、不同反離子及分子構型的多種表面活性劑,都應用于金納米晶體的可控合成與組裝。但同時,在這方面,仍有相當多的問題研究得不夠深入,有待進一步解決。本論文從膠體化學的角度出發(fā),研究表面活性劑參與調控的金納米材料的生長與組裝,主要內容分為三個部分:

3、>  1、我們在陽離子表面活性劑[mpy-C10-mpy]Br2水溶液中,利用抗壞血酸還原氯金酸,通過引入陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS),同時改變反應溫度,制備了金納米星狀和金納米樹枝狀結構。在對比實驗中,通過改變反應溫度實現(xiàn)了金納米星狀和金納米樹枝狀的形貌之間的相互轉換。由于存在靜電作用,SDS的引入給金納米結構形成過程和最終形態(tài)都帶來了很大影響。最后,將得到的兩類金納米結構作為拉曼光譜基底,我們發(fā)現(xiàn),對于羅丹明6G,兩類結

4、構均可產生較大的增強因子,長徑比是影響增強因子的重要因素。
  2、我們研究了巰基功能化的離子液體(1-甲基-3-(2'-巰基乙?;?溴化咪唑)(TFIL)誘導金納米棒的自組裝。我們發(fā)現(xiàn)金納米棒可以通過兩種不同的方式自組裝:隨著TFIL濃度的增加,納米棒從頭對頭方式組裝到肩并肩方式組裝進行轉變。紫外可見光譜中吸收峰位置的變動,表明組裝方式的改變。我們認為TFIL的咪唑環(huán)分子之間的π-π堆積相互作用,在調節(jié)組裝過程中扮演了重要的角色

5、。量子化學的能量計算進一步證明了TFIL分子之間面面堆積是最穩(wěn)定的幾何構型,這也驗證了我們提出的組裝機理。
  3、我們利用一系列非離子表面活性劑(吐溫-20,40,60)非常簡便地合成了金納米顆粒,并得到了一維自組裝結構。這種組裝過程,可以通過調節(jié)表面活性劑的結構來控制,我們研究了在這個過程中包覆劑分子結構的影響,并基于金納米顆粒周圍包覆劑配體的非均相分布,給出了一維組裝結構的形成機理。我們進一步考察了混合包覆劑體系(吐溫20/

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