表面活性劑調(diào)控金納米材料合成及組裝.pdf

1、近二十年來，貴金屬納米材料是材料學(xué)研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)，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(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等方面的性質(zhì)。此外，由于良好的生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性，金納米材料也是生物醫(yī)學(xué)和生化檢測(cè)領(lǐng)域近年來的一個(gè)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(dāng)大的進(jìn)展。在已發(fā)展的眾多制備和組裝方法中，以膠體化學(xué)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(zhǎng)，也可與金粒子之間相互結(jié)合形成配合物。帶有不同頭基、不同長(zhǎng)度疏水鏈、不同反離子及分子構(gòu)型的多種表面活性劑，都應(yīng)用于金納米晶體的可控合成與組裝。但同時(shí)，在這方面，仍有相當(dāng)多的問題研究得不夠深入，有待進(jìn)一步解決。本論文從膠體化學(xué)的角度出發(fā)，研究表面活性劑參與調(diào)控的金納米材料的生長(zhǎng)與組裝，主要內(nèi)容分為三個(gè)部分:

3、>　　1、我們?cè)陉栯x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(shí)改變反應(yīng)溫度，制備了金納米星狀和金納米樹枝狀結(jié)構(gòu)。在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，通過改變反應(yīng)溫度實(shí)現(xiàn)了金納米星狀和金納米樹枝狀的形貌之間的相互轉(zhuǎn)換。由于存在靜電作用，SDS的引入給金納米結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)作為拉曼光譜基底，我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于羅丹明6G，兩類結(jié)

4、構(gòu)均可產(chǎn)生較大的增強(qiáng)因子，長(zhǎng)徑比是影響增強(qiáng)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(dǎo)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(duì)頭方式組裝到肩并肩方式組裝進(jìn)行轉(zhuǎn)變。紫外可見光譜中吸收峰位置的變動(dòng)，表明組裝方式的改變。我們認(rèn)為TFIL的咪唑環(huán)分子之間的π-π堆積相互作用，在調(diào)節(jié)組裝過程中扮演了重要的角色

5、。量子化學(xué)的能量計(jì)算進(jìn)一步證明了TFIL分子之間面面堆積是最穩(wěn)定的幾何構(gòu)型，這也驗(yàn)證了我們提出的組裝機(jī)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(jiǎn)便地合成了金納米顆粒，并得到了一維自組裝結(jié)構(gòu)。這種組裝過程，可以通過調(diào)節(jié)表面活性劑的結(jié)構(gòu)來控制，我們研究了在這個(gè)過程中包覆劑分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。我們進(jìn)一步考察了混合包覆劑體系（吐溫20/