核殼結(jié)構(gòu)雙金屬納米材料的制備、表征及高溫原位研究.pdf

1、伴隨著納米科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展，人們對納米材料的制備、性能及應(yīng)用提出了更新更高的要求。將兩種金屬材料在納米尺度上進(jìn)行復(fù)合，一方面可以提高整個(gè)材料的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，另一方面還可能產(chǎn)生新的特性或改變其表面性質(zhì)，其中核殼結(jié)構(gòu)雙金屬納米材料就是最典型的代表。核殼結(jié)構(gòu)雙金屬納米材料不僅具有保持原有金屬芯核的物化性能，而且還具有包裹層優(yōu)良的金屬特性，其制備與性質(zhì)研究是材料科學(xué)、化學(xué)、凝聚態(tài)物理等學(xué)科研究的前沿?zé)狳c(diǎn)之一。與單一成分的納米材料相比

2、，這種納米材料是一種多功能的材料體系，具有更為復(fù)雜的物理化學(xué)性質(zhì)（光學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)和催化性能等），應(yīng)用前景極為廣闊。研究表明，納米材料的性能與尺寸、形貌、化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)，若能實(shí)現(xiàn)對核殼結(jié)構(gòu)雙金屬納米材料的可控合成方法，對于推動(dòng)其制備、性質(zhì)研究及應(yīng)用研究具有重要的意義。然而要想實(shí)現(xiàn)可控合成就必須從原子尺度上對反應(yīng)過程進(jìn)行認(rèn)識(shí)，核殼結(jié)構(gòu)雙金屬納米顆粒由于具有較小尺寸的核和薄的覆蓋殼，所以是研究這個(gè)過程的最好材料，因此制備核殼

3、結(jié)構(gòu)雙金屬納米顆粒并對其進(jìn)行相關(guān)表征是本文研究的主要內(nèi)容。
　　 本論文通過化學(xué)液相還原法制備以Ag為核、以Au為殼的核殼結(jié)構(gòu)Ag@Au納米顆粒。采用紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)、透射電子顯微鏡(TEM)、差示掃描量熱儀(DSC)和X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜(XAFS)對其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:成功制備出均一穩(wěn)定單分散的Ag@Au納米顆粒，Ag核顆粒平均粒徑約8nm，Au外殼的厚度約3.5nm。DSC譜顯示核殼顆粒在合金化過程中

4、300℃附近時(shí)擴(kuò)散最為劇烈,500℃時(shí)已經(jīng)完全形成了合金。從高溫原位XAFS的徑向結(jié)構(gòu)函數(shù)(RSF)曲線中可以清晰看到Au原子周圍的局域結(jié)構(gòu)在合金化過程中發(fā)生的明顯變化。運(yùn)用替代位方法成功的進(jìn)行了擬合，發(fā)現(xiàn)Au-Au鍵長由2.86(A)增加到2.89(A)，配位數(shù)由原來的8.0減小為6.1，同時(shí)出現(xiàn)了2.1個(gè)Au-Ag配位鍵，而無序度在不斷增大，且整個(gè)合金化過程主要是以代位擴(kuò)散為主。
　　 本文還通過化學(xué)液相還原法制備了以Co為

5、核、以Au為殼的核殼結(jié)構(gòu)Co@Au納米顆粒，運(yùn)用紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)、透射電子顯微鏡(TEM)，振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)和X射線衍射(XRD)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明成功制備了均一穩(wěn)定單分散好的核殼結(jié)構(gòu)Co@Au納米顆粒，Co核納米顆粒的粒徑約為8nm，Co@Au納米顆粒的粒徑約為11nm，由于Au包裹Co核的作用，使得Co@Au納米顆粒的磁性能比Co納米顆粒的磁性能要下降很多，所以Au外殼對Co核的磁性有屏蔽作用，而且隨著A