Ag及Ag-ZnO納米材料的綠色合成及其應(yīng)用研究.pdf

1、由于具有區(qū)別于塊狀材料的獨(dú)特性質(zhì)，納米材料在催化、電子器件、信息存儲(chǔ)、光學(xué)器件、生物傳感、微區(qū)成像以及醫(yī)藥等方面具有巨大的應(yīng)用潛力。近年來在通過控制納米粒子的尺寸和形貌來調(diào)節(jié)其性質(zhì)并應(yīng)用于某些領(lǐng)域方面取得了巨大的進(jìn)步。但隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注，尋求更加綠色、高效的納米材料合成方法仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。 本文采用相對(duì)綠色的方法，分別合成了三角形Ag納米片、Ag/ZnO納米棒和Ag/ZnO中空微球。在制備過程中，應(yīng)用了新型綠

2、色溶劑離子液體和生物相容材料如抗壞血酸、酪氨酸和海藻酸鈉等。并且所制備的材料在抗菌、表面增強(qiáng)拉曼散射(surface enhanced Raman scattering，SERS)檢測(cè)和光催化降解環(huán)境污染物等方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。本文各章的主要內(nèi)容如下： 第1章，簡(jiǎn)要綜述了納米材料綠色合成的研究進(jìn)展，主要包括綠色溶劑、生物合成和綠色制備工藝三個(gè)方面。 第2章，利用[C6mim][PF6]-H2O體系制備了三角形Ag納米

3、片，并利用XRD、TEM和SAED等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，最后對(duì)三角形Ag納米片的抗菌性能和作為SERS活性基體檢測(cè)4.氨基硫酚進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，降低Ag+的還原速度而使得合成過程受動(dòng)力學(xué)控制是成功合成三角形Ag納米片的決定因素；結(jié)構(gòu)表征證實(shí)，Ag納米片的上下兩個(gè)底面為{111}面，晶體結(jié)構(gòu)中面缺陷的存在導(dǎo)致了SAED中1/3{422}衍射斑點(diǎn)的存在，而其表面的明暗條紋則是由納米片的彎曲變形引起的；由于大量高活性{111}面的存在

4、，所制備的Ag納米片表現(xiàn)處了良好的抗菌性能，其最小抑菌濃度(minimuminhibition concentration，MIC)值對(duì)格氏陰性的Escherichia coli和格氏陽性的Staphylococcus aureus分別為15和20μg/mL；以Ag納米片作為SERS活性基體，可檢測(cè)到溶液中濃度僅為10-7M的4-氨基硫酚，電磁場(chǎng)增強(qiáng)和電子轉(zhuǎn)移都對(duì)SERS信號(hào)的增強(qiáng)起到重要的作用。 第3章，采用水熱合成的方法制備

5、了Ag/ZnO復(fù)合納米棒，利用XRD、SEM、TEM和XPS等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)其抗菌活性和光催化降解橙黃G的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，酪氨酸不僅是Ag+離子的還原劑而且是Ag/ZnO納米棒的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，制備過程中酪氨酸的濃度和加入氨水的體積對(duì)樣品的形貌影響較大。結(jié)構(gòu)表征顯示，Ag/ZnO為有側(cè)面的納米棒并且Ag納米粒子鑲嵌在ZnO的表面。在Ag/ZnO納米棒光催化降解橙黃G的過程中，由于Ag納米粒子作為電子池有效地阻止了光致電子

6、-空穴的復(fù)合，從而大大提高了Ag/ZnO納米棒的光催化性能。而在抗菌過程中，由于金屬Ag和半導(dǎo)體ZnO之間的強(qiáng)相互作用，使得Ag納米粒子帶部分正電荷，此外由于ZnO納米棒起到Ag納米粒子載體的作用，而使Ag/ZnO復(fù)合材料表現(xiàn)出協(xié)同的高效抗菌性能。 第4章，采用水熱合成的方法制備了3D的Ag/ZnO中空微球，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并研究了海藻酸鈉和氨水的加入量對(duì)3D中空微球形成的影響，最后對(duì)其光催化降解橙黃G的性能進(jìn)行了研究。結(jié)構(gòu)