开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
- 研究或解决的问题
探讨不同还原性的晶面修饰剂对反应速度和产物形状尺寸的影响,控制实验pH,找出pH对反应的影响从而排除pH对反应所产生的负面影响,最后用Material Studio计算银晶体各切割面的表面吸附能,从理论上验证三角形纳米银的生长过程。通过本论文的实验研究,希望能探究出适宜的实验条件和每一过程的实验原理,为今后进一步探索制备多形貌金属纳米粒子及应用提供可借鉴的方法和思路。
- 采用的研究手段
在柠檬酸钠的保护下,硼氢化钠可以将硝酸银还原为银颗粒,制得种子溶液,种子溶液在光照条件下能够长成规则的三角形纳米银片。实验中我们对还原剂的还原性和酸碱度对制备三角形纳米银粒子中的影响进行了研究,此外我们还计算了三角形纳米银晶体各个切割面的表面吸附能,用晶面选择理论对实验现象加以解释,采用紫外吸收光谱,粒度仪对实验进行了表征。结果证明,还原剂光照条件下的还原性和溶液的酸碱度对纳米银粒子的形态产生有着重要的影响。
- 文献综述
本次实验也以银为实验研究对象,主要探讨纳米银材料的合成。纳米银主要是一种电导材料,它的导电性与纳米银的形状相关[1]。如纳米银呈片状结构排列时导电性能明显好于球状银粉,这是因为片状纳米银粉粒间以面接触或线接触为主,这种接触比球状粉末的接触面积大,电阻自然也会小很多。
在过去的实验中,熊胜虎等人研究了纳米银形貌和粒径与电阻率的关系。将银粉制成导电胶,发现形貌不同的银粉在电阻率上存在数量级上的差异。片状银粉电阻比球形银粉小很多,而片状银粉的电阻率也与其平均粒径成反比 [2]。
纳米银粒子的一大应用在于极大促进了基因专断和生物传感器的发展。生物传感器即指包含DNA探针的生物识别过程和相适应的生物亲合力反应的换能器。它可以将固定的单链或者双链DNA转化为可识别的信号。这就需要用到纳米金或者纳米银粒子所产生的局域表面等离子体的电学性能。也使得纳米金和纳米银成为了各种新型的,将化学识别转化为电信号装置的基础 [3]。
Jensen T R和其他的研究已经表明:将沉积在掩膜的银颗粒的大小和形状限制在一定的间隔表面上,可以使它们独立地起作用,而不是作为一个阵列,并且,环绕粒子的介电环境会更容易控制。这一发现又应用于病床护理和医学诊断方面,使纳米生物传感器得到进一步发展[5]。
如之前所说,我们已经知道纳米银的性能与其本身特点和环境有很大关系。我们也可以通过控制纳米银的形貌来控制其一部分性质。所以纳米银材料的可控制备和工艺反应条件的探索就尤为重要,同时还需了解纳米银材料的成核和生长机制。
吴青松等人发现了一种制备三角形银纳米片的方法。在表面活性剂聚氧乙烯十二烷基醚(BRIJ35)的存在下,用NaBH4和Na3C6H5O7为还原剂还原AgNO3,在不同温度范围内反应形成各种尺度的三角形银纳米片,边长为100plusmn;10nm,厚度约为30nm。[5,6]
除此之外,Mirkin等人也于2001年报导了利用光诱导法将球形银纳米粒子转变为三角形棱柱,并采用离散偶极逼近法对三角形棱柱进行理论计算,首次确认单个纳米粒子的2个不同的四极等离子体共振,三角形银纳米片在300~800nm左右有3个特征吸收峰,分别对应于面外四极、面内四极和面内双极共振吸收[7]。Xia的研究小组[8]报导了利用热转化法制备得到三角形银纳米片。
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