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本论文首先利用室温离子液体作为反应体系,通过光催化还原反应绿色合成了各向异性的金纳米材料;还利用原位还原、溶胶-凝胶、乙醇回流、阳离子交换等其它方法制备得到Au@Ag2S、Au@SiO2/TiO2及Co/Au@Se/CdSe核壳式结构微粒。对材料的性质进行了研究,并对产物的形成机理进行了探讨。具体研究内容如下: 1.在室温离子液体中通过光化学还原的方法绿色合成了各向异性的金纳米片(三角形、六边形)及多面体微粒,制备过程中没有应用任何其它的添加剂。实验结果表明:随着反应时间的延长(8h~168h),片状纳米金不断延伸,从几微米增长到数百微米;在表面张力作用下金纳米片的平均厚度也从60nm逐渐变薄,且得到的纳米金片是以{111}面作基准面的单晶。我们不仅对金纳米粒子的光化学还原原理进行了探讨,而且还利用原子取向吸附机理和边缘选择性融合机理对金纳米片的形成过程进行了研究。实验结果还表明,离子液体在反应过程中既作为介质也作为金纳米片形成的模板和包裹剂。该实验为其它类似金属纳米材料的制备提供了一种简单可行的方法。 2.通过晶种诱导法,首先合成了金纳米棒,测试结果显示:随着反应时间的不断增加,金纳米棒的长径比不断增大,其纵向等离子体共振吸收发生了明显的红移。以长为47.8nm,直径为18.5nm的金纳米棒作为核,在pH值为8.0时,通过抗坏血酸的作用使银离子在金纳米棒的表面原位还原得到Au@Ag纳米棒,再以此作为模板进一步制备得到Au@Ag2S核壳材料。结果表明:当银壳在金纳米棒表面生成后,由于金表面折光率的改变及棒长径比的变化使得纵向表面等离子共振峰发生了蓝移。而Ag壳被转换为Ag2S壳后,纵向等离子体吸收红移到776nm。这说明金纳米棒表面不同性质的外壳对其等离子共振吸收有很好的调控作用,拓宽了单纯纳米金在近红外区的表面等离子体共振吸收的范围。得到的Au@Ag2S核壳纳米材料结合了金核与硫化银外壳的光学性质,在生物医学及光电子学领域有潜在的应用价值。 3.以直径约为50nm的金纳米粒子作为内核,采用溶胶-凝胶法得到球形的Au@SiO2核壳结构,再通过乙醇回流的方法,成功完成了Au@SiO2/TiO2三层核壳式结构微粒的合成。SiO2层和外壳TiO2层的厚度分别约为50nm和10nm。最终得到的产物粒径分布均匀,具有良好的单分散性。结果表明,以这种纳米核壳微粒作为催化剂,对甲基橙的光催化降解效果显著,5min内的降解率可达30%。我们对产物形成的机理及光催化降解机理进行了探讨。这种特殊的核壳结构可以有效分离电子和空穴,使得壳层富集空穴,从而实现良好的催化效果。 4.本章在制备兼具磁性和光学性能材料方面进行了研究。首先在柠檬酸三钠溶液中以NaBH4还原氯化钴得到钴的纳米粒子。然后采用原位还原的方法,以Co纳米粒子作为模板,利用Co自身的强还原性,在其表面还原出一薄层Au壳,形成Co@Au核壳结构。再利用异相成核原理,通过反应温度的控制,在Co@Au微粒的表面包覆一层α-Se,然后将Se的外层转化为Ag2Se,并通过阳离子交换的方法合成了一种兼具有良好磁性和光学性能的Co/Au@Se/CdSe核壳结构的复合纳米粒子。结果表明,最终得到的产物具有良好的单分散性,温度在200K以上时表现为超顺磁性。另外通过水合肼溶去内层的硒,我们得到了一种空心的Co/Au@CdSe结构材料,这为制备多功能胶体球提供了新的构思。