论文部分内容阅读
异质结构多功能纳米材料组成、结构及其性质的多样性是单一成分纳米颗粒或其混合物所不具备的。利用纳米技术构筑多功能异质结构纳米材料,满足生物医学、信息技术和能源等前沿领域的发展要求,是目前纳米材料领域的研究热点,具有重要的科学意义。除了传统的核-壳、合金和二元杂化结构外,通过界面将不同种类的材料结合在一起的纳米材料尤其是半导体/金属纳米复合材料越来越引起科研工作者的研究兴趣。这种纳米结构的材料结合具有明显不同物理、化学性能的几种材料,得到了具备多功能性、可协调性或者增强性能等特殊性质的杂化纳米体系。通过控制纳米材料的尺寸和形貌,实现功能导向的纳米材料结构设计,是纳米材料科学发展的核心问题之一。合成Ag2S/M异质纳米结构可结合两种不同材料的性质,既能优化二者各自性能,基于协同效应,又能带来优化的新性能和潜在的应用。 本研究主要内容包括:⑴通过调节反应时间、前驱体的浓度、表面活性剂的用量等反应条件成功制备了水溶性的Ag2S/Ag异质纳米结构。利用透射电镜(TEM)和紫外可见光谱(UV-vis)研究不同反应时间的中间态,提出了“消化-熟化”反应机理。基于协同效应,Ag2S/Ag异质纳米结构与尺寸相似的Ag2S和Ag纳米粒子相比,在紫外灯照射下,表现出了对大肠杆菌更优良的抗菌效果。因此,这种Ag2S/Ag异质纳米结构在光电和医疗器件方面有潜在的应用。该工作的贡献在于:第一,提出了一种合成水溶性半导体/贵金属异质纳米结构的新方法;第二,扩展了半导体/贵金属异质纳米结构的应用范围。⑵“一锅法”合成空心、实心Ag2S/Ag异质纳米结构,加入Au3+或Pt2+,一系列化学反应后制得水溶性Ag2S/Au,Ag2S/Pt异质纳米结构。以甲醇催化氧化和氧还原电化学反应体系,系统研究了Ag2S/Pt异质纳米结构的电化学性质。实验发现,由于电子-拆分效应,Ag2S/Pt异质纳米结构的电催化性能较商业的铂碳催化剂没有体现出很大的优势。研究表明,催化剂的结构对于催化剂的电催化性能具有重要的影响,必须予以足够的重视。