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本论文共分为以下四个部分:
第一部分是绪论部分。首先介绍了银纳米粒子的性质、制备方法及其用途;详细综述了绿色方法在纳米材料制备中的应用;随后介绍了环糊精(CDs)的结构、性质及其在金属纳米材料制备中应用;综述了银纳米粒子应用于增强发光方面的国内外研究进展,并着重介绍了近年来金属增强磷光的研究现状。最后在上述讨论的基础上提出了本论文的设想及研究内容。
第二部分是银纳米粒子的绿色制备及其表征。采用葡萄糖还原银氨溶液,以β-CD作保护剂,在加热的条件下制备银纳米粒子。考察了反应物配比、β-CD用量、银氨溶液初始浓度、反应温度对制备纳米银粉的影响。并得到此方法制备银纳米粒子的最优条件为:初始银氨溶液浓度为2.0×10-4 mol·L-1,葡萄糖浓度为1.0×10-3 mol·L-1,β-CD的加入量为0.5g,反应温度为100℃。利用紫外-可见分光光度法、扫描电子显微镜、透射电镜、X光衍射等手段对最优条件下所得产物进行表征,结果表明,获得的银纳米粒子为纯相立方晶系类球状颗粒,粒径小且粒度分布范围窄、平均粒径大小为43.1nm。另外,通过红外光谱和拉曼光谱探讨了β-CD与银纳米粒子之间的相互作用,发现β-CD主要利用其分子中大量的羟基与银纳米粒子表面产生化学吸附,从而起到了提高银颗粒稳定性的作用。
第三部分是银纳米粒子增强荧光素(FL)室温磷光的研究。将所得银纳米粒子应用于增强FL室温磷光的研究当中。实验发现银纳米粒子的加入可使荧光素室温磷光显著增强,且最大增强为2.3倍。同时考察了银纳米粒子对FL荧光发射强度的影响。结果表明,银纳米粒子的存在可是FL荧光强度增强10%。分别从增强吸收,寿命研究以及重原子微扰效应三个方面对增强机理进行了讨论。实验证明,银纳米粒子的存在可使系统的净吸收增强;使荧光素荧光及磷光的寿命都有一定程度的缩短。并通过实验验证了银纳米粒子无法通过自选轨道耦合作用对FL室温磷光发射强度产生影响。实验证实,随着银纳米粒子加入量的增大,FL荧光和磷光发射强度均呈现先增强后猝灭的趋势,这一现象从侧面证明了距离因素对银纳米粒子增强发光作用的影响。
第四部分是银纳米粒子增强二碘荧光素(DIF)室温磷光的研究。将银纳米粒子应用于增强具有内源重原子的DIF室温磷光的研究中。研究表明银纳米粒子同样可以使具有内源重原子的DIF的室温磷光得到增强,最大增强为2.5倍。分别从增强吸收,寿命研究增强两个方面对增强机理进行了研究。实验证明,银纳米粒子的存在可使系统的净吸收增强,但对DIF室温磷光的寿命影响并不明显。另外,实验证明随着银纳米粒子加入量的增大,DIF室温磷光发射强度也呈现先增强后猝灭的趋势,这一趋势与第三章中观察到的趋势相同,这说明银纳米粒子在增强发光的同时也引入了电荷迁移等猝灭机制,造成发光猝灭,也从侧面证明了距离对增强发光的影响。