水溶液中一维银纳米材料的合成

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxie20092009
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银纳米材料是光电、催化、生物等领域中应用最广泛的材料之一。其中,具有一维纳米结构的材料(如银纳米棒、银纳米线等)在表面增强拉曼(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)及透明导电薄膜的应用中有着举足轻重的地位。目前,多元醇法是制备银纳米材料的主要方法,但这种合成方法产生的大量有机废液难以回收利用,而直接排放会对生态环境造成巨大的破坏。因此,为了顺应当今社会倡导的环保理念,本文开发出一种水相合成银纳米棒/线的方法,并深入考察了表面活性剂、氨水和酸等对水相体系中银纳米棒/线合成的影响。具体研究内容如下:(1)以Au纳米十面体为种子,在水溶液中合成Au@Ag异质结构纳米棒。通过调整还原剂抗坏血酸与Ag NO3的摩尔比,探究了合适的基本反应条件。随后引入氨水,调整抗坏血酸的还原电位,探究了p H值升高对产物形貌的影响。氨水的加入降低了副产物卤化银的含量,并与十六烷基三甲基溴化铵共同控制了银纳米棒的一维生长,合成得到了直径16 nm,长210 nm的金银异质纳米棒。(2)水溶液中合成高长径比的银纳米线及产物纯化。使用银纳米棒作为种子继续生长合成了银纳米线。通过添加三种无机酸(HNO3,HCl,H2SO4)降低反应溶液的p H值,充分探讨了p H抗坏血酸还原性及反应产物形貌的影响。对比酸的种类和不同添加量后,在最优条件下合成得到了直径17 nm,长径比可达1000的银纳米线。此外,实验还对比了不同反应温度、滴速、抗坏血酸与Ag NO3的摩尔比等条件对合成的影响,证明了较慢的还原速度更有利于高度各向异性结构的构建。最后,使用改进的絮凝沉淀法纯化了银纳米线,纯化后的纳米线形貌产率高达95%。
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