荧光纳米银颗粒的制备及其应用的研究

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纳米材料因其独特的组成结构与形貌尺寸,具有比普通材料更广泛和优异的物理化学性质与功能。纳米材料具有较强的抗菌性和化学催化性,其光学性质稳定且导电性良好。近年来,纳米银颗粒受到了越来越多研究人员的关注,被广泛地应用在众多领域,比如生物传感、食品、医药、微电子和催化等。因此,研究纳米银材料的可控制备与可控生长机制不仅为纳米材料的研究奠定基础还能拓展纳米材料更多的应用范围和领域。本文采用阴离子聚丙烯酰胺(APAM)为模板简单高效地制备出高荧光的纳米银颗粒溶液,其中APAM模板分子既可做还原剂也可做稳定剂。纳米银颗粒溶液中的APAM大分子链可以固定纳米银颗粒并阻止其团聚,从而提高荧光纳米银颗粒溶液的稳定性。在最佳条件下(APAM浓度1.50μM,紫外灯光照时间30min和pH=7),能获得形状均一、尺寸为3.8nm的银颗粒,合成的荧光纳米银颗粒的量子产率达到1.49%。重金属离子(Cu2+,Hg2+,)可有效地使荧光纳米银颗粒溶液荧光猝灭,且溶液的荧光强度与浓度在1×10-9 mol/L-1×10-5 mol/L范围内的Cu2+呈线性关系,其检测线低于1 ×10-9mol/L。结果表明,在模板APAM水溶液中制备的荧光纳米银颗粒溶液可以作为检测重金属离子的潜在灵敏荧光传感器。进一步利用APAM模板合成了荧光纳米银凝胶溶液。高浓度的模板APAM溶于水后成为粘稠的凝胶溶液,伸展的APAM分子链能吸引并还原Ag+,并可以保护纳米银颗粒防止其团聚,能稳定保持8个月左右。在紫外光照射下,粉红色的荧光纳米银凝溶液可以发出粉紫色的荧光。研究了模板APAM的浓度对纳米银颗粒的影响,当APAM浓度为25μM时,获得的凝胶溶液具有最大荧光强度和最小的粒径约为4.2nm。通过荧光光谱检测分析,不同粒径的纳米银颗粒表现出不同得荧光强度。纳米银的独特性能与其形貌尺寸密切相关,因此能很好地控制纳米银形貌尺寸的制备方法成为研究纳米银颗粒的关键。通过设计新的制备方法和改变化学工艺参数来获得所需形貌尺寸的纳米银颗粒,对纳米银材料的基础研究与应用的拓展具有重大意义。
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