有机相合成单分散的金纳米颗粒及其自组装

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纳米数量级的金纳米颗粒呈现出块体金所不具备的一些特殊性能而被广泛应用于光学、催化、生物传感和纳米医学等领域。因此,制备形貌均一且稳定性较高的单分散金纳米颗粒对于促进其进一步的应用具有重要的意义。本论文采用还原法和种子生长法在有机溶剂中合成单分散的金纳米颗粒。探究了反应过程中表面配体、反应温度、溶剂以及后处理合成过程中不良溶剂对产物大小和形貌的影响。通过自组装的方法将单分散金纳米颗粒构筑成性能较好的表面增强拉曼散射基底,并研究其表面增强拉曼散射的均匀性和重现性。最后,初步探究了不同粒径金纳米颗粒二元纳米晶体超晶格的制备。合成的金纳米颗粒采用紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜、红外光谱、扫描电子显微镜、核磁共振氢谱和X-射线粉末衍射进行了表征。本论文主要包括以下几个方面:(1)用硼烷叔丁胺在甲苯中还原氯金酸,合成了烷基胺(十二胺、十六胺和十八胺)和双十二烷基二甲基溴化铵包覆的金纳米颗粒。分别用乙醇、乙腈、二甲亚砜和丙酮作为不良溶剂对金纳米颗粒进行后处理纯化,探究双表面活性剂以及不良溶剂对产物大小和形貌的影响,并由此提出了用乙醇进行二次纯化的聚合机理。(2)通过优化合成条件,例如反应温度和溶剂(甲苯、正己烷、环己烷和对二甲苯),在甲苯中用油胺还原氯金酸得到了油胺包覆的金纳米颗粒。将单分散金纳米颗粒自组装成具有较好性能的表面增强拉曼散射基底,并研究其表面增强拉曼散射的均匀性和重现性。(3)将三苯基膦氯金用硼烷叔丁胺络合物在甲苯中还原,制备了3.7 nm硫醇包覆的金纳米颗粒。用种子生长法分别合成6.0 nm和9.6 nm油胺包覆的金纳米颗粒。将两种较大粒径的金纳米颗粒分别与金纳米颗粒种子以不同浓度比混合,分别自组装成具有AB2型和AB型的二元纳米晶体超晶格。
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