荧光纳米复合物的制备与其在荧光分析上的应用

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3、经成为跨世纪的科学研究热点【1】。最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费恩曼。1959年他在一次著名的讲演中提出：如果人类能够在原子／分子的尺度上来加工材料、制备装置，我们将有许多激动人心的新发现。1962年久保(Kubo)等人提出了超微粒子的量子限制理论。1974年坦尼盖茨(Taniguchi)最早使用纳米技术(nanotechnology)--词，推动了人类向纳米微粒的探索。自从1984年德国科学家GleRer等人首次用惰性气体凝聚法成功地制得铁纳米微粒以来，纳米技术成为一个十分活跃的、崭新的前沿研究领域，其潜在的科学

4、价值以及其广阔的应用前景，引起了世界各国的重视【2】。1990年7月在美国巴尔的摩召开了首届国际纳米科学技术会议，对纳米技术的前沿领域进行了探讨和展望，指出纳米技术实质上是一种用单个原子、分子进行排列优化组合，对之进行操作而制造物质的技术。随后，扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等微观表征和操纵技术的出现，极大地促进了在纳米尺度上认识物质的结构以及结构与性质的关系，形成了纳米技术。纳米技术是指在纳米尺度(0．1nm至lOOnm之间)范围研究物质(包括原子和分子)的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科的科学和技术【1，3】。其中纳米技术包括纳

5、米材料、纳米器件、纳米结构设计和加工组装、纳米机器以及相应的检测表征技术和方法，因此“纳米”不仅仅局限于狭义空间尺度上的意义，而是一种全新的思维方式和认识方法、研究手段和应用技术。纳米科技发展速度之迅猛，作用和影响之深远，令人瞩目和震惊，在短短一、二十年间，已经广泛渗透于化学、生物、医学、材料、电子等许多学科领域，初步形成了纳米化学、纳米材料学、纳米生物医学、纳米电子学等一系列既相对独立又互相联系的分支学科，其中，纳米材料学被称为21世纪“最有前途的材料学’’，纳米材料因其不同于块状材料的优异性能及广泛的应用前景而成为当今科学研究的热点之一。高小青兰州大学硕

6、士学位论文20091．1．2纳米材料的性质物质尺度到了纳米量级后，由于表面电子能级费米面的变化，导致了纳米材料具有许多奇特的性能。表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应，这四种效应是纳米材料的基本特性，既不同于原子、分子的微观性质，又区别于相应物质常规状态下所表现的宏观性质【4．5】，它使纳米粒子和纳米固体呈现出许多奇异的物理性质、化学性质和力学性质，它们是纳米技术应用的理论基础【6】。I．表面效应表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随颗粒粒径变小而迅速增大后引起的性质上的变化【7-8】。粒子直径减少到纳米量级，表面原子数和比表面积、表面

7、能都会迅速增加，处于表面的原子数增多，这使大部分原子的周围晶场环境和结合能与大块固体内部原子有很大的不同，表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合，故具有很高的化学活性。II．量子尺寸效应能带理论表明，在高温或宏观尺寸情况下，金属费米能级附近的电子能级往往是连续的，即大粒子或宏观物体的能级间距几乎为零。但当粒子尺寸下降到某一值，如达到纳米级时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应【9】。III．小尺寸效应随着颗粒尺寸的量变，周期边界条件将被破坏，在一定条件下会引起颗粒性质的

8、质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为