金、铂纳米粒子的气-液界面组装.pdf

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1、分类号学校代码10542密级学号200812020043金、铂纳米粒子的气一液界面组装TheAssemblyofAuandPtNanoparticlesattheAir．．WaterInterface研究生姓名指导教师姓名、职称学科专业研究方向张玉荣李则林教授物理化学电化学湖南师范大学学位评定委员会办公室二零一一年五月Ⅱ摘要{lllilleIlllIIIIIIlIlllY1911692自组装纳米材料在能源、催化、光电、传感、疏水及生物医学检测等方面有广泛应用，倍受关注。因此探究新的界面自组装方法，制备二维和三维贵金属纳米粒子功能薄膜，具有重要意义。本论文以柠檬酸

2、根保护的Au、Pt纳米粒子和亚锡离子保护的Au纳米粒子为研究对象，采用挥发性弱酸性电解质、十二烷基硫醇蒸汽和空气氛与加热相结合等方法进行气一液界面组装，制备出致密的Au、Pt纳米粒子薄膜，考察了组装膜在表面增强拉曼光谱、电催化以及染料敏化太阳能电池等方面的应用。主要内容如下：1．挥发性弱电解质如甲酸或乙酸蒸汽与Au或Pt溶胶接触，形成自上而下的氢离子浓度梯度，诱导柠檬酸根保护的Au或Pt溶胶纳米粒子在气一液界面自组装，形成致密的金属纳米粒子薄膜。控制组装时间可以制备出不同形貌的Au纳米粒子膜。与直接加入甲酸或换用盐酸蒸汽等方法进行了对比。通过显色反应、紫外一可见

3、吸收光谱和核磁共振谱等方法证明了所提出了组装机理。探究了所制备的Au纳米粒子组装膜的表面增强拉曼散射(SERS)性能。2、十二烷基硫醇蒸汽与不同溶胶接触，包括柠檬酸根保护的Au溶胶和n溶胶以及亚锡离子保护的Au溶胶，在气．液界面发生配体交换，从而诱导这些溶胶纳米粒子在气．液界面进行自组装，形成致密的贵金属纳米粒子薄膜。改变组装时间，可以制备出单层或多层Au纳米粒子组装膜。探究了Au纳米粒子组装膜的润湿性能和n纳米子组装膜在染料敏化太阳能电池方面的应用。3、空气氛下加热亚锡离子保护的Au溶胶，可在气一液界面迅速组装出致密光亮的Au纳米粒子薄膜，研究了金纳米粒子组装

4、膜对乙醇或葡糖糖的电催化。关键词：自组装、气．液界面、蒸汽、表面增强拉曼散射、电催化、湿润性、染料敏化太阳能电池IlABSTRACTMaterialsbyself-assemblyofnanoparticles(NPs)haveattractedconsiderableattentiononaccountoftheirwideapplicationsinenergyresources，catalysis，optics，electronics，sensing，superhydrophobicbiominetics，andbiomedicine．Althoughth

5、erehavebeenanumberofstrategiesonnanoassembly,exploringnewwaysofassemblytosynthesizetwoorthreedimensionalfunctionedmetalnanoparticlefilmsisstillofsignificanceinbothfundamentalresearchandpracticalapplications．Inthisthesis，wehavedevelopedsomenewmethodstoassembleAuandPtnanoparticlesatthe

6、air-waterinterfaceeitherbyusingthevaporofweakacidicelectrolyteordodecylmercaptane，orbyheatingthecolloid．WealsoinvestigatedtheapplicationsofthepreparedfilmsinSERS，electrocatalysis，wettability,anddye-sensitizedsolarcells．Themaincontentsareasfollows：(1)AconcentrationgradientofH+wasestab

7、lishedbycontactingthecolloidsofAuandPtwiththevaporofformicacid，whichinducedtheassemblyofcolloidalnanoparticlesofgoldandplatinumtoformclose—packedthinfilmsattheair-waterinterface．ThemorphologiesoffilmsCallbeadjustedbycontrollingtheassemblytime．Comparativeinvestigationswereperformedeit

8、herusingothe