高指数晶面结构金纳米晶的制备、表征及性能研究

admin · 发表于 2023-10-18 22:30:21

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作为金属纳米材料家族中的重要一员，Au纳米晶以其独特的表面等离子体共振（SPR）性能和在生物医学、纳米光电子学领域的广泛应用前景而备受关注。目前国内外Au纳米晶的制备、性质及应用研究主要集中在低指数晶面（{111}、{100}、{110}）结构Au纳米晶（立方、截角立方、四面体、八面体、十面体、十二面体、纳米棒等），而关于高指数晶面结构Au纳米晶的报道较少。高指数晶面结构Au纳米晶由于表面存在大量原子阶梯和悬键，表现出极高的化学活性，对实际应用具有非常重要的意义。然而，高指数晶面由于高表面能，在晶体生长过程中快速消失，最终仅能得到低指数晶面结构纳米晶，因此，寻找高指数晶面结构Au纳米晶的制备方法，探索其生长规律，研究晶体结构与性能之间的相关性，对于基础研究和实际应用都有十分重要的指导价值。本论文分六章，第一章绪论，简述了金属纳米材料的性质、应用及制备研究进展。第二章实验原理及方案。第三章：种子生长法，采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）稳定的Au种子，在双十二烷基二甲基溴化铵（DDAB）表面活性剂体系中制备了高指数晶面结构二十六面体Au纳米晶及准二十四面体Au纳米晶，考察了DDAB浓度、添加物Ag(I)、抗坏血酸与Au(III)摩尔比、种子溶液用量对产物形貌的影响，机理研究表明DDAB体系中较慢的晶体生长速率和Ag的欠电位沉积效应对高指数晶面结构Au纳米晶的生长起重要作用。第四章：在CTAB/DDAB二元表面活性剂体系中合成了系列高指数晶面结构Au纳米晶（拉长二十四面体、正二十四面体）及及纵向表面等离子体共振（LSPR）峰位可调的准一维Au纳米结构，考察了CTAB/DDAB摩尔比、添加物酸、Au种子等对产物形貌的影响，并对高指数晶面结构Au纳米晶的形成机理进行了探讨。第五章：构建了基于拉长二十四面体和二十六面体Au纳米晶的适体电化学生物传感器，在生物液环境中实现了对组氨酸的电化学检测，检测下限达到0.1 pM。对基于二十六面体Au纳米晶SPR变化的免疫传感器进行了初步探索，在人免疫球蛋白（HIgG）、抗人免疫球蛋白（anti-HIgG）模型体系里验证了功能化二十六面体Au纳米晶作为免疫传感器的可行性。第六章：基于二十六面体Au纳米晶制备了Pd壳层厚度可调的Au@Pd双金属纳米晶，对其结构进行了详细表征。选择对巯基苯胺（p-ATP）为探针分子，考察了不同Pd壳层厚度Au@Pd双金属纳米结构的SERS性能。

高指数晶面结构金纳米晶的制备、表征及性能研究

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