银纳米结构的表面可控构筑研究

admin · 发表于昨天 21:49

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银的纳米粒子具有非常独特的物理和化学性能，例如光学性能、电学性能、磁学性能以及催化性能等。迄今为止，已经有很多种合成银纳米粒子的方法，主要有表面生长法、晶种法、电化学法、溶剂诱导法和光化学法等。但是，在这些方法中，产物粒子都分散在液相中，在实现应用（例如催化）之前必须要经过分离和清洗，因此很有必要找到一种可以直接在基底上合成银粒子的方法。此外，银纳米结构相对于基底的取向对其性质有重要影响，如何制备具有特殊取向的纳米结构是该领域所面临的重要题目。本文的研究内容是在ITO基底表面直接电沉积生长银纳米结构。通过选择合适的实验条件，实现基底表面银纳米结构的密度可控、粒径可控、形貌可控和取向可控。1. 用PVP作为包裹剂，选择合适的沉晶种电位和生长电位，利用两步电沉积的方法能够在ITO表面制备准球形银纳米结构。通过调节沉晶种电位，可以实现准球形银纳米粒子的粒径可控。沉晶种电位越负，得到银纳米粒子的粒径越小。通过调节生长电位，可以实现准球形银纳米粒子的密度可控。生长电位越负，得到准球形银纳米粒子在ITO表面的密度越大。2.利用电化学沉积的方法实现了银纳米结构在ITO表面的形貌可控生长。通过这种方法成功制备出银纳米片，银纳米团簇，银纳米花和银纳米针状粒子。研究发现沉积电位、表面活性剂的种类、基底处理方式对银纳米结构的形貌有重要的影响。通过选择N,N-二甲基丙酰胺（DMF），可以在ITO基底上大范围制备垂直于基底的银纳米片。3. 研究了在ITO表面制备取向生长银纳米结构的影响因素。经研究发现，影响因素主要有生长电位、反应溶液的pH值、表面活性剂的浓度、基底表面的预处理、晶体生长时间、反应温度以及晶体生长方式。对ITO基底进行氧化处理（包括高温处理、H2SO4-H2O2浸泡处理、在0.5M KOH以及0.5M H2SO4正扫处理），可以有效提高取向生长银纳米结构的密度和产率。

银纳米结构的表面可控构筑研究

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