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《天津大学》 2014年
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激光液相激活金催化剂生长纳米结构

黄成  
【摘要】:本文对液相激光激活Au催化剂催化生长CdSe纳米线作了系统的研究,提出激光激活催化(Laser-Activating-Catalyst,简称LAC)技术的机理及应用;并对液相激光加热Au纳米颗粒生长Au@CdS核壳结构进行了初步的探索,提出一个可能的生长机理。主要研究成果如下:本文研究了液相室温下长脉冲激光激活Au催化剂催化生成CdSe纳米线。通过脉冲激光加热Au纳米颗粒至高温状态,辐射热量使得溶液中的Cd和Se的前驱体分解出Cd和Se原子,并且俘获它们成为Au3Cd合金,熔点降低达到熔化状态,合金液滴继续吸收Cd和Se原子达到过饱和状态,在脉冲间隙内催化生长出CdSe纳米线。脉冲激光辐照时间,前驱体比例和单脉冲激光能量是纳米线形成的决定性因素。相比于传统的液相催化法,这个技术有以下几个优势:广泛的催化剂种类选择(可以扩展到高熔点贵金属),简便的实验装置(不需要保护气体或真空条件),以及简单的生长位置控制和图案化(通过控制脉冲激光辐照路线)。LAC技术突破了传统催化生长法的瓶颈,我们坚信随着这个技术的不断发展,会进一步推动将纳米线集成入微器件的步伐。本文研究了激光液相合成Au@CdS核壳结构。利用毫秒激光选择性加热分散在溶液中的Au纳米颗粒,使其达到较高的温度,表面活性位点增多,降低界面能,成为热核中心,热量辐射加热周围的溶液,使得活性较高的前驱体化合生成CdS小团簇,逐渐附着到Au表面,形成Au@CdS核壳结构。前驱体的活性是能否制备出该核壳结构的关键因素,毫秒激光作用时间影响CdS壳层的厚度,冰浴环境能够减少副产物的产生。相比于传统的水热法制备金属@半导体核壳结构,激光的选择性加热会使得溶液整体维持在较低的温度,副产物少;相比于离子交换法得到的金属-半导体核壳结构,激光法仅需要一步反应,更能凸显出其装置简洁,绿色环保的特点。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:O643.36;TB383.1

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【参考文献】
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【共引文献】
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