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《宁波大学》 2014年
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微纳米核壳型金属包覆材料的制备方法及应用研究

洪阳  
【摘要】:微纳米金属核-壳型包覆粉体材料具有很多独特的性质,如表面效应、体积效应、量子尺寸效应以及宏观量子效应等,从而使其具有了不同于普通材料的力、热、光、电、磁学和化学反应等方面的特殊性能。银包二氧化硅核-壳型复合微球作为一种新型复合材料,其研究甚为火热。它的制备方法多种多样,但包覆粉体的致密性和均一性还不能很好的保证,从而影响到了这类材料的应用。如何精准控制包覆粉体的厚度和密度等问题也有待进一步的考证和研究,怎样控制条件是包覆效果达到最优同时又使用最少的银等贵金属材料也是现实生产中急需考虑的问题。 本文针对以上提及的各类问题,基于STOBER水解法,改进实验方案,合成了平均粒径为200~300纳米的单分散纯二氧化硅球,然后以硝酸银和氨水为原材料,无水乙醇为溶剂,PVP为保护剂和还原剂,通过可控还原法制备得到了不同形态的银包覆二氧化硅复合微球。对颗粒尺寸、结构和成分的分析显示,所得到的银包覆二氧化硅复合微球的单分散性良好,且均一而稳定,其中核的平均粒径在255纳米左右,壳层中银纳米粒子的粒径约为8纳米。本文对其进一步的深入研究内容如下: 1.分析复合材料的结合机理,探索影响银包二氧化硅复合微球结构和性能的主要因素。我们发现,银源溶液的浓度,反应温度和反应液的酸碱度很大程度上影响着包覆粉体的致密性和均一性。经实验研究证明:当银离子浓度为2.0mmol/L,得到的核-壳结构银包覆二氧化硅复合微球的致密性和均一性达到最佳状态;40℃至50℃这个温度区间被认为是银粒子的主要生长温度区间,最有利于银粒子的生长和核-壳型包覆结构的形成,50℃以上新沉积出来的银纳米粒子数量有限,可视为生长饱和温度区间;过酸和过碱条件都对形成完整的核-壳型包覆结构有不利影响,而在pH=12.12时能得到结构完整且均一稳定的核-壳型微纳米复合微球。 2.对比纯二氧化硅微球和纯银纳米粒子的吸收率,这种银包覆二氧化硅核-壳结构复合微球具有很强的光吸收能力,其平均吸收率达80%以上,并且出现了吸收率高达95%的吸收台阶,而且该复合微球在整个紫外可见光谱范围内显示了很宽的吸收带。这是二氧化硅核和银纳米粒子壳层共同作用的结果。这种复合微球特殊的光吸收特性,预期在非线性光学材料,光学传感器材料以及光催化材料等领域有广阔的潜在应用空间。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB383.1;TB383.3

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【参考文献】
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