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柠檬酸钠还原法制备金纳米粒子的研究

宋香宁  
【摘要】: 本论文旨在深入研究柠檬酸钠还原法合成金纳米粒子的成核、生长的机理基础上,拓展各向异性金纳米粒子的制备方法,通过各向异性粒子的生长和控制情况,可反过来验证我们对柠檬酸钠还原法合成金纳米粒子机理的认识。主要研究内容包括: 通过调节柠檬酸钠(Citra)和氯金酸(HAuCl4)的摩尔比例关系,研究了不同摩尔比例关系对金纳米粒子尺寸和形貌的影响,系统总结了不同条件下水相纳米晶不同的成核和生长过程。结果表明在高摩尔比例条件下可以制备出单分散性非常好的不同尺寸金纳米粒子,并且提出柠檬酸钠作为一种强碱弱酸盐,在反应体系中不仅充当还原剂和稳定剂,而且还有pH值调节剂的作用。 通过研究pH值对球形金纳米粒子制备的影响,发现在低Citra/HAuCl4摩尔比例下,利用NaOH溶液提高反应体系的pH值,也能制得单分散性非常好的不同尺寸的球形金纳米粒子。结合TEM、Uv-vis吸收光谱和DLS散射光谱等多种表征手段监测了pH对于AuCl4-的还原速率和反应动力学的调控作用,进一步证明金纳米粒子的生长存在两种不同的方式,且不同柠檬酸钠浓度对金纳米粒子生长过程影响的本质是其所引起的pH值改变。 在上述研究的基础上,我们以球形金纳米粒子作种子,通过改变反应体系的pH值制备出刺长可控的刺状金纳米粒子,通过对晶面生长的研究,进一步验证了上述机理研究。另外,根据不同刺长的金纳米粒子表现出的特殊光学性质,通过引入离子检测对其表面性质进行了初步探讨。


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