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摘要：在纳米材料探讨领域,金纳米材料的制备和性能是最受关注,也是探讨得最为深入的课题之一。这主要是由于金纳米材料不仅具有普通纳米材料的一般性质,还具备自己独特的光学、电学性质以及良好的生物相容性。这些性质与运用都与金纳米材料的尺寸和形貌有着密切联系。在过去的十几年中,在金纳米晶体形貌与尺寸可控合成的探讨方面取得了相当大的进展。在已进展的众多的制备策略中,以胶体策略制备金纳米晶体逐步受到人们的重视,而其中绝大部分涉及到了表面活性剂的利用。表面活性剂可作为包覆剂以精确制约金纳米晶体的成核及生长,也可与金粒子之间相互结合或形成配合物。带有不同头基、疏水长链、反离子及分子构型的多种表面活性剂都运用于金纳米晶体的可控合成。但同时,在这方面,仍有相当多的不足探讨得不够深入,有待进一步解决。本论文以胶体化学的角度出发,探讨表面活性剂参与调控的金纳米材料的生长与组装,主要内容分为三个部分：1、聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂辅助制备金纳米颗粒。主要包括两个方面：硅表面活性剂诱导金纳米颗粒一维组装并用于表面增强拉曼光谱及非离子生物表面活性剂制备金纳米材料及其催化性能的探讨。(1)将一种硅表面活性剂用于合成金纳米颗粒并诱导其自发组装成一维结构。探讨发现,可以通过调节硅表面活性剂的浓度来转变金纳米链的长度且硅表面活性剂与金纳米颗粒之间的多重作用使得其在纳米颗粒表面非对称性分布并使金纳米颗粒组装成一维结构。借助经典的Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO)论述解释了包覆机理与颗粒稳定性之间的联系。金纳米链作为表面增强拉曼光谱的基底被用于罗丹明6G的微量检测,获得了较强的信号。(2)利用典型的非离子生物表面活性剂植物甾醇(BPS-30),通过较为简单环保的反应步骤制备了单分散的金纳米颗粒。BPS-30包覆的金纳米颗粒溶液保存几个月后依然稳定有着,并且在较高浓度的电解质溶液中,仍能够体现出良好的稳定性。紫外-可见光谱定性地证明了所制备的金纳米颗粒具有较高的产率。最后,利用所得到的金纳米颗粒作为催化剂,发现可催化水溶液中4-硝基苯胺的还原反应。2、咪唑类表面活性离子液体气/液界面辅助制备金纳米结构。主要包括以下两个方面：利用长链离子液Langmuir单层膜一步法制备及组装金纳米链状结构并运用于表面增强拉曼光谱;利用Langmuir单层膜两步法制备多种金纳米结构。主要包括：(1)借助于长链离子液1-十六烷基-3-溴化铵(C16mimBr)所形成的Langmuir单层膜,在气/液界面上通过紫外光照还原一步制备并还原了链状的金纳米结构。探讨表明,链状结构是由粒径15nm左右的金纳米颗粒组装而成。且链状结构主要受到反应时间的调控。C16mimBr所特有的π-π相互作用及空间位阻效应对于形貌的制约起到了重要作用。(2)通过两步法生长制备了带状、楔形、球形金纳米结构。利用β-环糊精的还原和包覆作用,首先在水溶液中制得了多种预金纳米结构。借助1-十六烷基-3-咪唑溴在气/液界面上所形成的Langmuir(?)单层膜,多种预金纳米结构在界面上继续生长,最终得到了带状、楔形及球形金纳米结构。基于β-环糊精与预金纳米结构之间的相互作用,我们提出了可能的形成机理。3、在气/液界面上,N-十六烷基-N,N-二苄基氯化铵(BHDC)包覆的金纳米颗粒在低温条件下自组装形成了环状结构,而在高温条件下则形成蜂窝状结构。我们认为BHDC分了间有着π-π堆积作用有利于包覆剂分子在金纳米粒子表面的有序排列,进而形成了类似的核/壳杂合纳米材料,而在蒸发历程中有着的“Marangoni-Benard"对流效应进一步推动了不同图案化结构的形成。通过利用其他四种表面活性剂进一步在分子水平上证明了所提出机理的正确性。关键词：金纳米材料论文表面活性剂论文组装论文表面增强拉曼散射论文催化活性论文
目录4-8
CONTENTS8-12
摘要12-14
ABSTRACT14-17
第一章 绪论17-49
1.1 金纳米材料17-19
1.2 合成金纳米材料的一般策略19-24
1.2.1 定向吸附合成19-21
1.2.2 制约生长动力学21-24
1.3 表面活性剂系统用于金纳米材料的合成24-33
1.3.1 单一表面活性剂系统25-28
1.3.1.1 阳离子表面活性剂系统25-27
1.3.1.2 其他类型表面活性剂系统27-28
1.3.2 表面活性剂混合系统28-33
1.3.2.1 阳离子与阴离子混合表面活性剂系统28-30
1.3.2.2 其他类型表面活性剂混合系统30-32
1.3.2.3 表面活性剂与其他包覆剂混合系统32-33
1.4 金纳米材料的典型运用33-36
1.5 本论文探讨目的与设想36