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本论文以贵金属金、银、铂纳米材料为研究对象,采取不同方法制备了具有不同形貌结构的贵金属纳米材料和基于贵金属的复合纳米材料,并且研究了所制备的贵金属纳米材料在某些化学分析领域的应用性能。主要的研究内容如下:
1.发展了一种简单的制备金纳米片的方法。室温下直接以多巴胺还原氯金酸得到了单晶金纳米片;产物形貌与反应溶液的酸度值密切相关;纳米片的厚度可以通过在反应溶液中加入稀盐酸进行调节;考察了不同反应时刻产物的形貌结构,提出了纳米片可能的生长机理。
2.利用种子生长法制备了具有海胆状形貌的金微纳米结构(UGS)。银纳米粒子种子作为金纳米晶聚集生长的核心对UGS的形成具有至关重要的作用:提出了UGS的可能生长机理;对葡萄糖的电化学氧化UGS表现出良好的催化活性,用其修饰玻碳电极实现了葡萄糖的选择性检测,检测限为10μM;UGS应用于疏水表面的构筑,其修饰表面的接触角可达163°。
3.以硬脂酸修饰银纳米粒子包被的氧化锌纳米棒阵列,构建了一种超疏水的表面增强拉曼散射(SERS)基底;该基底将超疏水表面的浓缩效应与银包被的氧化锌纳米棒阵列的高增强效果相结合,实现了SERS信号的进一步放大;考察了接触角和液滴的体积对SERS信号的影响;将这种超疏水的基底应用于小分子腺嘌呤和三聚氰胺的检测,其检测限比相应的亲水基底低一个数量级。
4.发展了一种光化学的方法合成石墨烯-铂纳米粒子复合材料,实现了铂纳米粒子在石墨烯表面的高密度附着;该石墨烯-铂复合纳米材料比单纯的铂纳米粒子表现出更大的电化学活性表面积;对过氧化氢的电化学还原,石墨烯-铂修饰电极比单一成分铂或石墨烯修饰的电极表现出更高的催化还原电位和更强的催化电流;将其应用于过氧化氢的电化学检测,其灵敏度明显高于单一成分修饰的电极,检测限达0.5μM。
5.利用原子力显微镜操纵银纳米粒子构筑了微区内的纳米粒子阵列式结构。探讨了实验条件对操纵效果的影响:选择合适的基底、探针和成像模式,调节针尖和粒子的接触面积,采用小距离分步操纵等手段有利于提高操纵的成功率;发展了一种简单的机械刻蚀的方法在云母上刻画了微纳米图案,该图案作为标记满足了原子力显微镜下样品的再次成像及二次加工的定位需求,将定位精度提高到微米级。