关键词： 热蒸发   AAO模板   罗丹明6G   银纳米颗粒   表面增强拉曼散射  

摘要： 用热蒸发的方法,在孔径约为200nm的多孔阳极氧化铝(AAO)模板上室温沉积厚度为300nm的银薄膜样品,研究真空退火对AAO模板上Ag纳米颗粒膜表面增强拉曼散射(SERS)的影响.结果表明,制备的样品为多晶结构,真空退火后的银薄膜同制备态相比,(111)取向的银衍射峰强度随退火温度升高而逐渐增强;制备态的银纳米颗粒有很好的SERS特性,退火后银纳米颗粒膜对罗丹明6G(R6G)分子的SERS信号强度随退火温度的升高而逐渐减弱.

关键词： Ag-Cu alloy nanoparticles   chemical reduction method   characterization  

摘要： Ag-Cu alloy nanoparticles were synthesized by simple low temperature chemical reduction method using metal salts（acetate/sulphates） in aqueous solution with sodium borohydride as reducing *** chemical reduction was carried out in the presence of nitrogen gas in order to prevent the oxidation of copper during the reaction *** alloy nanoparticles were characterized by XRD,UV-Vis,particle size analysis,EDS,TG-DTA and SEM *** the XRD analysis,the crystallite sizes of the prepared samples were calculated using Scherrer formula and the values were found to be in the range of 15 ***-Vis studies conform the formation of alloy *** analysis shows the presence of silver and copper in the *** SEM observation reveals that the samples consist of grains with average grain size up to 40 nm,and the particle size dependant melting point was studied by TG-DTA.

关键词： 植物还原法   纳米颗粒   催化剂   苯甲醛   丙酮醛  

摘要： 双金属纳米颗粒在催化方面的应用是近年来催化领域的热点之一。由于双金属原子间的协同作用，双金属纳米催化剂往往表现出比单金属催化剂更为优异的催化性能。植物还原法制备纳米颗粒是一种新兴的纳米材料的绿色合成方法。本研究将复合结构双金属纳米颗粒的植物还原制备技术与催化剂制备技术结合起来，以侧柏叶提取液为植物质代表，合成了Au-Ag合金及多种结构和形貌的Au-Pd双金属纳米颗粒，获得了其粒径、组成调控规律，探明了双金属纳米颗粒形成过程的重要条件，并将Au-Ag合金及部分结构的Au-Pd双金属纳米颗粒分别应用于1，2-丙二醇气相氧化和苯甲醇液相氧化反应，研究其结构和表面性质与催化反应性能之间的关系。\n 首先，以侧柏叶提取液还原HAuCl4/AgNO3混合液，一步法得到了Au-Ag纳米颗粒，紫外可见吸收(UV-vis)光谱、X射线衍射(XRD)、能谱(EDX)面扫和单颗粒的线扫等表征结果确定了其合金结构，且组成接近于HAuCl4/AgNO3摩尔比。进而通过合成条件的优化并结合表征结果研究Au-Ag合金纳米颗粒的粒径调控规律，结果表明改变合成过程中反应温度、HAuCl4/AgNO3摩尔比、pH以及侧柏叶提取液的浓度，可得不同粒径的Au-Ag合金纳米颗粒，其中侧柏叶提取液的浓度对Au-Ag合金纳米颗粒的粒径影响最为显著。进而分别从还原速率、竞争反应和原子扩散运动三个方面分析了Au-Ag合金纳米颗粒形成的有利条件:(i)体系中AuCl4-和Ag+的还原速率相当;(ii)侧柏叶提取液对Ag+的还原反应在众多反应中是优势反应;(iii) Au原子和Ag原子在形成原子团簇的过程中的剧烈扩散运动。红外光谱(FTIR)表明在Au-Ag合金纳米颗粒形成的过程中，(NH) C=O吸附在Au、Ag原子的表面，利于原子间电子的传递，促进Au-Ag原子团簇的形成。\n 其次，合成了四种Au-Pd双金属纳米材料，并借助于XRD、EDX、透射电镜(TEM)等确定各自结构。结果表明常温下在HAuCl4/Na2PdCl4混合液中先后加入Vc和侧柏叶提取液反应30 min而得到的花状纳米颗粒具有合金结构，且该花状合金产物在表面拉曼增强上有很好的应用，其对10-8 mol·L-1 R6G的拉曼信号相较于球形Au-Pd合金纳米颗粒得到很大的增强;Vc与HAuCl4溶液在常温下反应5 min后，向该溶液中依次加入Na2PdCl4溶液和侧柏叶提取液继续反应25 min制得的花状纳米颗粒具有核壳结构;通过两步法——即先利用侧柏叶提取液制备出Au核，再加入Na2PdCl4溶液反应6h制得的立方型Au-Pd双金属纳米颗粒具有核壳结构;90℃下利用CTAC溶液直接还原HAuCl4/Na2PdCl4混合液可以得到多面体型Au@Pd核壳型纳米颗粒。通过调节Na2PdCl4溶液或HAuCl4溶液的滴加速率来控制PdCl42-或AuCl4-被还原的反应动力学速率，结果表明当Na2PdCl4溶液的滴加速率很小时，Pd只在Au纳米颗粒的一个或相邻的几个面上成核生长;随着滴加速率的增大，发生异相成核的面增多;滴加速率足够大时Pd就完全包覆在Au纳米颗粒的表面。改变HAuCl4溶液的滴加速率，可得Au在Pd纳米颗粒表面类似的生长规律。\n 最后，分别制备了花状Au-Pd/MgO、Au@Pd/TiO2和Au-Ag/MgO负载型催化剂。花状Au-Pd/MgO催化剂和Au@Pd/TiO2催化剂用于以O2为氧化剂的苯甲醇液相氧化制苯甲醛反应中，制备条件和反应条件的优化结果表明: Au/Pd摩尔比例为1∶1的花状Au-Pd合金纳米催化剂在90℃下反应6h可达到最高的苯甲醇转化率(72.4％)、苯甲醛的选择性(95.1％)和苯甲醛的收率(68.85％);催化性能同比条件下优于单金属Au催化剂、Pd催化剂和球形Au-Pd合金催化剂;催化剂重复利用六次后，催化剂活性未明显降低。Au@Pd/TiO2催化剂用于以O2为氧化剂的苯甲醇液相氧化制苯甲醛反应中，结果表明催化剂制备方法采用溶胶负载法(SI)法、在反应时间为6h、Au/Pd摩尔比为1∶3的条件下，催化剂的性能较优，即苯甲醇转化率为65.6％、苯甲醛的选择性为97.2％和苯甲醛的收率达到63.8％。Au-Ag/ZrO2催化剂用于基于空气为氧化剂的1，2-丙二醇气相氧化制丙酮醛反应中，制备条件和反应条件的优化结果表明:Au-Ag合金的理论负载量为2 wt％、催化剂的用量为100 mg、Au/Ag摩尔比为1∶4、反应温度为350℃、空速为5.2 h-1条件下具备了较好的催化性能，此时1，2-丙二醇转化率为92.39％、丙酮醛的选择性为65.48％、丙酮醛的收率为60.49％。

关键词： 氧化石墨烯   聚苯乙烯   Ag纳米颗粒   纳米复合材料   导电性能   制备工艺  

摘要： 石墨烯是一种碳原子以sp2键紧密相连的单片层二维蜂巢状晶体。其优异的电、热、力学性能和高比表面积等特性备受研究者关注。研宄表明:石墨烯高的电导率可以作为聚合物的优质填料而形成独特的无机-有机杂化结构，其高的比表面积还可以作为载体负载无机纳米颗粒。本论文研宄了石墨烯/聚合物和石墨烯/金属纳米颗粒复合材料的制备及其性能。主要内容如下:\n (1)本章以天然鳞片石墨为原料，选用Hummers法制备了氧化石墨，并通过超声剥离得到单分散的氧化石墨烯(GO)。对所得样品通过X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、激光拉曼光谱仪(Raman)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)进行结构和形貌表征。结果表明GO上引入了丰富的含氧官能团，且其厚度均一，被良好的剥离。另外，热失重测试结果表明GO样品热稳定性差，容易分解。\n (2)以GO作为前驱体，在合成PS/GO复合材料的基础上，采用第一步的水合肼还原剂进行化学还原，之后对复合材料进行第二步200℃维持12h的热还原，制备得到PS/石墨烯复合材料，最后采用热压技术制备得PS/石墨烯复合膜。所得产物通过XRD、FTIR、XPS、Raman、TGA、SEM、TEM进行了结构和形貌表征，并在室温下通过四探针电阻仪对PS/石墨烯复合膜的导电性进行测试。实验结果表明经过两步原位还原后，GO得到了有效还原，且石墨烯片良好地分散在PS基体中，形成连续的网络结构。制备的PS/石墨烯复合膜的电导率高达22.68 S/m，有望在电子器件方面得到良好应用。\n (3)以GO和硝酸银溶液分别作为石墨烯和银纳米颗粒的前驱体，抗坏血酸作为硝酸银和GO的共同还原剂，柠檬酸钠既充当稳定剂又充当GO的还原剂，采用分步原位还原复合法制备了银/石墨烯纳米复合材料。所得样品的结构和形貌通过XRD、X-射线能谱仪(EDS)、TEM、高倍透射电子显微镜（HRTEM）手段进行表征。结果显示，硝酸银和GO都能被有效地还原得Ag纳米粒子和石墨烯，石墨烯成功负载了Ag纳米颗粒，且银纳米粒子在石墨烯片上的分散状况良好。Raman结果还表明该复合材料具有很强的表面增强拉曼光谱效应。

关键词： 微反应器   生物合成   贵金属纳米材料   CFD模拟  

摘要： 贵金属纳米材料在诸多领域具有广阔的应用前景，然而已有贵金属纳米材料的合成过程大都以间歇操作方式在釜式反应器中进行。日前实验室中利用化学法间歇制备贵金属纳米颗粒的技术已趋成熟，但随着反应釜体积的增大，体系的传热和传质问题凸显。连续流动反应器操作模式则可使制备过程在相对稳定的状态下进行，产品质量稳定，过程重复性好。因此，贵金属纳米颗粒连续制备技术（特别是在微反应器中）的研究，已引起研究者的关注和重视。但是，已有的研究侧重于过程条件对宏观结果的影响，对于反应器中传质、传热和界面等对纳米颗粒形成过程的影响及调控规律还缺乏充分的认识，特别是微尺度反应器内界面效应的作用效果及机理还没有被研究。随着人们对环境的日益关注，材料的绿色制备技术也越来越受到研究者们的重视。本研究将具备绿色特征的植物生物质还原制备贵金属纳米颗粒的技术，引入到连续操作的微通道反应器和釜式反应器中，考察反应器结构参数及反应条件对贵金属纳米颗粒的形成及粒径分布的影响，并结合计算流体力学(CFD)模拟技术探索其影响机理。主要内容如下:\n 首先，开发适合植物生物质还原制备贵金属纳米颗粒的连续操作的微通道反应器，将其应用到侧柏叶水提液为还原剂的银纳米颗粒(AgNPs)的生物法制备工艺中，利用CFD软件模拟冷态条件下反应器内速度场、浓度场、温度场的分布情况，探索微反应器中传质、传热和界面等对纳米颗粒形成过程的影响及调控规律，结果表明微反应器具有独特的流动特性并且具有优异的混合性能。继而考察了反应器结构参数和反应工艺条件等对产物AgNPs的形貌、粒径大小以及分布的影响，结果表明:界面效应的存在会增加产物AgNPs的平均粒径，同时使得其粒度分布变宽;AgNPs的平均粒径随着反应液流速的提高先增大后减小;在较低浓度的侧柏叶水提液条件下，更容易制备得到平均粒径较小以及粒径分布较窄的AgNPs;“T”型混合器相比于“Y”型混合器具有更好的混合效率;材质表面粗糙的微反应器中更易制备得到平均粒径较大以及粒径分布较宽的AgNPs;减小微反应器内径可制备得到平均粒径较大的AgNPs，然而产物粒径分布的变化还要取决于反应器内径减小的程度。\n 其次，针对连续搅拌釜式反应器操作稳定，易放大的特点，设计开发了适合植物生物质还原制备贵金属纳米颗粒的连续搅拌釜式反应器，将其引入到侧柏叶水提液还原制备AgNPs的过程中，利用实验及CFD模拟技术考察了反应器内物料的停留时间分布并且利用CFD模拟了不同转速下反应器内流场分布情况，结果表明:当搅拌转速较低时，物料的停留时间分布(RTD)较理想的全混流反应器偏离较远;当搅拌转速为360rpm时，其RTD几乎接近理想的全混流反应器。继而考察了连续搅拌釜式反应器内反应温度、生物质浓度、进料体积流率以及搅拌器转速等操作条件对产物纳米颗粒的形貌、粒径大小以及分布的影响，结果表明:对于单级的连续搅拌釜式反应器，低反应液流速，高侧柏叶水提液浓度和高温虽然有利于纳米颗粒的生长，但是不利于获得粒径分布较窄的纳米颗粒;当搅拌转速不充分时，合成的AgNPs易出现团聚现象，粒径分布很宽。\n 第三，建立了模拟微反应器中植物生物质还原制备贵金属纳米颗粒的颗粒粒群衡算与计算流体力学耦合模型(PBM-CFD)，并引入了适合描述植物生物质还原制备AgNPs的反应动力学模型，模拟微反应器中AgNPs的形成并预测其粒径分布。利用矩积分法对所构建的耦合模型进行迭代计算求解，引入索特平均粒径（d32）等理论计算产物的粒径分布。通过实验手段验证所构建模型的可行性与可信度，结果表明该模型能够较好地描述微通道中AgNPs的形成过程及粒径分布情况，该模型具有将反应动力学与流体力学对产物粒径分布影响分开考虑的特点，不仅验证了之前的实验结果，并且得到了部分由于实验条件的限制难以通过实验确定的参数对颗粒形成及粒径分布的影响规律。\n 最后，设计开发了适合植物生物质还原制备Au-Ag合金纳米颗粒的连续操作的微反应器，利用CFD模拟技术分析了四通混合器内的流场分布及混合情况，证实了该四通反应器具有极高的混合效率。在该微反应器中使用侧柏叶水提液一步法同时还原HAuCl4和AgNO3前驱体混合物，连续制备得到了Au-Ag双金属纳米颗粒，STEM-EDX元素分析等表征技术证实了其合金结构。继而考察了反应液流速，反应温度，侧柏叶水提液浓度，反应液pH值等合成条件的影响，结果表明:低的反应液流速，较高的反应温度、侧柏叶水提液浓度以及NaOH浓度更有利于Au-Ag合金纳米颗粒的形成。反应液流速、反应温度、侧柏叶水提液浓度和NaOH浓度的变化还会影响合金产物的粒径及组成。

关键词： Ag2S:Eu3++   稀磁半导体   纳米颗粒   光学性质   磁性   高压  

摘要： 本文采用本实验小组自行设计搭建的气——液表面反应的实验装置，成功合成了Ag2S:Eu3+稀磁半导体纳米颗粒；并对此材料进行了高压同步辐射的研究。 1、应用本实验小组自行设计搭建的新方法成功制备出了Ag2S:Eu3+稀磁半导体纳米颗粒，并应用XRD、EDS、XPS、VSM及UV对其结构、组成成分、组成价态及性质进行了表征分析。 2、应用第一性原理对单斜相结构的Ag2S:Eu3+稀磁半导体纳米颗粒的铁磁性来源给予了合理的理论解释。 3、应用高压同步辐射对Ag2S:Eu3+纳米颗粒进行了高压下的结构相变研究讨论。

关键词： 离子注入   Ag纳米颗粒   重离子辐照   表面等离子共振  

摘要： 离子束注入绝缘体材料是合成纳米复合材料的重要手段，它在光电子器件、生物传感器、光开关等方面有重要的应用前景。本论文围绕Ag离子注入SiO2中Ag纳米颗粒的合成及后续重离子辐照改性开展了相应的研究。其主要研究内容和结果如下： (1)采用能量为45keV、剂量为5×1016ions/cm2的Ag离子注入到SiO2基底中合成Ag纳米颗粒，研究了Ag纳米颗粒的光学和结构性质。Ag离子注入到SiO2后样品在400nm处出现表面等离子共振峰。横断面透射电子显微镜(XTEM)观测结果显示，注入在SiO2浅表层产生了(111)和(200)结构的Ag纳米颗粒，并且大尺寸的纳米颗粒主要分布在靠近基底材料表面的区域，而小尺寸的纳米颗粒则分布在Ag离子的射程末端。高分辨透射电镜(HRTEM)观测结果显示，所合成的Ag纳米颗粒大部分呈现球形，且晶格排列规则整齐。 (2)采用Ar和Xe在相同的能量(500keV)和相同的剂量(1×1016ions/cm2)下对合成的Ag纳米颗粒进行了后续辐照，对比研究了辐照引起的Ag纳米颗粒的结构和光学性质的变化。结果表明，经Xe离子辐照后，Ag纳米颗粒的SPR峰吸收显著增强，半高宽变窄，并且在530nm出现吸收伴峰。XTEM观测分析显示，Xe离子辐照射程末端的小纳米颗粒消失，大尺寸的纳米颗粒数量显著增多，且纳米颗粒的尺寸分布均匀性有所改善。另外，HRTEM结果显示Xe离子辐照造成了纳米颗粒内部产生了各种缺陷。研究还发现在相同辐照条件下，Xe离子辐照比Ar离子辐照对纳米颗粒尺寸分布和SPR吸收峰调制效果更好。 (3)对比研究了不同剂量相同能量2×1016的Xe离子辐照对Ag纳米颗粒结构和光学性质的影响。结果发现，增加Xe离子的辐照剂量会显著地增强Ag纳米颗粒长波长处伴峰吸收的强度。较高剂量的Xe离子辐照后，400nm SPR峰吸收减弱，530nm吸收峰反而增强。XTEM及HRTEM观测显示，辐照剂量增加会导致具有多种结构的Ag纳米颗粒形成，如星形，八面体等。针对实验研究结果，我们提出Xe离子辐照下SPR吸收峰长波长处伴峰的出现应该与辐照引起的纳米颗粒结构损伤密切相关。同时论文还对Xe离子辐照Ag纳米颗粒结构改性的微观机理进行讨论。 本论文研究成果将为重离子辐照金属纳米颗粒进行尺寸和光学性质的调制提供实验和理论依据。

关键词： 铁电薄膜   光阴极   Ag纳米颗粒   光电化学特性  

摘要： 利用半导体光电极、太阳能和水/电解液构成的光电化学电池来制氢及发电是一种清洁、环境友好的绿色能源产生方法。半导体与基底电极是欧姆接触的基础上，光电化学电池普遍利用的是电极与电解液接触形成的结上的内建电场(En)来分离光生电子空穴对，而主要利用光电极中半导体/电极接触实现能量收集和转换的研究比较少。光电化学电池的核心是半导体光电极，由于在光反应体系中要求光电极长时间稳定，因而稳定性好的金属氧化物成为必然的选择。大部分无机铁电材料是Ti基金属氧化物，如传统的Pb(Zr,Ti)O(PZT)铁电材料，它们结构稳定、易掺杂调控改性、具有自发极化和很高的介电常数。由于是光生电子到达界面，阴极电流从某种程度上可以保护电极氧化，因此光阴极比光阳极更稳定。若能带结构合适，光阴极与电解液界面处在光生电子作用下可直接生成氢气，而光阳极的光生电子输运到对电极才生成氢气，因此生成氢气的效率应更高。据此，对光阴极的研究值得关注。贵金属纳米颗粒吸附在半导体表面所构成的复合体系因具有特殊的接触界面结构和电子迁移特性而一直受到人们的关注。本文中，我们主要研究了铁电薄膜PZT以及金属/PZT复合薄膜光电极的光电化学特性。 我们利用溶胶-凝胶法在ITO石英玻璃上制备了不同厚度的PZT薄膜。通过实验发现PZT/ITO光电极具有光阴极特性，光电化学反应中是PZT/ITO界面肖特基势垒对电荷分离起主要作用，而不是传统的电极/电解液接触形成的内建电场，我们提出了相应的模型。研究了PZT薄膜的厚度对其光电化学性质的影响，发现厚度为400nm的PZT薄膜具有最佳的光电流响应，因为该厚度与PZT薄膜耗尽层的理论厚度(390nm)相接近。实验中还发现从样品的背面(石英/ITO)光照测得的光电流要比从正面(薄膜/电解液)光照的光电流大，因为PZT/ITO界面肖特基势垒对电荷分离起主要作用。 我们采用中断脉冲电沉积法在PZT表面沉积Ag纳米颗粒。研究了沉积周期数对样品光电化学性质的影响，发现沉积周期为6次的Ag颗粒具有最合适的大小和密度，使Ag/PZT具有最佳的光电化学响应，100mW/cmXe灯照射下的短路光电流为110μA/cm，开路电压为0.76V。比较了使用中断脉冲沉积和连续脉冲沉积Ag颗粒的Ag/PZT样品的光电流，发现中断脉冲沉积方法能更好的提高光电流响应。研究发现Ag纳米颗粒可以增强可见光吸收，并能形成有利于光电化学反应的能级排列。可以通过铁电薄膜的极化反转特性来调控PZT/ITO光阴极的光电流和开路电压。我们在光电化学反应中清楚地观察到H和O的生成。

关键词： Ag纳米颗粒   Ag@SiO2核壳纳米粒子   荧光增强   基质   稀土离子   稀土发光材料  

摘要： 在合适的外场激发下,贵金属(金、银等)纳米粒子产生的表面等离激元,并使位于其周围的发光分子或者离子的光谱强度明显的被增强,该现象被称之为表面增强荧光效应。由于该效应具有广泛的应用前景,可望有效提高荧光探测、生物跟踪、荧光成像等技术的探测灵敏度,扩展荧光应用的领域和范围,因此引起了国内外众多学者的关注。但关于这一效应的研究目前主要集中在有机荧光分子的荧光增强及其应用,而关于稀土掺杂荧光物质的荧光发射增强效应研究尚无系统深入的研究报道,该类增强体系的设计和合成亟待深入细致的研究探索。 已有研究结果表明,对于表面增强荧光现象,只有当发光中心与增强衬底表面具有合适的距离时才能观测到明显的荧光增强现象。距离太远或者太近,均达不到最佳增强效果,而且若二者之间距离太近反而会出现荧光减弱甚至淬灭的现象。在这一效应中,贵金属纳米粒子的大小对增强效果也起着关键作用,在其它条件相同的情况下,只有大小合适的纳米粒子才能实现最佳增强效果。由于发光的稀土离子被掺杂在一定的基质之中,因此,制备由金属纳米颗粒／稀土掺杂荧光物质构成的核壳结构、探讨该体系的增强效应,对于研究稀土掺杂纳米体系的表面增强荧光效应、发展稀土发光材料的应用具有重要意义。 本论文主要分以下四个部分来研究： 第一部分主要研究不同方法制备出的Ag NPs在形貌、分散性、大小以及其它一些性质方面的差别,以及不同方法制备Ag NPs的性能比较。通过多次实验研究发现用硼氢化钠在冰水混合物环境下还原硝酸银的方法制备出的Ag NPs无法成功包裹SiO2壳层。用柠檬酸三钠在高温条件下还原硝酸银的方法制备出银胶分散性差,大小及形貌均不容易控制。且在Ag NPs外面包裹一层Si02制成Ag@SiO2核壳纳米粒子时,虽容易实现包裹Si02以调节金属纳米粒子表面到发光分子之间的距离,但包裹的厚度不易控制,特别是无法实现小于5nm的包裹厚度。用乙二醇在高温条件下还原硝酸银的方法制备的Ag NPs,相对来说容易控制其形貌、分散性、大小等,不但容易包裹Si02,且包裹厚度在2-40纳米之间都比较容易控制。 第二部分则详细研究了通过改变浓度,从而改变Ag或者Ag@SiO2纳米粒子之间的距离,当距离发生变化时对不同浓度的AO、RhB、Rh6G的水溶液的荧光增强效应。通过实验发现,各浓度的Ag NPs以及Ag@SiO2纳米粒子对不同浓度的AO无荧光增强现象,对RhB有一定的增强效果,对Rh6G有明显的增强效果。 第三部分主要研究了在Ag@SiO2纳米粒子周围再包裹一层Y203作为基质,在基质中掺有稀土Eu3+,研究Ag NPs对Eu3+发光的影响。 第四部分主要是对Ag以及Ag@SiO2纳米粒子的物理性质进行计算模拟,探讨其周围的电磁场及其对光谱的吸收峰随纳米粒子的大小的变化以及Si02的厚度的变化而出现的变化规律。并计算了在纳米二聚体的对称性被破坏的情况下,由于亮模式与暗模式之间相互干涉出现的法诺共振效应。该部分工作的主要目的是为贵金属纳米粒子对发光的分子或者离子能够产生荧光增强效应提供理论依据。

关键词： Au-Ag合金   纳米颗粒   醇有氧氧化   动力学   催化  

摘要： 本文的主要内容包括Au–Ag合金纳米颗粒的制备与表征、氧气选择性氧化苯甲醇的动力学研究以及Au–Ag合金纳米颗粒在醇类的低温选择性氧化反应中的催化应用三个方面。 1. Au–Ag合金纳米颗粒的制备与表征 本论文以三嵌段聚合物P123(EO20PO70EO20)为保护剂，在水溶液中通过NaBH4同时还原HAuCl4和AgNO3合成了一系列不同Ag含量的Au–Ag合金纳米颗粒。制备的合金纳米颗粒热稳定性良好，且平均粒径范围在3～4nm，采用紫外-可见吸收光谱（UV-vis）、透射电子显微镜（TEM）、X-ray粉末衍射仪和X-ray光电子能谱仪（XPS）对合金纳米粒子进行了详细的表征。 2.苯甲醇催化氧化的动力学研究 在pH=7的Au–Ag合金纳米溶胶作用下，O2选择性氧化苯甲醇的反应动力学。结果表明，Ag不但促进了苯甲醇的氧化速率提高，也使其表观反应活化能Ea增加，表观反应级数则降低，意味着在Au-Ag合金纳米颗粒催化剂表面存在催化机理不同的两种活性中心。在纯Au原子活性中心作用下苯甲醇氧化的表观反应级数为1.5，而在与Ag相邻的Au活性中心作用下表观反应级数则为0.5，Au–Ag合金纳米颗粒通过这两种活性位的综合作用催化苯甲醇的氧化反应。 3. Au-Ag合金纳米颗粒在醇类的低温选择性氧化反应中的应用 在Na2CO3存在的条件下，Au–Ag合金纳米颗粒催化剂对不同种类的醇都有较好的催化活性和选择性。通过研究反应条件对苯甲醇选择性氧化反应的影响，发现提高反应温度和初始醇的浓度有利于提高醇的氧化速率和对苯甲醛选择性的提高。