納米銀復(fù)合材料的制備與表征及其相關(guān)性能.pdf

1、目前，納米技術(shù)在納米粒子的制備、對納米粒子的基本物理和化學(xué)性能的理解以及利用非共價鍵相互作用的納米組裝方面正取得重大進展。金屬納米粒子具有與塊狀金屬顯著不同的特殊的電學(xué)、光學(xué)和催化性質(zhì)。特別是金屬復(fù)合粒子，由于它們在表面增強拉曼光譜、催化、光電學(xué)裝置、超敏感化學(xué)及生物傳感器等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景，因此金屬復(fù)合粒子的制備成為當(dāng)前一個非常引人注目的研究領(lǐng)域。 由于納米銀復(fù)合材料不僅具有高導(dǎo)熱性、高導(dǎo)電性，還具有較高的表面活性和催化性

2、能，因此近年來引起了廣泛的關(guān)注。納米銀復(fù)合材料在電學(xué)、催化及生物化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究有較多報道。然而，銀復(fù)合材料的形態(tài)控制是非常重要的，同時也是該材料領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性的課題之一。 本論文以銀為基本原料，分別與不同的材料如烯烴聚合物、天然高分子淀粉以及天然凹凸棒土進行復(fù)合，制備了一系列的銀復(fù)合材料。并且研究了銀復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。 (1)提出了制備Ag/PMMA核/殼復(fù)合納米粒子的新方法。該方法的特點在于：(a)一步化

3、學(xué)還原法原位制備復(fù)合納米粒子；(b)納米復(fù)合粒子的制備過程中，單體的聚合不需要外加傳統(tǒng)的引發(fā)劑。與目前報道的相關(guān)制備方法相比，本文報道的方法更簡單和更有效，它為金屬/聚合物核/殼復(fù)合材料的制備提供了一種新思路。ESR研究結(jié)果表明，MMA單體聚合遵循自由基聚合機理。銀納米粒子起到穩(wěn)定自由基、并延長其壽命的作用。TEM和AFM觀察可知，Ag/PMMA復(fù)合乳膠粒具有明顯的核/殼形態(tài)。DLS粒徑測量表明，粒子的尺寸與硝酸銀濃度、乳化劑類型及硝酸

4、銀與乙硫醇的摩爾比等因素有關(guān)。進一步用相同的方法制備出粒徑分布更均勻的Ag/PS核殼復(fù)合納米粒子。 (2)采用化學(xué)改性的天然高分子淀粉微粒作為核材料，通過原位化學(xué)還原法制備出淀粉/銀核/殼復(fù)合微粒。FTIR和XPS分析了復(fù)合材料的化學(xué)組成。XRD和POM分析了復(fù)合材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。并用SEM和TEM觀察了復(fù)合材料的形態(tài)。 (3)建立了一種制備銀中空球的新方法。它包括以下三個步驟：(a)淀粉的巰基改性；(b)銀納米粒子在淀粉

5、核表面的沉積；(c)α—淀粉酶分解淀粉核，以獲得銀中空球。據(jù)我們所知，用生物分解法制備銀中空球尚未見報道。TEM和AFM觀察可知，淀粉/銀復(fù)合粒子具有核殼結(jié)構(gòu)，復(fù)合粒子的尺寸在50—160nm之間，殼厚為10nm。淀粉/銀復(fù)合粒子經(jīng)α—淀粉酶處理后，TEM觀察到了完整的中空銀球。 (4)天然凹凸棒土是一種針狀的水合鎂硅酸鹽礦石。利用凹土作剛性的支撐體，制備了銀/凹土納米復(fù)合材料。首先用3—巰丙基三甲氧基硅烷或巰基乙酸對凹土進行改