鋁納米材料的制備及其光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、近年來(lái)，金屬納米材料作為一種新型的等離子體材料，受到人們的關(guān)注。其在催化、太陽(yáng)能電池、光學(xué)傳感、生物標(biāo)記、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在光的激勵(lì)下，金屬納米材料外層電子與光子相互作用產(chǎn)生局域表面等離子體共振現(xiàn)象，其性質(zhì)可根據(jù)材料的種類(lèi)、尺寸、形貌和周?chē)橘|(zhì)等因素調(diào)節(jié)。常見(jiàn)的金屬等離子體納米材料含有豐富的價(jià)層電子，和充沛的未占據(jù)電子軌道，通常為貴金屬納米材料，如:金、銀等。
　　最近，鋁也被發(fā)現(xiàn)具有獨(dú)特的等離子體性質(zhì)，并且可以

2、從深紫外區(qū)覆蓋至近紅外區(qū)域。鋁納米材料還在火箭推進(jìn)劑、火炸藥、太陽(yáng)能電池鋁背等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。通過(guò)物理方法制備的納米鋁膜，能夠?qū)崿F(xiàn)超高靈敏度的深紫外響應(yīng)拉曼檢測(cè)，如對(duì)生物小分子和TNT的檢測(cè)中可低至阿摩爾(10-21mol·L-1)級(jí)別。此外，相比于金、銀等貴金屬，鋁在地殼中儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，在等離子體金屬應(yīng)用中具有巨大潛力。
　　對(duì)于金屬等離子體納米材料，其光響應(yīng)對(duì)材料的尺寸形貌具有強(qiáng)烈的依賴性，因此形貌的可控合成至關(guān)重要。

3、本論文在充分理解貴金屬等離子納米材料制備的基礎(chǔ)上，通過(guò)有效的形貌尺寸控制手段，提出了合適的鋁納米材料可控合成方法，并對(duì)制備得到的一系列材料進(jìn)行光學(xué)性能測(cè)試分析。論文的主要研究工作及結(jié)果如下:
　　第一方面:提出了通過(guò)有機(jī)胺對(duì)鋁納米材料合成進(jìn)行控制的實(shí)驗(yàn)思路。通過(guò)簡(jiǎn)單一步液相合成方法調(diào)控(1)不同的反應(yīng)溶劑;(2)不同的反應(yīng)溫度;(3)不同的有機(jī)胺。制備得到一系列不同粒徑的鋁納米顆粒，其粒徑范圍在20-1000nm可調(diào)，對(duì)應(yīng)的表面等

4、離子體共振峰在250-285nm可調(diào)。其中溶劑以均三甲苯、甲苯為最優(yōu)，在溫度為110℃以上均能得到鋁納米顆粒。此外有機(jī)胺中氮原子與鋁原子強(qiáng)烈作用，通過(guò)提高有機(jī)胺的電負(fù)性和濃度，均能降低鋁納米顆粒的粒徑。
　　第二方面:在成功合成鋁納米顆粒的基礎(chǔ)上，通過(guò)有效的動(dòng)力學(xué)調(diào)控，降低反應(yīng)物濃度，并引入氧氣對(duì)(Ⅲ)晶面進(jìn)行選擇性吸附，有效控制制備了一系列鋁納米片結(jié)構(gòu)。并且發(fā)現(xiàn)氧氣濃度在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)鋁納米片厚度的調(diào)控，制備了不同厚度的鋁納