贵金属纳米结够的表面等离子体共振课件.ppt

贵金属纳米结构的局域表面等离子体共振及其应用,陈晓娟,局域表面等离子体共振介绍,金属纳米结构的可控合成,单个贵金属纳米结构光学性质的检测,局域表面等离子体共振的应用,结论,局域表面等离子体共振介绍,金属纳米结构的可控合成,单个贵金属纳米结构光学性质的检测,局域表面等离子体共振的应用,结论,多彩的贵金属纳米颗粒,局域表面等离子体共振,金纳米颗粒的入射光激发下的场强分布图,局域表面等离子体共振示意图,金胶的吸收光谱,形貌、化学组分、折射率,局域表面等离子体共振介绍,金属纳米结构的可控合成,贵金属纳米结构光学性质的检测,局域表面等离子体共振的应用,结论,模板法,模板法常用来合成棒状、线状和管状的贵金属纳米结构.在这种方法中,金属离子在局限的模板中被还原,这些受限的空间结构可以控制颗粒的成核与生长,从而形成特定形貌的纳米颗粒.模板通常分为软模板和硬模板.软模板包括胶束,微乳剂，DNA等.例如,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子有序组合形成的棒状胶束作为模板来合成直径和纵横比可控的 Au或 Ag的纳米棒或纳米线.硬模板包括碳纳米管,有孔薄膜,介孔材料等.27,28这种方法通常用来合成高密度、整齐排列的纳米棒、纳米线和纳米管.例如,Martin29最早用这种方法合成了 Au纳米棒.,2晶种法,.3电化学沉积法,电化学沉积法是通过外加电场在电解质溶液里诱导化学反应来制备纳米颗粒的方法.在电化学沉积法中又可通过有模板法和无模板法来制备纳米颗粒.在有模板法中,通过特定的模板利用电化学沉积可以得到不同形貌的贵金属纳米颗粒,如纳米线、纳米棒、纳米管等.例如 Wang小组 31,32最早通过电化学沉积方法得到 Au纳米棒.模板的合成与选择是电化学沉积法合成贵金属纳米颗粒和纳米结构的关键.纳米颗粒的尺寸和形貌可以通过调节实验参数(包括沉积过程中的电压、温度、沉积时间，通过的电量、适当的表面活性剂等)来控制.与此同时,人们也在不断地探索各种无模板存在下的合成方法,例如 Yu等 31以及后来的其他研究人员已经在无模板条件下利用电化学沉积法制备出不同纵横比的纳米棒,化学还原法,常用的化学方法是多羟基还原法.在室温下,乙二醇(通常作为溶剂和还原剂),柠檬酸和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙烯醇(PVA)等表面活性剂的还原性较低.然而,这些化学试剂在高温下具有较强的还原性,所以多羟基方法一般都是在高温下进行.最近,我们在室温条件下研究了 PVP对金属离子的还原作用及对纳米结构生长的影响.37在多羟基方法中,通过引入表面活性剂 PVP、PVA、CTAB等来限制晶核的某一晶面在一定尺寸范围内生长,并通过调节反应参数获得形态丰富的纳米结构.除此之外,葡萄糖,二甲基甲酰胺(DMF)等弱还原剂也用于合成贵金属纳米颗粒,光化学合成法,许多贵金属离子在电磁波(可见光、高能射线、高能电子束、紫外光)作用下能够发生还原反应而得到贵金属单质.例如,紫外光已经成功地用于制备形貌可控的 Au、Ag纳米颗粒.除此之外,Jin等45也用光化学合成法实现了球形的 Ag纳米颗粒向三角形的 Ag纳米棱柱体的转化,局域表面等离子体共振介绍,金属纳米结构的可控合成,单个贵金属纳米结构光学性质的检测,局域表面等离子体共振的应用,结论,暗场散射光谱,银纳米的暗场散射光谱随着长径比的增加而逐渐红移,光热成像法,电子能量损失谱,局域表面等离子体共振介绍,金属纳米结构的可控合成,贵金属纳米结构光学性质的检测,局域表面等离子体共振的应用,结论,超灵敏传感,金三角片结构,钯,表面增强荧光,表面增强拉曼及超灵敏检测,洁净的橙皮 Raman,甲基对硫磷污染的橙皮 Raman,SERS,农药残留灵敏检测,结论,