金纳米花的合成及其应用研究进展开题报告

 2023-09-04 08:09

1. 研究目的与意义

金纳米粒子及其表面自组装单分子层的纳米科学和纳米技术方面是科学界研究热点之一,研究文献呈级数级增长[1]。约公元前五千年在靠近保加利亚的varan市就开始了金的提炼;到了公元前1200-1300年的埃及,金的年产量达到了5吨;大约在公元前五到四世纪我们的祖先以及埃及人都已经掌握了金纳米粒子的制备方法。到了20世纪,出现了多种金溶胶的制备方法。schmid和brust在此方面进行了突破性研究。由于金溶胶在量子效应相关的基础及应用研究方面的重要性,使其成为21世纪热门的研究领域之一。在过去的十年中,以金溶胶为主题的文献数量迅速增长。

金纳米花具有比表面积大和表面粗糙度高等特点,该独特的结构形状特点决定着其具有独特的表面特性[2]。通过种子法能够制备金纳米花,并调节尺寸和形貌[3]。金纳米具有突出的sers活性,可以应用于生物医学方面。另外,金纳米花还可以作为催化剂使用[4]

目前,制备金纳米花的方法主要有种子法[5]、电化学沉积法[6]、磁控或真空蒸镀法等[7]。其中,种子法是最常采用的方法之一,该法一般采用氯金酸(haucl)作为金的前驱物,通过弱还原剂(例如抗坏血酸、多巴胺)在水溶液中还原前驱体得到auo单体并成核,再对晶核生长进行调控,使还原反应过程中出现二次成核,进一步促使纳米颗粒各向异性生长,从而制备形貌可控的金纳米花[8]。种子法具有方法简单、操作方便、成本低且制备重复性很高的优点。值得注意的是,该方法常需采用在反应体系中添加助剂[例如二甲基亚砜(dmso)]起形状引导剂和稳定剂的作用以形成花形结构并使其稳定存在[9]。表面活性剂结构中至少包含一个亲水基和一个疏水基,在水中会形成各种聚集体,其中囊泡结构的聚集形式有利于金纳米花结构的形成。利用gemini两亲分子(g2-g10)在水溶液中形成囊泡,然后在agno3存在下,利用抗坏血酸还原haucl,在囊泡定向作用下形成金纳米花[10]。其中两亲分子的连接链长度显著控制形貌和金纳米花的光学性能。

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2. 研究内容和问题

基本内容:

(1)用多种还原剂还原haucl溶液;

(2)利用紫外分光光度计对合成产物进行表征;

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3. 设计方案和技术路线

研究方法:

(1)查阅文献、外文翻译、文献综述以及了解该课题的研究发展现状;

(2)确定该课题的研究方案;

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4. 研究的条件和基础

1、学生能熟练掌握中外文文献的检索方法,在中国知网及web of science上查阅大量的文献摘要及全文,能够独立进行文献检索调研,对课题的研究进展有一定的了解;能够熟练使用紫外、电化学工作站等分析测试仪器,并且可以通过Word、Excel、Origin等数据处理及作图常用软件加以辅助。

2、实验室中反应仪器与试剂配备齐全,能够支持相关实验研究工作的系统开展。

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