纳米金自催化生长及其应用研究
《2024年基于CeO2的金属纳米催化剂设计合成及其在光催化甲酸产氢中的应用》范文
《基于CeO2的金属纳米催化剂设计合成及其在光催化甲酸产氢中的应用》篇一一、引言随着环境问题的日益严重和能源需求的持续增长，寻找高效、环保的能源转换和存储技术已成为科研领域的热点。
光催化技术以其独特的优势，如可在温和条件下实现反应，为解决能源和环境问题提供了新的途径。
在众多光催化剂中，基于CeO2的金属纳米催化剂因其良好的氧化还原性能、高的光催化活性及稳定性而备受关注。
本文将详细介绍基于CeO2的金属纳米催化剂的设计合成及其在光催化甲酸产氢中的应用。
二、CeO2基金属纳米催化剂的设计合成1. 材料选择与制备方法CeO2作为一种重要的稀土氧化物，具有优异的储氧能力和良好的氧化还原性能。
为了进一步提高其光催化性能，通常将其他金属（如Pt、Au、Ag等）引入CeO2体系中，形成复合型纳米催化剂。
制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、化学气相沉积法等。
2. 结构设计与性能优化针对不同的应用需求，可通过调整催化剂的组成、形貌、尺寸等参数，优化其光催化性能。
例如，通过控制合成条件，可制备出具有高比表面积的多孔结构、暴露更多活性位点的特定晶面结构等，从而提高催化剂的光吸收能力和反应活性。
三、光催化甲酸产氢的应用1. 反应原理在光催化甲酸产氢过程中，CeO2基金属纳米催化剂扮演着关键角色。
当光照在催化剂上时，催化剂吸收光能，产生光生电子和空穴。
这些光生载流子能够与甲酸发生氧化还原反应，从而实现产氢。
2. 催化剂性能评价催化剂的性能评价主要依据其产氢速率、稳定性、选择性等指标。
通过对比不同催化剂在相同条件下的产氢性能，可以评估其优劣。
此外，还可以通过表征手段（如XRD、SEM、TEM等）对催化剂的形貌、结构等进行分析，以揭示其性能优劣的原因。
四、实验结果与讨论1. 实验结果通过设计合成不同组成的CeO2基金属纳米催化剂，并在光催化甲酸产氢实验中对比其性能，我们发现，某些催化剂表现出较高的产氢速率和稳定性。
例如，某款Pt-CeO2催化剂在光照条件下，能够在较短的时间内实现较高的产氢量。
纳米材料金催化反应的分子机制解析
纳米材料金催化反应的分子机制解析金催化反应作为化学领域中的重要研究方向，近年来引起了广泛的关注。
其中，纳米材料金催化反应由于其特殊的结构和活性，成为研究的热点之一。
本文将探讨纳米材料金催化反应的分子机制，包括反应机理和催化剂的特性等方面。
纳米材料金催化反应是指通过金纳米颗粒作为催化剂，参与化学反应并催化反应进行。
金作为一种重要的催化剂，具有丰富的表面活性位点和优异的电子结构特性。
纳米材料的引入进一步扩大了催化剂的比表面积，提高了催化反应的效率和选择性。
首先，我们来探讨纳米材料金催化反应的反应机理。
纳米材料金催化反应的反应过程可以分为吸附阶段、表面反应阶段和产物解离阶段等几个步骤。
在吸附阶段，反应物分子与金纳米颗粒表面发生吸附，这是反应的首要步骤。
金纳米颗粒具有较大的比表面积，可以提供充足的吸附位点。
此外，金纳米颗粒表面的缺陷和边界也会显著影响吸附过程。
吸附机制通常包括物理吸附和化学吸附，物理吸附主要由范德华力等非共价作用力驱动，而化学吸附则涉及键的形成和断裂。
随后，进入表面反应阶段，吸附的反应物分子在金纳米颗粒表面发生反应。
纳米材料提供了更多的活性位点，可以提高反应物分子之间的接触概率，从而加快反应速率。
同时，金纳米颗粒表面的电子结构也可以调控反应的选择性。
比如，在催化氧化反应中，表面氧化态的金原子可以提供活性位点，促进反应的进行。
最后，产物解离阶段是纳米材料金催化反应的最后一个步骤。
产物与金纳米颗粒表面相互作用，解离并释放出来。
此过程受到表面活性位点和金纳米颗粒的表面结构等因素的影响。
同时，金纳米颗粒表面的形貌和尺寸也会对产物解离过程产生影响。
除了反应机理，纳米材料金催化反应的催化剂特性也是研究的重点之一。
催化剂的特性直接影响着催化反应的效率和选择性。
在纳米材料金催化反应中，以下几个方面的特性被广泛研究：首先，金纳米颗粒的形貌和尺寸对催化反应起着重要影响。
不同尺寸的金颗粒具有不同的表面结构和活性位点密度，从而影响反应的速率和选择性。
金属纳米粒子的催化作用
金属纳米粒子的催化作用金属纳米粒子是一种具有特殊性质和潜在应用价值的材料，其催化作用引起了广泛的关注和研究。
本文将从金属纳米粒子的定义、制备方法、催化机理以及应用领域等方面阐述金属纳米粒子的催化作用。
一、金属纳米粒子的定义和制备方法金属纳米粒子是指直径范围在1到100纳米之间的金属粒子。
由于其尺寸效应和表面效应的存在，金属纳米粒子具有与其宏观物质不同的特殊性质，如高比表面积、量子尺寸效应和表面等离子共振等。
制备金属纳米粒子的方法多种多样，常见的方法包括物理法和化学法。
物理法包括溅射法、球磨法和激光蒸发法等，而化学法则是应用广泛的方法，包括还原法、凝胶法和微乳液法等。
二、金属纳米粒子的催化机理金属纳米粒子的催化作用主要源于其特殊的表面性质。
金属纳米粒子具有丰富的表面活性位点和高比表面积，这使得金属纳米粒子能够提供更多的反应活性中心，并提高反应物与催化剂之间的接触效率。
此外，金属纳米粒子还具有量子尺寸效应和电子结构调控效应，这些效应可以调控金属纳米粒子的催化性能。
金属纳米粒子的催化机理可以分为两种类型：金属纳米粒子表面催化和金属纳米粒子内部催化。
对于金属纳米粒子表面催化，反应物吸附在金属纳米粒子表面的活性位点上，通过吸附态的反应物与金属纳米粒子之间的相互作用，发生催化反应。
而金属纳米粒子内部催化是指反应物在金属纳米粒子内部发生反应，通过金属纳米粒子内的空间限制和电子结构调控，加速反应进程。
三、金属纳米粒子的催化应用金属纳米粒子的催化应用十分广泛，包括催化剂、催化剂载体、催化剂修饰剂和催化反应中间体等。
催化剂是金属纳米粒子最主要的应用之一，金属纳米粒子可以作为催化剂用于有机合成、环境治理、能源转化和化学传感等领域。
此外，金属纳米粒子作为催化剂载体，能够提高催化剂的分散性和稳定性，增强催化剂的催化活性和选择性。
金属纳米粒子还可以作为催化剂修饰剂，通过调控金属纳米粒子的形貌、尺寸和表面结构，改善催化剂的性能。
纳米材料在催化领域的应用
纳米材料在催化领域的应用随着科技的不断发展，纳米材料在催化领域中的应用越来越广泛。
纳米材料具有很大的表面积和优异的催化性能，这使得它们在催化反应中起到了非常重要的作用。
本文将重点探讨纳米材料在催化领域的应用及其优劣势。
一、纳米材料在催化领域的应用1. 纳米金属的应用纳米金属是一种非常常见的纳米材料，它的表面积非常大，因此可以提高催化反应速度。
纳米金属与其他化合物反应后，可以使其产生催化反应，并且产生的反应活性非常高。
实践证明，纳米金属在很多催化反应中都有很好的效果，例如催化剂、电池等。
2. 纳米生物催化剂的应用纳米生物催化剂是一种能够在生物体内催化反应的纳米材料，它是由基因编码的蛋白质组成的。
纳米生物催化剂具有非常高的催化效率。
它可以在体内选择性催化特定的化学反应，不破坏生物体的结构和功能。
因此在医学等领域具有非常广泛的应用。
3. 纳米氧化物的应用纳米氧化物是一种常见的纳米材料，在催化反应中有很好的应用。
纳米氧化物粒子具有很高的比表面积，可以使化学反应的速率提高几倍。
纳米氧化物可以催化各种反应，例如甲烷氧化、脱氮反应、催化剂应用等。
二、纳米材料在催化领域的优势1. 具有高表面积纳米材料具有非常高的比表面积，这是因为它们的大小通常在5纳米以下。
高表面积有利于催化反应的进行，尤其是在液相反应中。
2. 具有高催化效率纳米材料可以加速催化反应发生的速率。
由于其较小的粒子和较高的能量，因此反应物可以更有效地与催化剂发生反应。
3. 具有可控性纳米材料制备过程中的各种参数可以被调整和控制。
这可以使得纳米材料的大小、形状、结构、表面电荷、晶体结构等属性得到纳米级别的控制，进而控制其在催化反应中的效果。
4. 具有多样性纳米材料可以应用于各种催化反应中，包括氧化还原反应、加氢反应、羰基还原反应等。
因此，在催化方面具有广泛的应用。
三、纳米材料在催化领域的缺陷1. 价格昂贵制备纳米材料通常需要高精度的仪器和设备，这使得纳米材料的制备成本较高。
金纳米颗粒在光催化材料中的应用研究
金纳米颗粒在光催化材料中的应用研究金纳米颗粒是一种具有极小尺寸且由金原子组成的纳米材料。
由于其独特的光学性质和表面等离子共振效应，金纳米颗粒已被广泛应用于光催化材料中的研究领域。
本文将探讨金纳米颗粒在光催化材料中的应用研究，并分析其在环境净化、能源转化和医学领域的潜在应用前景。
一、金纳米颗粒在环境净化领域的应用研究近年来，环境问题日益严峻，寻找高效净化方法成为一项紧迫的任务。
金纳米颗粒作为一种优秀的光催化材料，能够通过吸收可见光转化为电子并参与反应，因此被广泛运用于环境净化领域。
例如，利用金纳米颗粒催化剂催化水体中有机物质的氧化降解，可以高效地去除水体中的有机污染物。
此外，金纳米颗粒作为具备可调节表面等离子共振频率的材料，可以被用于吸附和去除水体中的重金属离子。
研究表明，金纳米颗粒在光照下可以发生化学还原反应，将重金属离子还原为金属沉淀，从而将其从水体中彻底去除。
因此，金纳米颗粒在环境净化领域具有广阔的应用前景。
二、金纳米颗粒在能源转化领域的应用研究能源危机成为全球面临的重大挑战，寻找高效、可持续的能源转化技术备受关注。
金纳米颗粒作为一种优异的光催化剂，被广泛应用于太阳能光催化水分解和CO2光催化还原等领域。
太阳能光催化水分解是一种将太阳能转化为氢能的重要技术，可以实现清洁的氢能生产。
金纳米颗粒具有较高的光吸收性能和光催化活性，能够有效促进太阳能的转换效率。
通过调控金纳米颗粒的形貌和尺寸可以实现对光催化反应过程的控制和优化，从而提高水分解的产氢效率。
此外，金纳米颗粒还可以作为光催化剂用于CO2还原反应，将二氧化碳转化为高附加值的有机化合物。
研究表明，金纳米颗粒的表面等离子共振效应可以有效地捕获可见光，促进CO2的活化和还原反应。
这一发现为解决CO2排放和资源利用的问题提供了一种新的思路。
三、金纳米颗粒在医学领域的应用研究金纳米颗粒在医学领域具有广泛的应用潜力。
由于其较小的尺寸和良好的生物相容性，金纳米颗粒可以用于生物标记、药物传递和癌症治疗等方面的研究。
纳米金粒子制备及应用研究进展
纳米金粒子制备及应用研究进展纳米技术在21 世纪将发挥极为重要的作用,是未来纳米器件、微型机器、分子计算机制造的最可能的途径之一。
纳米材料学作为纳米技术的重要组成部分也将会受到更广泛的重视。
科学家们利用纳米颗粒作为结构和功能单元,可以组装具有特殊功能如特殊敏感性和光、电、化学性能的纳米器件。
金属纳米颗粒由于其在量子物理,信息存储,复合材料等方面的潜在应用而引起了人们的注意。
其中,金纳米粒子由于其优异的导电性能,良好的化学稳定性及其独特的光学、催化特性而吸引了更多的目光。
这主要是因为:金是一种惰性元素,其化学稳定性良好;金和硫元素之间可以形成一种非常稳定的键合作用,这有利于在其表面组装带有各种官能团的单分子层。
由于纳米金粒子这些特有的化学性能以及独特的光、电性能,自上世纪80 年代至今,化学界对纳米金粒子的应用及其功能化研究方兴未艾。
本文综述了近年来纳米金粒子的制备及应用研究进展。
纳米金粒子的制备方法一．化学还原法制备法超细金粉制备原理:将金化合物的适当溶液通过化学还原而得到单质金粉.1.抗坏血酸为还原剂生产超细金粉工艺①王水溶金将黄金用去离子水冲洗,在置于稀硝酸中煮洗5~10min后,适当加热以启动反应,当反应较为平缓后,可再加入少量王水,直至大部分尽快获金粉溶解.反映结束时应保证体系中有少量未反应的黄金存在,即在投料时必须保证黄金的过量.②浓缩,赶硝将溶金液倾入另一烧杯中，用水洗净未反应的金块或金粉，转入下一循环使用。
洗液并入溶金液。
加热并在此过程中滴加浓盐酸以赶尽氮氧化物，过滤，滤液转入旋转蒸发皿进行浓缩结晶，然后配成适当浓度的水溶液。
③还原将抗坏血酸配成饱和溶液，在不断搅拌下，将氯金酸溶液滴加到抗坏血酸溶液中，滴加完毕后继续搅拌1h，静置沉降。
④清洗、干燥和筛分将上层清液倾出，用水和乙醇以倾析法清洗金粉。
所得金粉置于真空干燥。
冷却后，将金粉过筛分级，得到不同粒度的球形金粉末。
2.Na3C6H5O7 柠檬酸钠为还原剂制得纳米金颗粒粒径在15-20nm 之间Na3C6H5O7 为还原剂时，柠檬酸钠与氯金酸的摩尔比为1.5：1 时最佳；采用HAuCl4 溶液加入到加热的Na3C6H5O7 与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶液Na3C6H5O7 溶液加入到室温的NaBH4 与PVP 混合溶液制得的纳米金溶胶的颗粒分散性好，粒径小且更均一。
纳米金的应用
纳米金的应用拓少杰（陕西理工学院化学与环境科学学院应用化学1202班，陕西汉中723001）指导教师：吴睿[摘要]纳米金作为纳米家族的重要成员，除了具有纳米材料的一般性质外，还具有良好的光学特性、生物相容性及催化活性等独特的物理、化学性质。
纳米金这些特殊的性质，使其在化学、生物、医药、食品等领域具有广泛的应用。
本文重点就纳米金在食品安全检测领域、生物医药领域的应用作了详细综述，并对其未来的发展进行了展望。
[关键词]纳米金；应用；食品安全检测；生物医学The application of gold nanoparticlesShaojie Tuo（Grade 12, Class 1202, Major in Applied Chemistry, School of Chemical & Environment science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723001, Shaanxi）Tutor: Rui WuAbstract: As an important member of the nanoparticle family, gold nanoparticles have the general properties of nanometer materials and other good unique physical and chemical properties such as optical properties, biocompatibility, catalytic activity. Gold nanoparticles have a wide range of applications in the chemical, biomedicine, food and other fields. Based on these special properties, we mainly reviewed the application of gold nanoparticles in the field of Food safety inspection and biomedicine, as well as the development in the future was prospected.Key words: gold nanoparticles; application; Food safety inspection; biomedicine引言纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料[1]。
金纳米颗粒在催化反应中的应用研究
金纳米颗粒在催化反应中的应用研究随着科技的不断发展，纳米材料的研究和应用也日益受到关注。
其中，金纳米颗粒作为一种重要的纳米材料，在催化反应中展现出了广阔的应用前景。
本文将探讨金纳米颗粒在催化反应中的应用研究，并介绍其在不同反应中的优势和挑战。
金纳米颗粒具有独特的物理和化学性质，这使得它们在催化反应中具有许多优势。
首先，金纳米颗粒具有高比表面积，这意味着它们能够提供更多的活性位点，从而增加反应的速率和选择性。
其次，金纳米颗粒具有可调控的形状和尺寸，这使得研究人员可以通过调节颗粒的形态来优化催化性能。
此外，金纳米颗粒还具有良好的稳定性和可再生性，这使得它们在催化反应中能够长时间保持高效催化活性。
金纳米颗粒在氧化反应中的应用是一个研究热点。
氧化反应在许多化学过程中都起着重要作用，例如有机合成、环境净化等。
金纳米颗粒作为催化剂，在氧化反应中展现出了良好的催化活性和选择性。
研究人员发现，金纳米颗粒的表面电子结构和晶体结构对其催化性能具有重要影响。
通过调控金纳米颗粒的形状和尺寸，可以改变其表面电子结构，从而实现对氧化反应的优化控制。
除了氧化反应，金纳米颗粒还在还原反应中展现出了出色的催化性能。
还原反应在许多领域都具有重要应用，例如有机合成、能源转化等。
金纳米颗粒作为还原反应的催化剂，能够提供丰富的表面活性位点，从而促进反应的进行。
此外，金纳米颗粒还具有良好的催化稳定性，可以长时间保持高效催化活性。
研究人员通过调控金纳米颗粒的形状和尺寸，可以进一步优化其催化性能，提高反应的速率和选择性。
然而，金纳米颗粒在催化反应中仍然面临一些挑战。
首先，金纳米颗粒的合成方法需要进一步改进，以提高合成效率和控制粒径分布。
其次，金纳米颗粒在反应过程中容易发生聚集，从而降低催化活性。
因此，研究人员需要寻找有效的方法来防止金纳米颗粒的聚集，以提高其催化稳定性。
此外，金纳米颗粒在催化反应中的机理和动力学研究也需要进一步深入，以揭示其催化机制和性能优化的原理。
金催化剂的研究进展及在环保催化中的应用
不 同的制 备 方 法 ， 可 以 得 到 不 同 粒 径 的 金 微 粒 ， 导致 不 同的 金一 载体 相 互 作用 ．表 １列 出 了采 用 不 同方 法制 备 的金 催 化 剂 ，对 Ｃ 氧 化 反 应 的 催 化 Ｏ 性 能 的差 异 ．
表 １ 制备 方法对 ｃ ｏ氧 化 反 应 速 率 的 影 响
金 位于 周期 表 第 １Ｂ族 ，与 其 同族 的元 素 为 Ｃ ｕ 和 Ａ ．由于金 的 外层 ｄ轨道 电子是 完 全充 满 的 ，并 ｇ
且 第一 电离 能 很大 （ ．２ｅ ，很 难 失去 电子 ， 因此 ９ ２ Ｖ）
金 的单 晶表 面 与分 子 之 间的 相互 作 用 力很 弱 ．事 实 上 ，在单 晶金表 面 上 ，连 极 具 反 应 活 性 的分 子 ， 如
景．
共 沉 淀法 ［ 、沉 积一 沉淀 法 、共 镀 法 ［ 、化学 蒸 气 沉
积法 Ｊ 、有 机 金 配 合 物 固 载 法 ［ 、脉 冲 激 光 沉 积 法［ 、溶 胶一 胶 法 ［ 无 定 形 金 属 合 金 法 ［ 阳 凝 、 、 离子 交换 法 ［ 、溶 剂 化金 属原 子 浸渍 法 ［ ］ １ ．在所 有 ０ 这 些 方法 中，较 常 使用 的方 法 是沉 积一 淀法 ，其 次 沉 是 共 沉淀法 和 化 学 蒸 气 沉 积 法 ．对 于 其 他 方 法 ， 比 如 有 机金 配合 物 固载 法 ， 只 能用 于 以新 制 备 的 氢 氧
化 物 沉淀 作 为载 体 的 情 形 ；共 溅 镀 法 只适 合 制 成 薄
膜 ；阳离 子交 换 法 是 采 用 沸 石 作 为载 体 ；而 脉 冲 激 光 沉积 法 ，仅 在 制备 具 有 单 一 尺 寸 金 微 粒 的 模 型 催 化 剂 时采 用 ，它 对 于从 理 论 上 研 究 纳 米 尺 寸 的 金 微
纳米催化剂的发展现状及制备方法
纳米催化剂的发展现状及制备方法赵兵（四川省化学工业研究设计院，四川成都,610041）摘要纳米催化剂因其独特的物理化学性质使其相比传统的催化剂具有无法比拟的优势,基于此,综述了纳米催化剂常用的制备方法以及具有代表性的纳米催化剂的研究现状,并介绍了纳米催化剂在能源、化工以及环境领域中的实际应用，最后提出了纳米催化剂未来可能的研究方向及建议。
关键词：纳米催化剂发展现状制备方法纳米技术产生于20世纪80年代末，是目前正在迅速发展的一种高新技术,纳米材料的定义为:在三维空间中至少有一维是处于纳米尺度范围该类材料由于其比表面积大、表面原子及活性中心数目多等优点而广泛应用于催化剂领域。
此外，纳米材料也广泛应用于石油化工、能源、生物和环保等领域。
1纳米催化剂的发展现状纳米催化剂包括负载型以及非负载型催化剂，负载型催化剂包括负载金属和金属氧化物等;非负载型催化剂包括金属及其氧化物、分子筛以及生物纳米催化剂等。
下面对几种常见的纳米催化剂现状进行介绍。
1.1金属纳米催化剂该类催化剂主要包括贵金属纳米催化剂，如Pt、Pd等贵金属的纳米粒子、过渡金属催化剂，如Ni、Cu、Fe等单组份纳米粒子、合金催化剂即两种以上金属原子组成以及金属簇纳米催化剂，如Pt族纳米金属簇。
贵金属中，Au具有化学惰性，因此，研究者对其催化性能的研究较少。
随着纳米技术的发展,Au 的性能得到了改善，使得Au可以作为活性组分负载在载体上形成催化活性较高的催化剂。
有研究表明,纳米金催化剂可以应用在催化氧化CO、水煤气转换、有机物燃烧等方面过渡金属纳米催化剂与传统催化剂相比,催化性能更优异并且选择性较好,Yabe等3利用纳米铁颗粒催化乙烘裂解制得碳纳米管阵列。
合金型纳米催化剂由于其较高的配位不饱和度以及比表面积而具有优异的催化活性。
Bock等4人将Pt和Ru负载在碳材料上用于甲醇的氧化反应，结果表明,该合金型的纳米催化剂具有很好的催化性能。
1.2金属氧化物纳米催化剂金氧化纳米催化剂应，过渡金氧化、主金氧化金合氧化纳米催化剂等。
金纳米材料的应用(一)
金纳米材料是一种具有微观尺度的金属纳米颗粒，其尺寸通常在1到100纳米之间。
这种材料由于其独特的物理和化学性质，在许多领域具有广泛的应用价值。
下面将详细介绍金纳米材料在各个领域的应用。
生物医学应用：金纳米材料在生物医学领域具有广泛的应用，例如用作药物载体。
由于其较大的比表面积和优异的生物相容性，金纳米材料可以有效地将药物载送到靶细胞内，从而提高药物的疗效并减少副作用。
此外，金纳米材料还可用于生物标记和生物成像，例如在癌症治疗中，通过将金纳米材料与抗癌药物结合，可以实现对肿瘤的精准治疗，同时通过生物成像技术可以实时监测治疗效果。
光电子器件应用：金纳米材料在光电子器件中的应用也备受关注。
由于金纳米材料具有表面等离子共振效应，可以有效地增强光学信号，因此被广泛应用于传感器、光学滤波器和太阳能电池等领域。
此外，金纳米材料还可以用于制备纳米光学器件，例如纳米透镜、纳米光栅等，这些器件在纳米尺度下具有优异的光学性能，可以用于微纳光学系统和光子集成电路。
催化剂应用：金纳米材料在催化领域也有着重要的应用。
由于其较大的比表面积和优异的催化性能，金纳米材料可以作为高效的催化剂用于化学反应中。
例如，在有机合成反应中，金纳米材料可以作为氧化、还原和羰基化反应的催化剂，具有高效、选择性和可重复使用的特点。
此外，金纳米材料还可以用于制备新型的催化剂载体，例如将金纳米材料负载在多孔材料上，可以进一步提高催化剂的性能。
纳米生物传感器应用：金纳米材料还可以用于制备纳米生物传感器，用于检测生物分子和细胞。
由于金纳米材料具有优异的电化学性能和生物相容性，可以实现对生物分子的高灵敏、高选择性检测。
例如，通过将金纳米材料与生物分子识别元素结合，可以制备出高灵敏的生物传感器，用于检测蛋白质、DNA、细胞等生物标志物，具有重要的生物医学应用前景。
环境治理应用：金纳米材料在环境治理领域也有着潜在的应用价值。
例如，金纳米材料可以作为吸附剂用于水处理和大气污染治理，通过其优异的吸附性能和催化性能可以有效地去除水中的重金属离子和有机污染物，净化环境。
纳米催化技术的研究进展及应用前景
纳米催化技术的研究进展及应用前景近年来，纳米科技的飞速发展已经成为了各行各业的焦点。
其中，纳米催化技术的研究与应用广泛受到了关注。
纳米催化技术是指利用纳米材料的特殊性质和效应，对化学反应进行改进或加速的技术。
随着纳米技术的不断革新和深入发展，纳米催化技术已经被广泛用于环保、制药、能源、电化学和材料等领域，并且正在逐步取代传统催化技术的地位。
纳米催化技术的研究进展纳米催化技术的研究历史可以追溯到1980年代末。
当时，法国科学家J.M. Ginder发现了金属某些晶面和纳米微粒具有较高的催化活性。
此后，纳米催化技术的研究得到了飞速发展。
2007年，日本科学家广崎和神户在Nature上发表了一篇题为“金属纳米颗粒表面催化反应机理研究”的文章，这表明人们对纳米催化技术的认知有了更深入的了解。
纳米催化技术的主要研究领域包括催化基础研究和工程催化应用研究。
催化基础研究主要是关注纳米颗粒的催化活性和催化机理研究，以及纳米材料的合成和性能研究。
工程催化应用研究则主要关注在工程领域中的纳米催化技术应用。
纳米催化技术的应用前景尽管纳米催化技术的应用仍处于初期阶段，但是其应用前景依旧具有很大的潜力。
以下介绍几个方面的应用前景。
1. 火箭燃料纳米催化技术可以为火箭燃料提供更高效的传动能力。
近年来，美国Aerojet Rocketdyne公司与Glenn Research Center合作，开展了纳米催化技术在火箭燃料中的应用研究，初步结果显示这种材料具有很大的潜力。
2. 大气污染治理纳米催化技术在大气污染治理方面有着广阔的应用前景。
纳米催化技术在汽车尾气净化、烟气污染控制、废气催化氧化处理等方面均有很好的应用。
以汽车尾气净化为例，使用纳米催化技术可以大大降低尾气排放中的氮氧化物（NOx）和有害气体等污染物的排放量。
3. 新能源制备纳米催化技术在新能源的制备方面也有着广泛的应用前景。
例如，纳米催化技术可以用于太阳能光电化学产氢、燃料电池及其催化剂的制备、制氢、制取生物柴油、制备液态燃料等方面，这些应用也可以极大地促进新能源技术的发展和推广。
纳米金的制备与性能课件
Challenge纳米金探针的放大信号。
需要提高实际样品检 测分析过程中的稳定 性
挑战 Hope
希望降低金纳米粒 子尺寸，改善形貌， 制备尺寸均一、形 状可控的金纳米粒 子
纳米金的制备与性能
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纳米金的制备与性能
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content increase from sample no. 1 to 5.(b) The aspect ratios of NRs
obtained from size measurements show an纳i米n金cr的ea制s备e 与性能
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CHEM.MATER.2013,25,4537-4544
纳米金的制备与性能研究历史19世纪20世纪4世纪变色的罗马酒杯lycurguscup法拉第首次报道纳米金溶胶有关纳米金溶胶的制备和性质研究明显增21世纪各向异性的纳米金颗粒制备及在生物医学等方面的应用纳米金的制备与性能纳米金特性势垒宽度电子能量和多种有机或生物配体相互作用量子尺寸效应大比表面积纳米金特性单电子跃迁库仑阻塞制备简单颗粒稳定纳米金的制备与性能表征手段结构表征xrdedirnmrraman性质表征光电磁热力uvvisplvms形貌表征temsemstmafm成份分析aasaesmseaxpsxrf纳米金的制备与性能goldnanoparticle晶种生长法合成不同长径比的金棒光化学法合成不同长径比的金棒电化学法合成金纳米棒超声化学法合成金纳米带模板法合成sio2au核壳颗粒纳米金的制备与性能seedmediatedgrowthmethod制备种子溶液ctab5ml02m加入haucl5ml0005m06ml001m搅拌2min25水浴黄褐色
英美研究发现纳米金晶簇的催化活性与大小有关
省 “ 新技术重 点工业 项 目” “ 炬计划 ”重点项 目、湘 西 高 、 火
我 国首个 Ｚ Ｏ纳米棒 场效应 晶体 管研制 ｎ
成功
９月 ， 中 科 院 微 电子 所 依 靠 独 立 开 发 的 全 新 技 术 ，成 功 研 制出国 内首个 Ｚ Ｏ纳 米棒场效 应 晶体管 。 ｎ
州 “ 技富 民强企” 专项行动 重点项 目、 吉首大学纳 米粉末 科
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由于 较 大 的 表 面 积 一 体 积 比 （ｌｒ ａ ｅ Ｏ Ｏ ｕ ｅ 方 制备 出直 径更细 的纳米线 ，进一 步完善器 件工艺 ，提高器 Ｓｌ ｆ ｃ —ｔ —ｖ ｌ ｍ
ｒ ｔｏ ，纳米粒 子引起 了科学 家的广 泛兴趣 。在诊 断 测试和 件性 能 ，为实用 化解 决关键 技术 问题 。 ａｉ）
靶 向治疗 中 ，纳米 粒子很有 希望被用 作药物 、抗 体或其 他化 学 物质 的运 输体 。不过 ，这 些应 用往往会受 到 限制 ，因为当
纳 米 粒 子 遇 到 温 度 上 升 或 者 一 些 特 定 化 学 物 质 后 ， 往 往 会 瓦
中国最 大纳米镁 业生 产企业 落户保 靖
９ ２日上 午 ， 月 湖南省湘 西 自治州保靖 县毛 沟工业小 区彩
对温度 的波动 和严苛 的化学 环境 都表 现 出了更强 的稳定性 。
研 究 人 员认 为 ，这 一 成 果 有 望 将 纳 米 粒 子 的 应 用 从 生 物
人出席 庆典仪 式 。 湘 西 和 鑫 纳 米 材 料 有 限 公 司 立 足 本 地 资 源 优 势 ， 以 中南
５０ ． 医 学 拓 展 到 光 学 和 电子 学 等 多 个 领 域 。 比如 ，新 的纳 米 颗 粒 大 学 、吉 首 大 学 为 技 术 依 托 ，投 资 ６ ０ 万 元 ，建 成 的 年 产 ２ 万 万 可 用于 制造 具 有高 光 对 比度 的光 子 能 隙器 件 （ Ｐｈ０ｔ ０ｎｉ ９ 吨 高 纯 活 性 氧 化 镁 、副 产 ９万 吨 高 纯 超 微 细 碳 酸 钙 、 ｌ ｃ ． ． ｂ ｎ ｇ ｐ ｄ ｖｃ ｓ ，以及 超 声 波 显 微 镜 或 化 学 滤 膜 中 使 用 的 吨 金 属 镁 项 目 ，年 创 产 值 ４ ２亿 元 ， 利 税 １ ２亿 元 ， 白云 石 ａ ｄ ａ ｅ ｉｅ ）
纳米金材料在催化反应中的应用
纳米金材料在催化反应中的应用近年来，纳米科技的快速发展为催化反应领域带来了革命性的变革。
纳米金材料作为一种重要的催化剂，具有独特的物理和化学性质，广泛应用于各种催化反应中。
本文将探讨纳米金材料在催化反应中的应用，并介绍其在环境保护、能源转化和有机合成等领域的重要作用。
一、纳米金材料在环境保护中的应用环境污染是当前全球面临的严重问题之一。
纳米金材料在环境保护中的应用主要体现在两个方面：污水处理和大气污染控制。
首先，纳米金材料可以作为高效的催化剂用于污水处理中的有害物质降解。
通过调控纳米金材料的形状和尺寸，可以提高其催化活性和选择性，从而实现对有机污染物的高效降解。
其次，纳米金材料还可以作为催化剂用于大气污染控制中的有害气体转化。
例如，纳米金颗粒可以催化一氧化氮的还原反应，将其转化为无害的氮气，从而减少大气中的有害气体排放。
二、纳米金材料在能源转化中的应用能源短缺和环境污染是当前全球面临的两大难题。
纳米金材料在能源转化中的应用可以有效地解决这些问题。
首先，纳米金材料可以作为催化剂用于燃料电池中的氧还原反应。
其高催化活性和稳定性使得燃料电池能够高效地将化学能转化为电能，从而实现清洁能源的利用。
其次，纳米金材料还可以作为催化剂用于光催化水分解中的氢气产生。
通过吸收太阳能并利用纳米金材料催化剂的作用，可以将水分解为氢气和氧气，从而实现可持续能源的生产。
三、纳米金材料在有机合成中的应用有机合成是现代化学领域的重要分支，广泛应用于药物合成、材料合成和精细化学品生产等领域。
纳米金材料在有机合成中的应用主要体现在两个方面：催化剂和催化剂载体。
首先，纳米金材料作为催化剂可以用于各种有机反应的催化转化。
其高催化活性和选择性使得有机反应可以在温和的条件下进行，从而提高反应的效率和产率。
其次，纳米金材料作为催化剂载体可以用于固定其他催化剂，提高其稳定性和重复使用性。
通过将其他催化剂负载在纳米金材料上，可以实现对有机反应的高效催化。
纳米材料在电催化领域中的应用研究
纳米材料在电催化领域中的应用研究随着科技的不断发展与进步，纳米材料的研究与应用已经得到了广泛关注。
纳米材料具有独特的物理、化学和生物学特性，广泛应用于电子、药物、材料等领域。
在电催化领域中，纳米材料也已经开始发挥其独特的优势。
本文将就纳米材料在电催化领域中的应用研究进行探讨。
一、纳米材料在电催化领域中的应用概述电催化是利用电场或电流来促进反应或催化反应的一种新兴的催化技术。
纳米材料在电催化领域中的应用主要包括金属、金属氧化物、碳基材料、半导体材料等。
①金属纳米材料金属纳米材料具有高比表面积、优异的催化活性，广泛应用于燃料电池、电化学传感器、电化学合成等领域。
例如，将铂纳米颗粒修饰在碳纳米管表面，形成Pt/CNTs复合材料，可用于燃料电池的阳极催化剂。
金属纳米材料也可以与其他纳米材料、有机小分子制备复合材料，进一步增强其催化活性和稳定性。
②金属氧化物纳米材料金属氧化物纳米材料是一种新兴功能材料，具有较高的催化活性、较好的稳定性和可调性。
例如，二氧化锰、氧化钨、氧化钨、氧化铁等金属氧化物的纳米材料可以应用于氧还原反应、燃料电池、水分解等领域，这些应用也是电化学能量转化的重要组成部分。
③碳基纳米材料碳基纳米材料包括碳纳米管和石墨烯等，具有高比表面积、优异的导电性和催化活性，广泛应用于电化学传感器、催化剂、电化学还原等领域。
例如，氧化石墨烯与金属纳米颗粒合成的纳米复合材料可以应用于电催化传感器，对燃料电池的运行状态进行监测和控制。
④半导体纳米材料半导体纳米材料具有优异的电子结构和光物理特性，是一种重要的光电材料。
其中，纳米氧化锌、纳米二氧化钒、纳米二氧化钛等材料可应用于光电催化反应、光电降解等领域，是一种绿色环保的能源开发技术。
二、纳米材料在电催化领域中的应用案例纳米材料在电催化领域中的应用案例也越来越多。
例如，美国普林斯顿大学化学系的研究团队，首次使用金纳米晶体催化还原CO2，获得了较高的催化活性和选择性。
纳米金粒子的制备及其应用研究
纳米金粒子的制备及其应用研究纳米金粒子是一种比一般金颗粒更小的微粒，通常不超过100纳米(1纳米=10的-9次方米)。
纳米金粒子制备技术已成为化学、物理、生物和医学等多领域研究的焦点。
在这篇文章中，我们将探讨纳米金粒子的制备方法和其在不同领域的应用。
纳米金粒子的制备方法纳米金粒子的制备方法有许多种，下面我们介绍其中几种比较常见的方法。
1. 化学还原法化学还原法是一种简单、高效和可控的方法，通过还原金离子溶液来制备金纳米粒子。
这种方法需要较少的前期准备和设备，并能得到较窄的分散度和较小的尺寸分布。
但化学还原法的缺点是其制备的纳米金粒子通常需要表面修饰才能稳定，否则它们会在溶液中迅速聚集。
2. 溶剂热法溶剂热法通常使用有机溶剂作为反应介质，在一定的温度和条件下，在其中溶解金离子并在还原剂存在条件下还原产生金纳米粒子。
这种方法可用于制备不同尺寸和形状的纳米金粒子。
与其他方法相比，溶剂热法能够产生自催化的还原剂反应，从而加速反应速度，提高金粒子的生长速率。
3. 微乳法微乳法通常使用有机溶剂和表面活性剂作为反应介质，在水相和油相之间形成微小的胶体结构。
通过在微乳液体系中添加还原剂和金离子，可以制备出各种形状和尺寸的纳米金粒子。
微乳法可以获得非常均匀的纳米金粒子，且粒径分散较小，质量较稳定。
纳米金粒子的应用1. 生物传感器由于纳米金粒子的独特性质，如高比表面积、高化学稳定性和可调基性等特点，使得它们成为生物传感器的理想候选材料。
纳米金粒子的表面可以修饰各种生物分子，如蛋白质和DNA，从而可检测生物标记物和细胞相互作用，并实现快速、敏感和特异的诊断应用。
2. 医学成像还原型纳米金粒子可以通过光学和磁共振成像技术进行检测，使其在医学成像中得到广泛应用。
纳米金粒子具有较好的生物相容性和组织渗透性，能够增加成像对比度和减少机械刺激，比传统成像材料具有更广阔的应用前景。
3. 催化剂纳米金粒子对电化学、光催化和热催化等反应具有优异的催化性能，这使其成为许多反应的理想催化剂。
纳米金刚石的结构性质及应用研究
堡主笙塞塑堂皇型互堕丝苎堕堡生堑墅翌！茎型摘要采用ＸＲＤ、Ｒａｒ／ｌａ＿ｒｉ、ＴＥＭ、ＳＥＭ、ＩＲ、ＥＰＲ和热分析等手段对爆炸法合成的纳米碳集聚体和纳米金刚石的结构和性质进行了较全面研究。
选用多种酸性氧化液处理纳米碳集聚体以获得较纯的纳米金刚石，ＸＲＤ分析表明用浓ＨＮＯ，高温高压处理的提纯效果最好。
探讨了制备方法、化学处理条件、粒径大小、表面改性及掺杂对纳米碳集聚体和纳米金刚石的自由基密度的影响。
考察纳米金刚石团聚的原因，提出和构建纳米金剐石及其颗粒团聚的基本模型。
利用ｘ射线的衍射强度，计算得出纳米金刚石的德拜特征温度及其它一些物理参数。
采用纳米碳集聚体或纳米金刚石低填充ＰＰ基体制备纳米复合材料，通过ＸＲＤ、ＤＳＣ和ＳＥＭ等测试手段研究了复合材料的结晶行为和力学性能。
结果发现，填充剂的加入提高了ＰＰ的ａ态晶的结晶度和拉伸强度，但是冲击强度下降。
关键词：爆炸法纳米碳集聚体纳米金刚石提纯结构与性质纳米复合材料塑主笙塞塑鲞全型互塑丝塑丝堕皇堡旦！１２量＿ＡｂｓｔｒａｃｔＮａｎｏ－ｃｏｎｄｅｎｓｅｄｃａｒｂｏｎａｎｄｎａｎｏ·ｄｉａｍｏｎｄｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｅｘｐｌｏｓｉｖｅｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｉｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｅｄｂｙＸ—ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），Ｒａｍａｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＩＲ），ｅｌｅｃｔｒｏｎｐａｒａｍａｇｎｅｆｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅ（ＥＰ砌ａｎｄｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｎａｎｏ－ｃｏｎｄｅｎｓｅｄｃａｒｂｏｎｗａｓｔｒｅａｔｅｄｗｉｍｖａｒｉｏｕｓｏｆａｃｉｄｉｃｏｘｉｄｉｚｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｎａｒｌＯ—ｄｉａｍｏｎｄ，ＸＲＤｓｔｕｄｉｅｄｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｐｕｒｉｌｙｉｎｇｅｆｆｅｃｔｃａｎｂｅａｔｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇＨＮ０３ａｔｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｉｚｅｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｕｒｉｔｙａｄｍｉｘｔｕｒｅｎａｎｏ·－ｃｏｎｄｅｎｓｅｄｃａｒｂｏｎａｎｄｎａｎｏ－ｒｄｉａｍｏｎｄｗｅｒｅａｌｓｏｏｎｄｅｎｓｉｔｙｏｆｆｒｅｅ－ｒａｄｉｃａｌｓｏｆｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴｈｅＤｅｂｙｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏｍｅｏｔｈｅｒｐｈｙｓｉｔｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＸ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｎａｎｏ—ｄｉａｍｏｎｄａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄａｍｏｄｅｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｎａｎｏ—ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｌｏｗｆｉｌｌｉｎｇｎａｎｏ—ｃｏｎｄｅｎｓｅｄｃａｒｂｏｎｏｒｎａｎｏ—ｄｉａｍｏｎｄｔｏｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ（ＰＰ）．ＸＲＤ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｃａｎｎｉｎｇｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（ＤＳＣ），ＳＥＭｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｎｏ—ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅａｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｆｏｒｍｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｕｔｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｎａｎｏ—ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓＷａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ．ｎａｎｏ·ｃｏｎｄｅｎｓｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏ·ｄｉａｍｏｎｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｄｅｔｏｎａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｎａｎｏ·ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ硕士论文纳米金刚石的结构性质与应用研究声明．本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。
mxene表面自生长金纳米带
mxene表面自生长金纳米带
MXene是一种新兴的二维材料，具有广泛的应用前景。
近年来，科学家们发现在MXene表面可以自生长金纳米带，这一发现引起了广泛的关注和研究。
在MXene表面自生长金纳米带的现象，让科学家们对材料的性质和结构产生了新的认识。
这些金纳米带的形成是因为MXene表面的特殊结构和化学性质，使金原子能够在其上自组装成稳定的纳米尺度结构。
这种自生长的金纳米带在MXene表面形成了一种独特的纳米结构，具有很高的导电性和导热性，可以应用于电子器件和能源领域。
科学家们通过实验和理论模拟，揭示了金纳米带自生长的机制。
他们发现，MXene表面的化学反应和晶格结构对金原子的吸附和扩散起到了重要的作用。
金原子在MXene表面的活化位点上吸附，然后沿着MXene表面扩散，形成稳定的纳米带结构。
这一发现为进一步研究和应用MXene材料提供了重要的理论指导。
MXene表面自生长金纳米带的发现，为材料科学和纳米技术领域带来了新的突破和机遇。
科学家们正在利用这一现象，开发新型的纳米材料和器件。
他们希望通过控制金纳米带的生长位置和方向，实现对材料性能的调控和优化。
这将为电子器件、能源存储和传感器等领域的发展提供重要的支持。
MXene表面自生长金纳米带的发现，不仅拓宽了材料的应用领域，也为纳米技术的发展提供了新的思路和方向。
科学家们将继续深入研究这一现象，并探索其在新能源、电子器件和生物医学等领域的应用。
相信在不久的将来，MXene材料和自生长金纳米带将为人类创造更美好的未来。
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在此基础上 ， 探讨 了纳米金 自催 化机理放大光学信号及其在光学传感器方面的应用价值 。 关键词 ： 纳米金 ； 自催化生长 ； 抗坏 血酸 ； 基 因探针 中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ １ ２ ． ３ ； Ｔ Ｂ ３ ８ ３ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４ － ２ ７ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ ０ ３ ０ － ０ ４
２ ０ １ ４年 ０ ２月 第４ １卷 第 １期
ｄ ｏ ｉ ： １ ２ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ — ２ ７ ５ Ｘ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ０ ８
云 南化 工
Ｙｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
周 围介 质 极 其 敏 感 ， 在 传 感 技 术 领 域 的推 广 应用具有极为重要 的意义 。 这里重点探讨 小尺寸
激增之后 ， 会达到过度饱 和状态 ， 随后 开始团聚 ，
即所谓 成核 阶段 ， 由１ １个金 原子 快速 团 聚形 成 二
收稿 ： ２ ０ １ ３ ０５ － — １ ４
作者简介 ： 杨 西萍 （ １ ９ ６ ６ 一 ） 女， 甘肃兰州人 ， 副教授 ， 从事有机化工 的教学及研究工作 。
２ ０ １ ４年 第 １ 期
杨西萍等 ： 纳 米金 自催 化 生 长及 其应 用研 究
・ ３ １・
十面体形的金核 晶体 ， 而溶液 中的其余金原子则
按 照能 量递 减 的梯度 一 次 吸附在 金 核 外 围 。在定
等生物大分子 ｊ ， 通过纳米金 自催化生长后的纳 米微粒 ， 其光学信号显著增强 ， 可显著提高光学传 感器 件 的检测灵 敏性 Ｊ 。在 用 于 临床诊 断 的光 学 传感器发展历程 中， 纳米金ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ感器 因其灵敏性高 ，
寿命 长 ， 功能 多 而 被 广 泛应 用 于 各 种 电 学 和光 学 生物 检测 平 台。在 这 里 ， 就 近 年 关 于 纳 米 金 自催
化机理 的本质 ， 及其放大生物探针信号的过程进 行 分析 ， 并 对 其 在 生 物检 测 及 临 床诊 断方 面 的应
用 价值一 并进 行展 望 。
１ 纳米金
１ ． １ 纳 米金胶 体 的形成 过程
讨之中， 关于其高催化活性 的原因， 较多研究工作 结论将其归结于量子尺寸效应 Ｊ 。当金属粒子小
到一 定 程 度 以后 ， 金 属 本身 的 电子 性 质将 发 生 变
化， 从 而 导 致 其 化 学 和 物 理 性 质 出 现 突 变 。例
迄今为止 ， 已有很多关于纳米金合成方法 的 研 究报 道 ， 较 多采 用柠檬 酸 钠还 原 氯酸 金 的方法 ， 合成纳米金溶液 Ｊ 。通过调整还原剂量及种类 ，
量 的金 盐溶 液 中 ， 一 开始所 形 成 的 晶核 越 多 ， 最终
控 制 还 原剂 加 入 量 ， 可 以合 成 出不 同粒 径 的球 状 纳米 金颗 粒 ， 在波 长 ５ ２ ０ ｎ ｍ 附 近 出现 纳米 金 颗 粒 的 等离 子共 振紫外 吸 收特 征峰 ， 此 吸 收峰 的位置 、 形状 与纳 米金 颗 粒 的大 小 、 形 状 与 分散 状 态 密 切
还 原金 盐 （ Ｈ Ａ ｕ Ｃ １ ） 的方 法 ， 在 保 护 剂或 者 静 电斥 力 等作 用 下 ， 就可 以合 成 出不 同粒径 不 同形 状 的 多分散 纳米 金颗 粒 。图 １ 所 示 为 金 离子 被 还 原 为 纳 米 金 的过 程 ： 在 加 入还 原 剂之 前 ， 溶液为 １ ０ ０ ％ 金 盐溶 液 ， 图表 的纵 座标显 示 出 ， 随着 还 原剂 的加 入， 金 离子 被还 原成 原子 的进 程 ， 金 原 子 量在 明显
以其 良好的粒子分散效应， 纳米尺寸效应， 表 面效
应， 光 谱 吸收效 应 以及 自催化 效 应 ， 成为 当前 纳米
学界乃至整个科学界的研究热 点¨ ｊ 。近几年 ， 由
于纳 米技 术 的深入 发展 ， 研究 发 现 ， 小尺 寸 的 纳米 金（ 小于 １ ０ ｎ ｎ １ ） 表 现 出较 高 的 催 化 活性 ， 打 破 了
２ ｌ 世纪 ， 由于 纳米技 术 的飞速发 展 ， 纳米 材料 被 广 泛 的 应用 到 各 个 领 域 ， 产 生 了巨大 的经 济 效 益和 社 会 价 值 。而 纳 米 尺 寸 的金 颗 粒 （ Ａ ｕ Ｎ Ｐ ｓ ） ，
纳米金颗粒 的 自催化效应 ， 尤以其特殊光学性质
及 独特 的生 物亲 和性 ， 被广 泛 用来 标 记 细胞 、 Ｄ Ｎ Ａ
如， 局域表 面等离 子体 共 振效 应 （ Ｌ Ｓ Ｐ Ｒ） ， 并 且 对 光具 有 很 强 的 吸 收 和 散 射 特 性 。 研 究 显 示 ， 纳 米 金 所 表 现 出 来 的 这 些 独 特 的光 学 性 质 ， 与 纳米颗粒的形 状 、 结构 、 尺寸有 直接 的关 系 ， 对
认为金没有催化活性的传统观念 ， 致使人们对其 催化 特性 产生 了极 大 的关 注 兴趣 ｊ 。而从 经 济 角
度 上来 看 ， 金 的价 钱 要 远 远 低 于铂 和 钯 ， 正是 由 于这些 原 因使 得 金催化 剂 的研 究 已经 成 为催 化 领 域 中的一个新 的热点 。 目前 有关 纳 米 金微 粒 的研 究Ｅ ｌ 趋 活跃 ， 但 由于 实验 条 件 和 方 法 的不 同存 在 很多争议 ， 对 其催 化 活性 影 响 的 本质 原 因 尚在 探
Ｆｅ ｂ ． ２ ０１ ４
Ｖｏ １ ． ４ １ ． Ｎｏ ． １
纳 米 金 自催 化 生长 及 其应 用 研 究
杨 西萍 ， 展 宗瑞
（ 兰州石化职业技术学院 应用化学工程系 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ６ ０ ）
摘 要 ： 介 绍了纳米金基 因探 针的制备 方法 ， 对小 尺寸纳米金 的 自催化性 能进行 了分析研 究 ，