CoPt纳米棒异常红外光学性能研究
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反射率的金基底 Ｌ 可以得到相同的结论 ， 明 Ｃ Ｐ 纳米棒 表现 出异 常红外效应 是有材料本 身的性质 ，与反 说 ｏｔ
射基底无关 。论文从 吲／ 气界面进一步验证 了一维纳米材料的异常红外效应 ，有助于 加深对低维纳米 材料异
常红外光学性能的理解 。 关键词 （ Ｐ 纳米棒 ； ２ ｔ ｏ 原位红外光谱 ；固／ 气界 面；异常红外 效应
摘
要
采厢原位模板结合化学还原法制备 了一维 Ｃ Ｐ 纳米棒 ，扫描 电子显微镜 （ Ｅ 结果 表明 Ｃ Ｐ 纳 ｏｔ Ｓ Ｍ） ． ｔ ｏ
米棒平均直径为 １６ ３ｎ 长度在 １ ０ ． Ａ ６ ． ｍ， ． ４５ ０ 之间 。以Ｃ Ｏ为探针分子 ， 固／ 在 气界面研究了 Ｃ Ｐ 纳米棒 ｏｔ 的红外光学性质 ， 同本 体 Ｐ 电极进行对 比分析 。原位固／ 并 ｔ 气红外 光谱 结果表明 ，吸附态 Ｃ Ｃ ￣） Ｏ（ Ｏｄ 在本体 Ｐ 上为正常红外吸收 ， Ｃ Ｐ 纳米 棒在 Ｇ ｔ 而 ｏｔ Ｃ基底上表现出异常红外效应 （ ＲＥ ） 当 Ｃ Ｐ 纳米棒负载到高 ＡＩ ｓ ， ｏｔ
ＲＡ） ］ ［
、
１１ ｏ ｔ ． Ｃ Ｐ 纳米棒的合成 及电极的制备 采用原位模板法合成一 维 Ｃ Ｐ 纳 米棒ｌ ｏｔ １ 。详 细实验 步 骤如下 ：８ ５ｍｇ氯化钴和 ２ ０ｍｇ聚 乙烯吡咯烷酮加入到 ６ ． ０ Ｏ
异常红外效应 （ Ｒ ｓ［ 和 类 Ｆ ｎ ＡＩ Ｅ ） ］ ａｏ红外效 应［。 ］
文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ ：１． ９ ４ ｉ ｎ １ ０—５ ３ ２ １ ）０２ ０ —５ ＯＩ ０ ３ ６￣． ｓ． ０ ００ ９ （０ １ １—６ ６０ ｓ
中图 分 类 号 ： ５ ． ０６ ７ ３
研究 了在 固／ 界面下一维 Ｃ Ｐ 纳米棒的红外 光学 性能。 气 ｏｔ
引 言
位 的大小 、双电层厚 度和 固／ 液界 面其他 物种 的共 吸附等 因 素可能会影 响 Ｃ 分子 在 电极 七的 吸附特 征。在 固／ 界 面 Ｏ 气
黑 电极 ，参 比电 极 为饱 和 甘汞 电极 （ Ｃ ） Ｓ Ｅ ，电解 质 为 ０ １ ．
ｏ ・Ｌ ｔ ｌ ～ Ｈｚ（ 溶液 。电化学实验前通 高纯氮气 １ ｎ以 ｏ Ｓｈ ５ｍｉ
心分离后重新分散 于超纯水 中备用 。得到的产 物滴 加到玻碳
电极 （ Ｃ） 金 电 极 （ ） ，制 得 的工 作 电 极 分 别 记 为 Ｇ 和 Ａｕ 上
Ｃ Ｐ ／Ａ ｏ ｔＣ ２和 Ｃ Ｐ ／ 。 ｏ ｔＡｕ
Ｌ２ 试 剂 及 测 试 仪 器
电化学 实验在 三电极体 系电解池 中进行 ，辅助电极 为铂
第３ 卷 ， １ 期 １ 第 Ｏ ２０１１ １ 年 ０月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖ １３， ｏ １，ｐ６６２１ ｏ．１Ｎ ．０ｐ２０—６０
Ｏｃ ｏ ｅ ，２ １ ｔｂｒ ０ １
Ｓ ｅ ｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃｒ １ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔ ａ ａ ｙ ｉ Ａｎ ｌ ｓｓ
Ｃ Ｐ 纳米 棒 异 常红 外 光学 性 能研 究 ｏｔ
周新 文¨ ，张荣 华 ，姜艳 霞。 ，孙 世刚
１ ．三峡 大学化学与生命科学学院化学系 ， 湖北 宜昌 ４ ３０ ４０ ２ ３ １ ０ ６０５
２ ．厦 门大学化学化工学院化学系 ， 门大学 固体表面物理化学国家重点 实验室 ，福建 厦 门 厦
ｍＬ超纯水 中， 声 １ ｎ 超 ５ｍｉ，磁力搅 拌 ，温度控 制 在 ３ ｏ℃ 。
为了防止 Ｃ ｏ纳米粒子 的氧化 ， 个实验 过程 中通人高 纯氮 整 气保护 。２ Ｂ 溶 于 ２ ＯｍｇＮａ Ｈ ５ｍＬ超纯 水得 到新 鲜 的硼氢
等光学性质是低维纳米材料表现 出的主要 的特殊红外光学性 能 。 中异常红外 效应（ Ｒ ｓ 主要是在 Ｐ 族 （ ｔ ｄ等 ） 其 ＡＩ Ｅ ） ｔ Ｐ ，Ｐ 、
Байду номын сангаас币族 （ ， Ａｕ Ａｇ等） Ｆ 族（ ｅ Ｃ ， 等） 和 ｅ Ｆ ， ｏ Ｎｉ 二维金属纳米薄膜
及其合金上发现 的，在零维的 Ｐ 和 Ｐ 等纳米粒 子上也能观 ｔ ｄ 察 到 异 常 红 外 效 应 ［，３ 维 棒 状 纳 米 材 料 是 低 维 纳 米 材 料 １１ 。一 ０１ 的一种 ， 它的红外光学性 质 的报 道却很 少 。因此 ， 究一 但 研
维纳米材料 的异常红外光学性质不仪对低 维纳米材料特殊红 外光学性质具有重要价值 ， 且对于深入研究 纳米 材料 的结 而
构 、组成 与其特殊性能之问的关系同样具有重要意义 。 前期工作表 明，一维 Ｃ Ｐ 纳米棒在固／ ｏｔ 液界 面上表现 出
异 常 红 外 光学 特 征 ｌ 。 是 在 电化 学 固／ 界 面 中 ，电 极 电 １ 但 液
Ｉ 则不存 在这些影 响 冈素 。本 论文 以 Ｃ ） （ 为分 子探针 ，系统
收 稿 日期 ：２ １－８ １ 。 订 日期 ：２ １ ｌ２ ０ ００ — １ 修 ０ 卜Ｏ 一８
除去溶液中氧。电化学原位红外光谱主要包括 自制红外反 射
基 金项 目：国家 自然科学基金项 目（０ ３ ０ ５ １ ２０ ２ 和三峡大学人才启动基金项 目（ ２０ Ｂ ０ ） ２ ８ ３ ０ ，２０ １０ ） ＫＪ ０ ９ ０ ３ 资助
１ 实验部分
纳米材料在光 、电 、 、催化 等方 面表现 出不 同于 本体 磁
材料的独特性能 ， 这些独特性 能 与纳米 材料 的形 貌 、 子大 粒 小和组成等密切相关 。因此 ， 纳米材料 的控制 合成是 纳米科
学 中一 个 很 重 要 的研 究 方 向 Ｌ 。表 面 增 强 红 外 吸 收 （ Ｅ — １ ］ ＳＩ
化钠溶液 ， 得到的硼氢 化钠 溶液逐 滴加入 到上 述体 系中 ， 将
可以观察到溶液逐 渐变成浅黑 色 ，意味着生 成 了 Ｃ ｏ纳 米粒
子 。滴加 完 硼 氢 化 钠 溶 液 后 ，迅 速 加 入 氯 铂 酸 钾 溶 液 （ ２ ８ ３ ．
ｍｇ溶于 ４ ０ｍＬ超纯水） ，在 ３ Ｏ℃下恒温 ２ｈ 。产物经洗涤离
射基底无关 。论文从 吲／ 气界面进一步验证 了一维纳米材料的异常红外效应 ，有助于 加深对低维纳米 材料异
常红外光学性能的理解 。 关键词 （ Ｐ 纳米棒 ； ２ ｔ ｏ 原位红外光谱 ；固／ 气界 面；异常红外 效应
摘
要
采厢原位模板结合化学还原法制备 了一维 Ｃ Ｐ 纳米棒 ，扫描 电子显微镜 （ Ｅ 结果 表明 Ｃ Ｐ 纳 ｏｔ Ｓ Ｍ） ． ｔ ｏ
米棒平均直径为 １６ ３ｎ 长度在 １ ０ ． Ａ ６ ． ｍ， ． ４５ ０ 之间 。以Ｃ Ｏ为探针分子 ， 固／ 在 气界面研究了 Ｃ Ｐ 纳米棒 ｏｔ 的红外光学性质 ， 同本 体 Ｐ 电极进行对 比分析 。原位固／ 并 ｔ 气红外 光谱 结果表明 ，吸附态 Ｃ Ｃ ￣） Ｏ（ Ｏｄ 在本体 Ｐ 上为正常红外吸收 ， Ｃ Ｐ 纳米 棒在 Ｇ ｔ 而 ｏｔ Ｃ基底上表现出异常红外效应 （ ＲＥ ） 当 Ｃ Ｐ 纳米棒负载到高 ＡＩ ｓ ， ｏｔ
ＲＡ） ］ ［
、
１１ ｏ ｔ ． Ｃ Ｐ 纳米棒的合成 及电极的制备 采用原位模板法合成一 维 Ｃ Ｐ 纳 米棒ｌ ｏｔ １ 。详 细实验 步 骤如下 ：８ ５ｍｇ氯化钴和 ２ ０ｍｇ聚 乙烯吡咯烷酮加入到 ６ ． ０ Ｏ
异常红外效应 （ Ｒ ｓ［ 和 类 Ｆ ｎ ＡＩ Ｅ ） ］ ａｏ红外效 应［。 ］
文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ ：１． ９ ４ ｉ ｎ １ ０—５ ３ ２ １ ）０２ ０ —５ ＯＩ ０ ３ ６￣． ｓ． ０ ００ ９ （０ １ １—６ ６０ ｓ
中图 分 类 号 ： ５ ． ０６ ７ ３
研究 了在 固／ 界面下一维 Ｃ Ｐ 纳米棒的红外 光学 性能。 气 ｏｔ
引 言
位 的大小 、双电层厚 度和 固／ 液界 面其他 物种 的共 吸附等 因 素可能会影 响 Ｃ 分子 在 电极 七的 吸附特 征。在 固／ 界 面 Ｏ 气
黑 电极 ，参 比电 极 为饱 和 甘汞 电极 （ Ｃ ） Ｓ Ｅ ，电解 质 为 ０ １ ．
ｏ ・Ｌ ｔ ｌ ～ Ｈｚ（ 溶液 。电化学实验前通 高纯氮气 １ ｎ以 ｏ Ｓｈ ５ｍｉ
心分离后重新分散 于超纯水 中备用 。得到的产 物滴 加到玻碳
电极 （ Ｃ） 金 电 极 （ ） ，制 得 的工 作 电 极 分 别 记 为 Ｇ 和 Ａｕ 上
Ｃ Ｐ ／Ａ ｏ ｔＣ ２和 Ｃ Ｐ ／ 。 ｏ ｔＡｕ
Ｌ２ 试 剂 及 测 试 仪 器
电化学 实验在 三电极体 系电解池 中进行 ，辅助电极 为铂
第３ 卷 ， １ 期 １ 第 Ｏ ２０１１ １ 年 ０月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖ １３， ｏ １，ｐ６６２１ ｏ．１Ｎ ．０ｐ２０—６０
Ｏｃ ｏ ｅ ，２ １ ｔｂｒ ０ １
Ｓ ｅ ｔｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃｒ １ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔ ａ ａ ｙ ｉ Ａｎ ｌ ｓｓ
Ｃ Ｐ 纳米 棒 异 常红 外 光学 性 能研 究 ｏｔ
周新 文¨ ，张荣 华 ，姜艳 霞。 ，孙 世刚
１ ．三峡 大学化学与生命科学学院化学系 ， 湖北 宜昌 ４ ３０ ４０ ２ ３ １ ０ ６０５
２ ．厦 门大学化学化工学院化学系 ， 门大学 固体表面物理化学国家重点 实验室 ，福建 厦 门 厦
ｍＬ超纯水 中， 声 １ ｎ 超 ５ｍｉ，磁力搅 拌 ，温度控 制 在 ３ ｏ℃ 。
为了防止 Ｃ ｏ纳米粒子 的氧化 ， 个实验 过程 中通人高 纯氮 整 气保护 。２ Ｂ 溶 于 ２ ＯｍｇＮａ Ｈ ５ｍＬ超纯 水得 到新 鲜 的硼氢
等光学性质是低维纳米材料表现 出的主要 的特殊红外光学性 能 。 中异常红外 效应（ Ｒ ｓ 主要是在 Ｐ 族 （ ｔ ｄ等 ） 其 ＡＩ Ｅ ） ｔ Ｐ ，Ｐ 、
Байду номын сангаас币族 （ ， Ａｕ Ａｇ等） Ｆ 族（ ｅ Ｃ ， 等） 和 ｅ Ｆ ， ｏ Ｎｉ 二维金属纳米薄膜
及其合金上发现 的，在零维的 Ｐ 和 Ｐ 等纳米粒 子上也能观 ｔ ｄ 察 到 异 常 红 外 效 应 ［，３ 维 棒 状 纳 米 材 料 是 低 维 纳 米 材 料 １１ 。一 ０１ 的一种 ， 它的红外光学性 质 的报 道却很 少 。因此 ， 究一 但 研
维纳米材料 的异常红外光学性质不仪对低 维纳米材料特殊红 外光学性质具有重要价值 ， 且对于深入研究 纳米 材料 的结 而
构 、组成 与其特殊性能之问的关系同样具有重要意义 。 前期工作表 明，一维 Ｃ Ｐ 纳米棒在固／ ｏｔ 液界 面上表现 出
异 常 红 外 光学 特 征 ｌ 。 是 在 电化 学 固／ 界 面 中 ，电 极 电 １ 但 液
Ｉ 则不存 在这些影 响 冈素 。本 论文 以 Ｃ ） （ 为分 子探针 ，系统
收 稿 日期 ：２ １－８ １ 。 订 日期 ：２ １ ｌ２ ０ ００ — １ 修 ０ 卜Ｏ 一８
除去溶液中氧。电化学原位红外光谱主要包括 自制红外反 射
基 金项 目：国家 自然科学基金项 目（０ ３ ０ ５ １ ２０ ２ 和三峡大学人才启动基金项 目（ ２０ Ｂ ０ ） ２ ８ ３ ０ ，２０ １０ ） ＫＪ ０ ９ ０ ３ 资助
１ 实验部分
纳米材料在光 、电 、 、催化 等方 面表现 出不 同于 本体 磁
材料的独特性能 ， 这些独特性 能 与纳米 材料 的形 貌 、 子大 粒 小和组成等密切相关 。因此 ， 纳米材料 的控制 合成是 纳米科
学 中一 个 很 重 要 的研 究 方 向 Ｌ 。表 面 增 强 红 外 吸 收 （ Ｅ — １ ］ ＳＩ
化钠溶液 ， 得到的硼氢 化钠 溶液逐 滴加入 到上 述体 系中 ， 将
可以观察到溶液逐 渐变成浅黑 色 ，意味着生 成 了 Ｃ ｏ纳 米粒
子 。滴加 完 硼 氢 化 钠 溶 液 后 ，迅 速 加 入 氯 铂 酸 钾 溶 液 （ ２ ８ ３ ．
ｍｇ溶于 ４ ０ｍＬ超纯水） ，在 ３ Ｏ℃下恒温 ２ｈ 。产物经洗涤离