复合纳米金膜的制备及其光学性质
贵金属纳米颗粒复合薄膜光学特性理论研究
贵金属纳米颗粒复合薄膜光学特性理论研究张素伟;张波萍;李顺;朱立峰;张雨桥【摘要】采用经典Mie理论模拟计算了Ag、Au和Cu系纳米颗粒复合薄膜的吸收光谱.所有复合薄膜的吸收光谱均在可见光范围内出现表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)吸收峰.Ag、Au和Cu系复合薄膜的SPR吸收峰峰位和峰强与金属介电常数实部(εm1)和虚部(εm2)及介质折射率(refractive index,ns)之间存在强相关性,相比于εm1和εm2,ns的增大主导SPR吸收峰向长波方向移动且强度增强.通过改变金属和介质种类可以调节Ag、Au和Cu系复合薄膜的SPR 吸收峰峰位和峰强,从而调节其光吸收特性.根据ns可以推测出金属纳米颗粒复合薄膜在可见光范围内的SPR吸收峰峰位.理论模拟吸收光谱与前人实验结果吻合,SPR吸收峰峰位的理论值与文献实验值接近.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2015(031)011【总页数】8页(P2135-2142)【关键词】Mie理论;金属纳米颗粒复合薄膜;表面等离子共振;介质折射率【作者】张素伟;张波萍;李顺;朱立峰;张雨桥【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083【正文语种】中文金属纳米颗粒复合薄膜，是由金属纳米颗粒镶嵌在固体介质载体中形成的一种复合材料。
该类复合薄膜材料具有较强的非线性光学增强效应[1]，在特定波长范围内出现表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)和量子尺寸效应，并表现出奇异的线性或非线性光学效应[2]，在材料科学、信息科学及光催化等领域具有潜在的应用价值[3]。
纳米复合薄膜的制备及其应用
纳米复合薄膜的制备及其应用汇报人：日期:contents•引言•纳米复合薄膜的制备方法目录•纳米复合薄膜的应用领域•展望与结论01引言纳米复合薄膜的定义•纳米复合薄膜是一种由纳米尺度的多种材料复合而成的薄膜。
这种薄膜具有优异的物理、化学和机械性能，其性能往往超越单一材料薄膜。
性能提升需求：随着科技的进步，单一材料的薄膜在性能上已无法满足日益增长的需求，需要一种性能更加优异的新型薄膜。
应用前景广阔：纳米复合薄膜在电子、光电、生物医学、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
纳米技术的崛起：纳米技术的快速发展为复合薄膜的制备提供了新的可能，纳米尺度下的材料复合能带来诸多优异性能。
因此，对纳米复合薄膜的研究具有重要的现实意义和应用价值。
研究背景与意义探索制备方法：研究并探索有效的纳米复合薄膜制备方法，实现对其厚度、成分及微观结构的精确控制。
性能表征与优化：系统表征纳米复合薄膜的性能，并通过材料选择、工艺优化等方式进一步提升其性能。
通过以上研究，期望能为纳米复合薄膜的制备科学、性能优化及其在多个领域的应用提供全面而深入的见解。
拓展应用领域：挖掘纳米复合薄膜在多个领域的应用潜力，为实际应用提供理论和实验依据。
本研究旨在研究目的02纳米复合薄膜的制备方法通过在高真空环境下加热蒸发材料，然后在基底上冷凝形成纳米复合薄膜。
此方法可用于制备纯净度高、结晶性好的薄膜。
蒸发冷凝法利用离子或粒子束轰击靶材，使靶材原子或分子溅射出来，沉积在基底上形成纳米复合薄膜。
这种方法可以用于制备多种材料和组分的纳米复合薄膜。
溅射法使用高功率脉冲激光器照射靶材，使其瞬间蒸发并在基底上沉积形成纳米复合薄膜。
此方法可用于制备高质量、高纯度的纳米复合薄膜。
脉冲激光沉积法将金属醇盐或无机盐水解形成溶胶，然后通过凝胶化过程得到凝胶，再经过干燥和热处理得到纳米复合薄膜。
此方法可用于制备多孔、大面积、组分可调的纳米复合薄膜。
溶胶-凝胶法通过气态前驱体在基底表面发生化学反应，生成所需的纳米复合薄膜。
专利一种复合纳米金粒子的制备方法及应用与流程
专利一种复合纳米金粒子的制备方法及应用与流程复合纳米金粒子是一种具有广泛应用前景的纳米材料。
本文将介绍一种专利的复合纳米金粒子制备方法及其应用与流程。
制备方法：1. 准备材料：金盐（如氯金酸）、表面活性剂（如十二烷基硫酸钠）、还原剂（如乙酸酯类）、溶剂（如水或有机溶剂）。
2. 制备胶体金溶液：将金盐溶解在溶剂中，加入适量的表面活性剂，搅拌均匀。
3. 还原金盐：将还原剂逐滴加入胶体金溶液中，同时搅拌混合。
还原剂的添加速率需要控制，以避免过快或过慢引起金沉淀或胶体金颗粒过大。
4. 收集金粒子：经过适当时间的还原反应后，用离心机将混合溶液离心，分离纳米金粒子沉淀。
应用与流程：1. 生物传感器：复合纳米金粒子具有高度稳定性和特定表面增强效应，可用于生物传感器的制备。
通过将复合纳米金粒子修饰在传感器表面，可以实现对特定生物分子的检测和识别，广泛应用于医学、环境监测等领域。
2. 催化剂：由于复合纳米金粒子具有大比表面积和优越的催化活性，可以应用于催化反应中。
例如，在有机合成中，复合纳米金催化剂可以有效促进化学反应，提高产物收率和选择性。
3. 光电器件：复合纳米金粒子在光电领域具有广泛应用潜力。
通过调控复合纳米金粒子的形状和尺寸，可以改变其光学特性，实现光电器件的性能优化。
如太阳能电池、光催化剂等。
4. 医学治疗：复合纳米金粒子在医学领域的应用逐渐扩大。
其具有良好的生物相容性和低毒性，可以用于纳米药物的载体，实现靶向治疗和放射性治疗。
此外，复合纳米金粒子还可应用于生物成像和诊断等方面。
综上所述，该专利的复合纳米金粒子制备方法为一种简单、高效的制备方法。
其应用广泛，包括生物传感器、催化剂、光电器件和医学治疗等领域。
该制备方法及应用对于推动纳米技术发展和实现相关应用具有重要意义。
微_纳米复合金刚石薄膜的制备与性能研究
分磨至基体 ;复合膜未完全磨至阳极氧化膜层 ,还布有 一定厚度的固体润滑膜 。因此 ,对比阳极氧化膜 ,其耐 磨寿命至少延长至 2倍以上 。
从以上分析结果看 ,固体润滑膜粘结阳极氧化膜 后 ,固体润滑膜不仅显著降低了阳极氧化膜的摩擦系 数及对偶件的磨损量 ,而且有效提高了阳极氧化膜的 耐磨性 。这与该固体润滑膜中纳米 A l2 O3颗粒及二硫 化钼基的协同作用有关 [ 8 ] : 二硫化钼基的润滑作用有 效地降低了阳极氧化膜摩擦系数及对偶件的磨损量 。 高表面活性纳米 A l2 O3粉材颗粒的加入与固体润滑干 膜中有机成分相结合 ,均匀分散于涂层表面 ,这样在软 基体上弥散分布了无数硬质点 ,发挥了纳米 A l2 O3颗粒 优良的抗磨性能 ,提高了膜层的耐磨性和抗挤压能力 。 纳米颗粒的高表面活性使其与基体的吸附能力和对润 滑膜中有机分子的亲和力增强 ,使膜的强度提高 ,抗剥 离性能增强 。
1. 2
0. 8
A r流量 / ( cm3 ·m in - 1 )
0
40
1. 1 预处理
选用 10 mm ×10 mm ×200 μm 的纯铜片作基体 , 首先对其进行表面预处理 ,具体流程如下 :抛光 →丙酮 溶液中超声清洗 30 m in→去离子水清洗 →10%稀硫酸 中浸泡 12 h→去离子水清洗 →过渡层镀膜处理 。过渡 层的制备用 C 2S磁控溅射仪 ,先后溅射三种金属钛 、 铝 、钼 ,具体流程如下 :溅射电流 1 A ,温度 300 ℃,钛层
从图 3e可以看出 ,复合金刚石薄膜是由形貌不同 的微米级小块拼合在一起而形成的 ,而这些微米级的 小块又是由尺寸为 10 ～15 nm 的晶粒组成的 ,其高倍 SEM 形貌见图 4。从图 4可以看出 ,它的表面看起来非 常平整 。于是 ,这些细小的纳米颗粒覆盖住微米级别 的金刚石颗粒 ,聚晶形成了微米级别平滑的小块 ,再由 这些小块结合成较为平坦的薄膜 。
纳米复合膜材料的制备与性能研究
纳米复合膜材料的制备与性能研究引言：纳米材料是当下材料科学领域的热点研究方向之一，它具有独特的物理、化学和力学性质，使得纳米材料在各个领域都有着广阔的应用前景。
其中，纳米复合膜材料的制备与性能研究更是备受关注。
本文将探讨纳米复合膜材料的制备方法，以及不同纳米材料对复合膜性能的影响。
1. 纳米复合膜的制备方法1.1 溶液浸渍法溶液浸渍法是一种简便且常用的纳米复合膜制备方法。
其步骤主要包括选择合适的溶剂、选择纳米材料、控制溶液浓度和浸渍时间等。
通过浸渍纳米材料悬浮液的基材上，并通过烘干、热处理等工艺，形成纳米复合膜。
该方法制备的纳米复合膜具有较好的均匀性和可控性。
1.2 化学沉积法化学沉积法是一种通过化学反应在基材表面沉积纳米材料的方法。
其特点是可以控制纳米材料的分布密度和尺寸。
通过控制反应条件、pH值以及添加复合剂等，可以实现不同形态和结构的纳米复合膜制备。
2. 不同纳米材料对复合膜性能的影响2.1 碳纳米管碳纳米管具有优异的力学性能、导电性能和热导性能，因此广泛应用于复合膜材料制备。
添加适量的碳纳米管可以增强复合膜的力学强度和导电性能。
然而，过高的碳纳米管添加量可能导致纳米管之间的聚集现象，影响复合膜的均匀性和柔韧性。
2.2 金属纳米颗粒金属纳米颗粒具有良好的光学、磁学和催化性能。
将金属纳米颗粒掺杂到纳米复合膜中，可以实现催化反应和光催化反应等应用。
同时，金属纳米颗粒在复合膜中的分散性和稳定性也是影响复合膜性能的关键因素。
2.3 二维纳米材料二维纳米材料，如石墨烯和二硫化钼，具有优异的电子传输性能和光电特性。
将二维纳米材料引入纳米复合膜中，可以实现对复合膜的导电性能、光学性能和机械性能的调控。
结论：纳米复合膜材料的制备与性能研究是一项具有重要科学意义和实际应用价值的研究方向。
选择适当的制备方法和纳米材料，可以实现对复合膜性能的调控。
然而，目前在复合膜制备过程中仍面临一些挑战，如纳米材料分散性、稳定性和复合膜的力学性能等问题，需要进一步深入研究和解决。
《基于金纳米棒的纳米复合物的制备和光热性能研究》范文
《基于金纳米棒的纳米复合物的制备和光热性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，金纳米棒作为一种具有独特光学和物理特性的纳米材料，在生物医学、光子学、光热转换等领域得到了广泛的应用。
本文将详细介绍基于金纳米棒的纳米复合物的制备方法，并对其光热性能进行深入研究。
二、金纳米棒的制备金纳米棒的制备主要采用种子生长法。
首先，制备种子溶液，然后以抗坏血酸为还原剂，硝酸银为生长剂，通过控制反应条件，使金离子在种子表面生长，形成金纳米棒。
制备过程中需严格控制温度、pH值、浓度等参数，以保证金纳米棒的形状、大小和分散性。
三、基于金纳米棒的纳米复合物的制备基于金纳米棒的纳米复合物可以通过物理混合、化学键合、生物结合等方法制备。
本文采用化学键合法，将金纳米棒与聚合物、生物分子等材料进行复合，形成稳定的纳米复合物。
具体步骤包括：首先将金纳米棒与聚合物进行混合，通过静电作用或共价键合等方式将两者结合在一起，形成纳米复合物。
四、光热性能研究光热性能是金纳米棒及其复合物的重要性能之一。
本文通过实验研究了金纳米棒及其复合物的光热转换效率、光稳定性、温度响应等性能。
1. 光热转换效率光热转换效率是衡量金纳米材料光热性能的重要指标。
通过测量金纳米棒及其复合物在不同波长光照下的升温速率和温度变化，可以计算得到其光热转换效率。
实验结果表明，金纳米棒具有较高的光热转换效率，其复合物也能保持良好的光热性能。
2. 光稳定性光稳定性是衡量金纳米材料在光照下性能稳定性的重要指标。
通过长时间光照实验，观察金纳米棒及其复合物的光学性质和光热性能的变化，可以评估其光稳定性。
实验结果表明，金纳米棒及其复合物具有较好的光稳定性。
3. 温度响应温度响应是金纳米材料在光热转换过程中的重要特性。
通过测量金纳米棒及其复合物在不同温度下的光学性质和光热性能，可以研究其温度响应特性。
实验结果表明，金纳米棒及其复合物具有较好的温度响应性能，能在特定温度下实现光热转换。
纳米金材料的制备与性能研究
纳米金材料的制备与性能研究随着科技的不断进步，纳米材料的应用领域也在不断拓宽。
其中，纳米金材料作为一种有着独特性能的纳米材料，在能源、光电、催化等领域具有广阔的应用前景。
本文将探讨纳米金材料的制备方法以及其在性能研究方面的应用。
纳米金材料的制备有多种方法，其中较常见的是湿化学法和物理法。
湿化学法主要包括化学还原法、溶胶-凝胶法和电化学沉积法等。
化学还原法是指将金离子还原为金纳米颗粒，通过在反应溶液中加入还原剂，如氨水、甲醛等，可得到具有不同形貌和尺寸的纳米金颗粒。
溶胶-凝胶法则通过控制溶胶的成分和凝胶的温度、pH值和反应时间等参数，实现纳米金材料的制备。
电化学沉积法则是将金属离子通过外加电压的作用沉积到电极上，形成纳米金材料。
物理法主要包括溅射法、热蒸发法和激光蚀刻法等。
溅射法是将金属靶材置于真空腔内，通过高能粒子轰击金属靶材使其释放出金原子，再以惰性气体或惰性气氛控制金原子的运动，从而得到纳米金材料。
热蒸发法则是通过高温将金属材料蒸发，使其沉积在基底上形成纳米金材料。
激光蚀刻法则是利用激光束对金属材料进行蚀刻，形成纳米级小孔，然后将大孔在高温条件下迅速冷却，从而得到具有纳米尺寸的金材料。
除了制备方法外，纳米金材料的性能研究也是科学家们关注的热点。
纳米金材料由于其特殊的尺寸效应和表面效应，表现出与宏观金材料不同的物理、化学和生物学性能。
其中，表面等离子体共振现象是纳米金材料的重要性能之一。
当入射光与纳米金颗粒表面的自由电子振荡频率相匹配时，会发生等离子体共振现象，极大地放大了光的吸收和散射，从而使得纳米金材料具有优异的光学性能。
这一性能使得纳米金材料在光学传感器、光催化等领域具有广泛的应用前景。
此外，纳米金材料还具有优异的电学性能。
由于纳米金颗粒的特殊结构，其载流子具有较高的迁移率，因此纳米金材料在传感器、储能器件和显示器件等领域有着广泛的应用。
此外，纳米金材料在催化领域的应用也备受瞩目。
纳米金材料具有较大的比表面积和优异的催化活性，因此在催化剂的研究中具有广泛的应用前景。
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
9
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
金银合金纳米粒子与金属纳米薄膜的制备及其光学性质研究的开题报告
金银合金纳米粒子与金属纳米薄膜的制备及其光学性质研究的开题报告一、研究背景及意义随着纳米技术的发展，金银合金纳米粒子及金属纳米薄膜已成为纳米光学研究中的重要材料。
金银合金纳米粒子在表面增强拉曼光谱(SERS)、光学传感器、催化等领域有广泛应用。
而金属纳米薄膜则用于表面等离子体共振(SPR)传感器、微纳加工等。
二、研究内容本研究旨在制备金银合金纳米粒子和金属纳米薄膜，并研究其光学性质。
具体内容包括以下三个方面：1、制备金银合金纳米粒子利用化学还原法、溶胶-凝胶法等方法制备不同形貌、大小的金银合金纳米粒子，并对纳米粒子的形貌、大小进行表征。
2、制备金属纳米薄膜通过热蒸发、磁控溅射等方法制备不同厚度、结构的金属纳米薄膜，并对其表面形貌、结构进行表征。
3、研究金银合金纳米粒子和金属纳米薄膜的光学性质利用紫外-可见吸收光谱、表面增强拉曼光谱、表面等离子体共振光谱等方法研究金银合金纳米粒子在SERS、光学传感器等方面的应用，以及金属纳米薄膜在SPR传感器、微纳加工等方面的应用。
三、研究方法本研究采用化学还原法、溶胶-凝胶法、热蒸发、磁控溅射等方法进行样品的制备。
利用紫外-可见吸收光谱、表面增强拉曼光谱、表面等离子体共振光谱等方法研究样品的光学性质。
同时还将结合扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等表征手段对样品进行结构和形貌的表征。
四、研究预期成果本研究预计制备出不同形貌、大小的金银合金纳米粒子和金属纳米薄膜，并研究其光学性质；并对其在SERS、SPR传感器、光学传感器、微纳加工等方面的应用进行探究，为纳米光学研究提供新的思路和实验基础。
纳米金属薄膜的制备与性能研究
纳米金属薄膜的制备与性能研究金属薄膜是一种非常重要的功能性材料，广泛用于光电子器件、传感器和能源设备等领域。
随着纳米科技的发展，研究人员开始关注纳米金属薄膜的制备与性能研究。
本文将深入探讨纳米金属薄膜的制备方法和研究进展。
首先，纳米金属薄膜的制备方法多种多样，其中物理蒸发和化学合成是两种常用的方法。
物理蒸发是指通过热蒸发、电子束蒸发或激光蒸发等方式，让金属材料从固态直接转变为薄膜。
这种方法简单、易于控制薄膜的厚度和成分，但对基底材料依赖性较强。
而化学合成则是通过溶液中的化学反应来合成纳米金属颗粒，再将颗粒沉积在基底上形成薄膜。
这种方法制备的薄膜结构较为均匀，但对反应条件和溶剂选择有较高的要求。
在纳米金属薄膜的性能研究方面，表面等离子体共振（SPR）是一个非常重要的研究手段。
SPR是指当金属薄膜和介质之间存在界面时，入射光会激发金属表面的电磁波，产生共振现象。
利用SPR技术，可以对纳米金属薄膜的光学特性、电子传输性质等进行表征。
例如，通过调控金属薄膜的厚度和金属的种类，可以实现对材料的光学吸收和散射性能的调控，从而广泛应用于太阳能电池和光电传感器等领域。
另外，纳米金属薄膜的热力学性质也是研究的重点之一。
由于纳米金属薄膜的尺寸减小，其表面积与体积之比增大，从而导致其热力学特性发生改变。
例如，纳米金属薄膜的熔点和相变温度可能与宏观金属材料不同，这与表面能的改变和晶格约束效应有关。
因此，研究纳米金属薄膜的热力学性质对于了解纳米材料的热稳定性和相变行为具有重要意义。
此外，纳米金属薄膜的电学性质也备受关注。
由于其尺寸效应和晶格约束效应的存在，纳米金属薄膜可能呈现出与宏观金属材料不同的电导率和电介质性质。
研究人员通过调控纳米金属薄膜的厚度、晶粒大小以及添加各种掺杂物等方法，以期实现对纳米金属薄膜导电性能的调控。
这对于纳米电子器件的制备和性能提升具有重要意义。
总之，纳米金属薄膜的制备与性能研究是一个充满挑战又具有广阔应用前景的领域。
纳米金的制备及其应用
纳米金的制备及其应用纳米金是一种在化学、生物、电子等领域有广泛应用的纳米材料。
由于其独特的光学、电学、热学、化学等性质，已成为研究的热点。
本文将介绍纳米金的制备方法和在各个领域中的应用。
一、纳米金的制备目前，纳米金的制备方法主要包括化学法、物理法和生物法。
1. 化学法化学法主要是采用还原剂还原金盐制备纳米金。
还原剂中常用的有氢氯酸、硼氢化钠、氨水、次氯酸钠等。
其中，硼氢化钠是常用的还原剂，它可以在常温下还原金离子，制备出颗粒大小均匀的纳米金。
同时，在制备过程中可通过控制反应条件如pH值、温度、反应时间等来调节纳米粒子的大小和形貌。
2. 物理法物理法主要包括热蒸发法、电沉积法、激光还原法等。
其中，热蒸发法是最简单的方法，将金属加热到高温蒸发，通过凝结沉积的方式制备纳米金。
这种方法制备的纳米金颗粒分布不均匀，同时难以控制粒径大小。
3. 生物法生物法主要是利用生物体系合成纳米金，其中，酵母、细菌、植物等都可以用来制备纳米金。
这种方法制备的纳米金稳定性较好，不存在对人体的有害物质，因此在生命科学研究中应用较为广泛，如在类肝细胞药物代谢活性的测定中等。
二、纳米金的应用1. 光学应用纳米金具有强烈的吸收和散射光线的能力，因此在光学领域有着广泛的应用。
纳米金的表面增强拉曼散射(SERS)效应，使得其可用于生物分析和检测。
此外，纳米金还可以用于光学传感器和太阳能电池。
2. 医学应用纳米金在医学领域中有着广泛的应用，如用于癌症的诊断和治疗。
纳米金对癌细胞可以产生热效应，从而达到杀灭癌细胞的效果。
此外，纳米金还可以在癌症分子靶向治疗中发挥作用。
3. 生物学应用纳米金在生物学领域中也有重要的应用，如在药物传递、生物成像等方面。
纳米金的表面容易与生物大分子发生结合，可以用于制备生物传感器、生物标记等。
4. 电子学应用纳米金的电学性质表现出了很多独特的性能，如表面等离子共振等，使得其在电子学领域中有着广泛的应用，如在生物传感器和电子器件等方面。
纳米复合薄膜的制备和表征
摘要本文简要介绍薄膜的基本概况，分类，以及纳米复合薄膜的发展。
纳米复合薄膜材料由于具有传统复合材料和现代纳米材料两者的优点，正成为纳米材料的重要分支而越来越引起广泛的重视和深入的研究。
本文全面介绍了纳米复合薄膜的发展历史、制备方法、薄膜性能及其应用前景，并重点介绍一种研究应用比较广泛的纳米复合薄膜---TiO2／SiO2二元氧化物薄膜的制备，并通过X射线衍射分析，扫描电镜，透射电镜等一系列分析手段对它进行表征。
关键词薄膜纳米复合空气-水面薄膜 TiO2/SiO2二元氧化物薄膜1.薄膜简介1.1薄膜的定义薄膜是一种用塑料、胶粘剂、橡胶或其他材料制成的薄而软的透明薄片，它在受到光照时可以发生干涉。
薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层。
入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射振动分出，是相干光，属分振幅干涉。
若光源为扩展光源（面光源），则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉，故属定域干涉。
对两表面互相平行的平面薄膜，干涉条纹定域在无穷远，通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察；对楔形薄膜，干涉条纹定域在薄膜附近。
1.2等倾干涉和等候干涉薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而产生的干涉称为等倾干涉．薄膜通常由厚度很小的透明介质形成．如肥皂泡膜、水面上的油膜、两片玻璃间所夹的空气膜、照相机镜头上所镀的介质膜等．比较简单的簿膜干涉有两种，一种称作等厚干涉，这是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉．牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉．另一种称做等倾干涉．当不同倾角的光入射到折射率均匀，上、下表面平行的薄膜上时，同一倾角的光经上、下表面反射(或折射)后相遇形成同一条干涉条纹，不同的干涉明纹或暗纹对应不同的倾角，这种干涉称做等倾干涉．等倾干涉一般采用扩展光源，并通过透镜观察．把两块干净的玻璃片紧紧压叠，两玻璃片间的空气层就形成空气薄膜．用水银灯或纳灯作为光源，就可以观察到薄膜干涉现象．如果玻璃内表面不很平，所夹空气层厚度不均匀，观察到的将是一些不规则的等候干涉条纹，常是一些不规则的同心环．若用很平的玻璃片(如显微镜的承物片)则会出现一些平行条纹．手指用力压紧玻璃片时，空气膜厚度变化，条纹也随之改变．根据这个道理，可以测定平面的平直度．测定的精度很高，甚至几分之一波长那么小的隆起或下陷都可以从条纹的弯曲上检测出来．若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，可用来测很小的长度．利用薄膜干涉还可以制造增透膜。
纳米金材料的制备及应用研究
纳米金材料的制备及应用研究随着科技的不断进步，纳米技术已经开始广泛应用在各个领域中，其中纳米金材料成为了重要的研究方向之一。
纳米金材料具有独特的物理、化学和生物学特性，其结构和性能的变化可以极大地影响其在生物医学、电子、光学和化学领域等的应用。
本文将介绍纳米金材料的制备方法以及其应用研究进展。
一、纳米金材料的制备方法目前，纳米金材料的制备方法主要有化学还原法、微乳液法和光化学法等。
具体方法如下：1.化学还原法化学还原法是一种常见的制备纳米金材料的方法，其原理是利用还原剂和金离子发生还原反应，生成纳米金粒子。
这种方法可以通过调整溶液中还原剂和金离子的比例来控制纳米粒子的尺寸和形状。
此外，还可以控制硝酸和还原剂的添加速率来调节纳米粒子的形貌和尺寸分布。
2.微乳液法微乳液法是一种将金离子和还原剂放入一个稳定的微乳液中进行反应的方法。
微乳液可以提供稳定的环境，使得金离子迅速还原成金粒子，而且这种方法的反应速度快、粒子尺寸分布窄。
此外，微乳液法还可以通过改变乳液的组成来调节粒子的形貌和尺寸分布。
3.光化学法光化学法是一种将金离子还原为金微粒子的方法，其中金离子是在紫外线或可见光照射下还原的。
在金离子和还原剂的存在下，紫外线或可见光可以激活还原剂的分子，使其获得足够的能量来还原金离子。
这种方法可以控制光照时间和光强来调节粒子的尺寸和形貌。
二、纳米金材料的应用研究1.生物医学应用纳米金材料在生物医学应用中有着广泛的应用。
其主要应用在光学成像、光热治疗和药物传递等方面。
光学成像是指通过金纳米材料的表面增强拉曼光谱（SERS）效应，提高荧光或受激荧光的信号强度，从而增加生物机体的成像信噪比。
光热治疗是指将金纳米颗粒注射到病变组织内，使用激光或光束照射激活其表面等离子体共振吸收峰，在局部区域产生局部温度升高，从而杀死患处的肿瘤细胞。
药物传递是在生物分子的载体上接上金纳米材料，能够有效提高药物的生物利用度。
2.电子应用纳米金材料在电子应用中的主要作用是作为电子材料的衬底。
纳米金薄膜的制备及性能研究
纳米金薄膜的制备及性能研究纳米金薄膜是近年来备受关注的一类纳米材料，其具有很多优异的性能，被广泛用于各个领域，例如光电子器件、生物传感器、表面增强拉曼光谱等。
本文将主要介绍纳米金薄膜的制备方法及其性能研究。
一、制备方法目前，纳米金薄膜的制备方法主要分为物理法和化学法两类。
1.物理法物理法制备纳米金薄膜主要包括热蒸发法、磁控溅射法、离子束溅射法、电子束物理气相沉积法等。
其中热蒸发法是一种较为简单的方法，适用于制备较厚的纳米金薄膜。
其原理是利用高温下将金属加热，使其转变为蒸气态，然后使蒸汽沉积在表面形成薄膜。
但其制备的薄膜质量较差，易受到杂质污染。
磁控溅射法是目前应用较广的制备方法之一，具有高纯度、重复性好等优点。
其原理是将纯金属置于真空室中，加入高能电子或离子激发金属原子，使之飞出并沉积在表面形成薄膜。
但其制备的纳米金薄膜往往会受到溅射原理的影响，表面粗糙度较高。
离子束溅射法和电子束物理气相沉积法类似，都是利用高能离子或电子轰击金属靶，使之释放原子或切断分子，通过原子弹球法实现对样品表面的沉积。
这两种方法制备的薄膜具有良好的致密性和均一性，但设备设施较为昂贵，且制备速度较慢。
2.化学法化学法制备纳米金薄膜主要包括还原法、光化学沉积法、溶液浸渍法等。
还原法是一种较为简单的方法，它将金离子还原为非晶态金，再通过热处理制备纳米金薄膜。
其优点是易于操作，制备速度快，但制备的薄膜主要为非晶态，而且粒径分布较宽。
光化学沉积法是一种由光和化学反应相结合的方法，利用光照或电解质的添加实现对氧化还原反应的调控。
其优点是可以制备极薄的纳米金薄膜，具有厚度均匀、晶格完整、应力小等特点。
溶液浸渍法是一种依靠物质之间的相互作用力将纳米金颗粒沉积在基底表面的方法。
其优点是可扩展性强，能够制备大面积的薄膜，但制备的薄膜在结晶程度、粒径分布等方面存在一定的问题。
二、性能研究1.光学性能纳米金薄膜的光学性能主要表现在其表面等离子共振吸收现象，并可应用于表面增强拉曼光谱、太阳能电池等领域。
一种光学复合金属纳米材料的制备方法和应用[发明专利]
![一种光学复合金属纳米材料的制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0f175502551810a6f4248604.png)
专利名称：一种光学复合金属纳米材料的制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：王晓英,金鑫,宫苗,吕良瑞,李淋雨,陈晴晴,顾璇
申请号：CN201911110246.3
申请日：20191114
公开号：CN110823876A
公开日：
20200221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种光学复合金属纳米材料的制备方法和应用，该方法步骤为：先将壳聚糖、重金属盐、氢氧化钠、联吡啶钌和分散剂在室温下混合研磨，然后加入氯金酸/氯铂酸/氯钯酸溶液或其盐溶液继续研磨，直至产物颜色变为棕色，将产物离心洗涤即得XRuY光学复合金属纳米材料。
本发明通过研磨制得的光学复合金属纳米材料尺寸较小且均一，制备过程耗时较少，该法可在室温下进行，不需要额外条件，简便、快速且环保；且本发明制备的光学复合金属纳米材料具有非常好的稳定性，发光效率显著增高、导电性能和生物相容性良好，可应用于电致化学发光生物传感器，作为电极修饰或标记材料，为生物分子的分析检测提供新途径。
申请人：东南大学
地址：211189 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
国籍：CN
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：吴飞
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《纳米金复合可见光催化材料的制备与性能研究》
《纳米金复合可见光催化材料的制备与性能研究》一、引言随着环境保护和能源利用的日益重要，光催化技术作为一种新兴的绿色技术，在环境治理和能源转换领域展现出巨大的应用潜力。
纳米金复合可见光催化材料因其高催化活性、良好的稳定性和可见光响应性，成为当前研究的热点。
本文旨在研究纳米金复合可见光催化材料的制备方法及其性能，为光催化技术的发展提供理论支持和实验依据。
二、文献综述（一）纳米金复合可见光催化材料的研究背景纳米金复合可见光催化材料以其独特的物理化学性质，在光催化领域中具有显著的优势。
通过将金纳米粒子与其他材料复合，可以有效地提高材料的可见光吸收能力和光催化活性。
近年来，国内外学者在纳米金复合可见光催化材料的制备方法、性能及应用方面进行了广泛的研究。
（二）相关研究进展及现状目前，纳米金复合可见光催化材料的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、沉积法、化学还原法等。
在材料性能方面，这些材料展现出优异的可见光响应性和光催化活性，广泛应用于污水处理、空气净化、太阳能转换等领域。
然而，关于其具体制备工艺和性能优化等方面的研究仍需深入。
三、实验方法（一）材料制备本文采用化学还原法结合溶胶-凝胶技术制备纳米金复合可见光催化材料。
具体步骤包括：首先制备金纳米粒子溶液，然后将其与溶胶-凝胶前驱体混合，经过一定温度的加热处理，得到纳米金复合可见光催化材料。
（二）表征方法对所制备的纳米金复合可见光催化材料进行XRD、SEM、TEM等表征，分析其晶体结构、形貌和粒径分布。
同时，通过UV-Vis光谱和PL光谱分析其光学性能。
（三）性能测试在可见光照射下，对所制备的纳米金复合可见光催化材料进行光催化性能测试。
通过降解有机污染物或分解水制氢等实验，评估其光催化活性和稳定性。
四、结果与讨论（一）材料表征结果通过XRD、SEM、TEM等表征手段，得到所制备的纳米金复合可见光催化材料的晶体结构、形貌和粒径分布等信息。
结果表明，所制备的材料具有较好的结晶度和均匀的粒径分布。
纳米复合膜材料的制备与应用
纳米复合膜材料的制备与应用纳米材料一直以来都是材料科学领域的研究热点之一，其具有独特的物性和广泛的应用前景。
在纳米复合膜材料的制备与应用方面，科学家们取得了许多重要的突破。
本文将探讨纳米复合膜材料的制备方法及其在电子领域等方面的应用。
首先，纳米复合膜材料的制备方法多种多样。
其中一种常见的方法是通过溶液法制备。
该方法中，将纳米材料与基底材料分散在特定溶剂中，并通过旋涂、浸渍等方式将其均匀涂覆于基底上。
该方法可以制备出薄、轻且具有较高机械强度的纳米复合膜。
另一种方法是通过高能球磨法制备。
在这种方法中，纳米材料和基底材料一起放入球磨机中进行球磨，通过机械碰撞和剪切力使两者混合均匀。
该方法不仅能制备纳米复合膜，还能得到颗粒更细小、分散更均匀的纳米材料。
纳米复合膜材料在电子领域有广泛的应用。
首先，它可以作为电子器件的封装材料。
在集成电路中，纳米复合膜材料可以覆盖在电路表面，提供强大的保护和绝缘性能，防止电路受到外界环境的损害。
其次，它还可以用于制备柔性电子器件。
相比传统的硅基电子器件，纳米复合膜材料具有良好的柔韧性和可塑性，可以在弯曲的情况下依然保持功能不变。
因此，纳米复合膜材料被广泛应用于可弯曲显示屏、可穿戴设备等柔性电子产品中。
另外，纳米复合膜材料还可用于电池的制备。
纳米材料在电极材料中的应用可以提高电池的能量密度、循环寿命和快速充放电性能。
此外，纳米复合膜材料还能在水处理、医疗等领域发挥重要作用。
在水处理方面，纳米复合膜材料可以作为过滤膜材料，用于去除水中的微小颗粒、溶解物和微生物等有害物质，提供干净的饮用水。
在医疗方面，纳米复合膜材料可以应用于药物缓释系统。
通过将药物包裹在纳米材料中，可以控制药物的释放速率和时间，提高药物的疗效和可控性。
综上所述，纳米复合膜材料的制备与应用具有广泛的前景和重要的研究意义。
随着科学技术的不断进步，人们对纳米复合膜材料的需求将不断增加，相信在未来的发展中，纳米复合膜材料将为各个领域的应用提供更多可能性和创新。
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第29卷 第3期Vo l 129 No 13材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of M aterials Science &Engineering 总第131期Jun.2011文章编号:1673-2812(2011)03-0405-06复合纳米金膜的制备及其光学性质万 淼1,2,魏 刚1,袁 红1,洪汉烈2(1.数学与物理学院,中国地质大学,湖北武汉 430074;2.地球科学学院,中国地质大学,湖北武汉 430074)=摘 要> 本文利用化学还原法制备了不同尺寸的金纳米颗粒,并利用离子自组装多层技术在玻璃基底上沉积了基于金纳米颗粒的复合纳米金膜,研究了颗粒尺寸和成膜厚度对复合金膜光学性质的影响。
不同比例的柠檬酸钠与氯金酸产生的金纳米颗粒溶液的紫外-可见光谱随着金颗粒直径增大而红移展宽。
适量比例的柠檬酸钠与氯金酸能够产生平均直径为14?1.2nm 且尺寸分布均匀的金纳米球;其溶液在518nm 处有一特征吸收峰。
不同大小的金纳米颗粒形成的薄膜的紫外-可见光谱形状不同,局域表面等离子体共振峰的位置随着颗粒直径的减小而向短波方向迁移。
薄膜的沉积层数越多,薄膜表面的颗粒分布越均匀,局域表面等离子体峰的峰值变化也将减小。
本工作证实了利用离子自组装多层技术能够快速、简易、低成本地在玻璃基底上沉积具有局域表面等离子体共振的复合纳米金膜。
=关键词> 金纳米颗粒;离子自组装多层技术;局域表面等离子体共振;复合纳米金膜;光学性质中图分类号:T Q031.6;O648.16;O657.3 文献标识码:APreparation and Optical Properties of Gold -nanoparticles Containing Composite FilmsWAN Miao 1,2,WEI Gang 1,YUAN Hong 1,HONG Han -lie 2(1.School of Mathematics and Physics,C hina University of Geosciences,Wuhan 430074,China;2.Faculty of Earth Sciences,C hina University of Geosciences,Wuhan 430074,China)=Abstract > Go ld -nanoparticles (AuNPs)w ith different diameter s w ere prepar ed by chemical reduction method,then co mpo site go ld films w ere depo sited o n g lass slides by ionic self -assem bled m ultilayers (ISAM )technique.Go ld co lloid w ith different diameter s can be produced by differ ent r atios o f so dium citrate to H AuCl 4,and the UV -vis peak w avelength o f collo id shifts to shor ter w aveleng th w ith decreasing AuNPs size.Go ld -nanospheres w ith unifor m size (14?1.2nm average diameter)and g ood size distribution can be prepared,and the UV -vis adso rption peak o f this colloid locates at 518nm.Optical properties o f the composite go ld films depend on both AuNPs size and ISAM film thickness.T he po sitio n of localized surface plasmo n reso nance (LSPR)of the gold film shifts to shorter w aveleng th w ith decr easing AuNPs size.With increasing the number of deposited lay er s,the film surface gets unifo rm character istic and stable LSPR position.=Key words > go ld -nano particles;ionic self -assembled multilayers;lo calized surface plasmon resonance;com po site gold film;optical pro perty收稿日期:2010-07-01;修订日期:2010-09-25基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CU GL100240)作者简介:万 淼(1980-),女,讲师,E -m ail:wm wh dz07@ 。
通讯作者:洪汉烈,教授,E -mail:hong hl8311@yah 1 引 言离子自组装多层技术(Io nic Self -assembledMultilay er s,ISAM )是层层自组装技术(Layer -by -Lay er,LbL)的一种。
1991年Decher 小组首次利用阴阳离子聚电解质的静电自组装成功制备了多层复合平板膜[1],并研究了多层薄膜的结构和性质[2],从此之后LbL技术得到广泛研究和应用。
静电引力、氢键、配位键、电荷转移、特异性识别等都可以成为各层分子之间自发地连接形成特殊结构和性质的多层膜的驱动力。
ISAM技术利用的则是离子间的静电相互作用[3]。
ISAM技术所能应用的成膜基底的种类几乎不受限制,例如玻璃、硅片、金属、有机分子、无机分子,甚至细胞表面都可作为成膜基底[4-6]。
为了使第一层聚电解质能够吸附于基底表面,所有基底都需要清洗和表面处理,使得基底表面带有正电荷或负电荷,然后将带有某种电荷的基底浸泡于带有相反电荷的聚电解质溶液中,清洗干燥后形成第一个单层;再将其浸泡于另一种溶液中,该溶液所带电荷与第一种溶液的电荷相反,所以吸附在第一个单层之上,清洗干燥后与第一个单层一起形成第一个双层(1bilayer);如此反复交替沉积,形成所需层数的多层薄膜[2]。
实验证明,薄膜的构象和性质主要取决于聚电解质溶液的性质。
聚电解质首先必须是水溶性的,而且要有足够的离子键去吸附下一层分子,相邻层数的聚电解质分子会出现相互穿插渗透,自发形成特殊构象。
在应用方面,由于静电相互作用具有非特异性,所以一些导电物质[6]、磁性物质[7]、具有特殊性能的多壁碳纳米管[8,9]、具有光催化功能的TiO2[10]、蛋白质[11]、DNA[12]等都能被引入到ISAM薄膜中,形成具有特殊功能和活性的薄膜。
ISAM技术在金纳米颗粒(AuNPs)的修饰和应用一直是研究的热点之一。
黄明华等人利用PDDA和AuNPs的相互作用在电极表面交替沉积,所得电极能够催化还原氧[13]。
袁若等利用ISAM技术制备了基于AuN Ps的检测过氧化氢的电流型生物传感器[4]。
Bao-Yan Wu等制备的检测葡萄糖的电流传感器是在铂电极表面沉积了九层膜,其中包含多壁碳纳米管、AuNPs和葡萄糖氧化酶等多种物质[14]。
张玉敏等制备了基于AuNPs表面基团的静电自组装多层薄膜,研究在此薄膜上铂微/纳结构催化剂的制备过程[15]。
但是以上实验几乎都是利用电化学方法对样品进行检测,需要特殊的检测仪器。
Gole小组对金纳米棒表面进行改性使得表面覆盖有羧基,使之与生物素分子(bio tin)结合,利用bio tin和链霉亲和素(streptavidin)分子之间强烈的相互作用进一步吸附streptavidin;此时biotin-str eptav idin作为媒介将棒状纳米金连接起来,使得金纳米棒整体呈有序排列[16]。
这是一个典型的将纳米金颗粒与生物分子相结合的例子,但是实验利用的是化学键作为成膜驱动力,所以过程复杂且价高耗时。
本工作证实利用ISAM技术能够快速、简易、低成本地在玻璃基底上沉积复合纳米金膜;实验发现金纳米颗粒的性质直接影响复合金膜的性质;其局域表面等离子体共振谱(Lo calized Surface Plasmon Resonance,LSPR)随着金溶胶的不同以及膜厚度的不同而发生变化,LSPR光谱的变化本质上反映了金纳米粒子周围局域电介质的变化。
如果利用ISAM 技术的灵活性,在以上薄膜表面引入其他分子(例如biotin)作为桥梁来检测特定的生物分子(例如streptavidin),有望成为具有特异性的光学生物探针。
2实验部分2.1试剂与仪器实验所用试剂有氯金酸(H AuCl4)、柠檬酸钠(H OC(COONa)(CH2COONa)2#2H2O)、PAH (Po ly Allylam ine H ydrochlo ride,M w~15,000),以上试剂皆购于Aldrich公司。
实验用水均为去离子水(18M8)。
利用透射电子显微镜(JEOL JEM-1010 Transm ission Electron Micr oscope,加速电压为80kV)和扫描电子显微镜(JSM-5910Scanning Electron M icroscope)表征样品的尺寸和形貌;采用紫外-可见分光计(Cary50Bio UV-visible spectrophoto meter)测量样品的U V-Vis吸收光谱。
2.2实验原理及制备方法用于制备ISAM纳米复合金膜的胶体金是以柠檬酸钠为还原剂和保护剂,还原氯金酸得到的[17]。
所有的玻璃器皿在使用之前都用piranha酸浸泡5min,然后用去离子水彻底冲洗(18M8)风干备用。
100mL 0.01%氯金酸溶液被剧烈地磁搅拌加热至沸腾;再加入适量体积的0.1%柠檬酸钠溶液,在350e下持续加热搅拌30min;最后静置自然冷却,得到透明无沉淀的纳米金颗粒溶液。
溶液中的纳米金颗粒周围由于被柠檬酸根离子所包围,呈现负电荷。
在ISAM成膜过程中金溶胶作为聚阴离子,饱和PAH溶液作为聚阳离子。
经过piranha酸预处理过的玻璃基底呈负电荷;因此将预处理过的玻璃基底浸泡在PAH溶液中4m in,取出用去离子水彻底冲洗,快速风干;接着放入金溶胶中浸泡4min,之后冲洗干净,形成第一个双层,标记为1 bilayer。