金纳米粒子的局域表面等离子体共振性质与应用研究(湖科大)
金属纳米粒子LSPR效应的机理及其光谱特征研究【毕业作品】
毕-论业-文（20 届）金属纳米粒子LSPR效应的机理及其光谱特征研究所在学院专业班级理论物理学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要【摘要】目前，基于局域表面等离子体共振(LSPR)现象的传感研究是一个热点方向，LSPR传感方法在器件开发和相关应用上均有很大的潜力。
LSPR传感器具有优于传统SPR传感器的一些特性，特别是在物理、化学和生物特性测量分析方面，灵敏度高，使用方便，效果显著，有很高的开发价值。
本文通过理论模拟不同大小的纳米金粒子模型，并且实验制备不同浓度下的纳米金粒子薄膜，观察金属纳米粒子LSPR效应的机理及纳米金浓度对其光谱吸收峰和吸收率的影响。
通过研究，获得局域表面等离子体共振光谱特征的深入理解，为以后的实际应用奠定基础。
【关键词】局域表面等离子体共振(LSPR)；金纳米粒子；米氏理论；吸收峰；红移。
Abstract【ABSTRACT】Recently,the research of the localized surface plasmon resonance (LSPR) is a hot spot.A LSPR-based method has a high potential in developments of devices and related applications.A LSPR-based sensor has some characters which are better than a traditional SPR-based sensor.Especially in measurement and analysis of the physical,chemical and biological properties,a LSPR-based sensor have a high value for development because of its high sensitivity,ease to use and significant effect.By theoretical modeling of gold nanoparticles with different sizes and preparation of gold nanoparticles films with different concentrations,we have observed the LSPR effect of metal nano-particles and the influence on their absorption peaks and absorption rate by the concentration of gold nanoparticles.Through the research,we get in-depth understanding on the spectral characteristics of local surface plasmon resonance which will lay the foundation for the following application.【KEYWORDS】Localsurface plasmon resonance (LSPR),Goldnanoparticles,Mie scattering theory,Absorption peaks,Redshift.目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第一章引言 (5)1.1LSPR的定义 (5)1.2LSPR的研究历程 (5)1.3LSPR的国内外研究进展 (6)第二章散射理论 (8)2.1拉曼散射 (8)2.2布里渊散射 (8)2.3瑞利散射 (9)2.4米氏散射 (9)2.2.1概述 (9)2.2.2公式推导 (10)第三章纳米金粒子膜的LSPR光谱特征 (15)3.1金纳米溶液的制备 (15)3.2纳米金薄膜的制备 (15)3.3实验结果与分析 (16)3.3.1 pmma浓度对均匀度的影响 (16)3.3.2 纳米金浓度对吸收峰的影响 (17)3.3.3 comsol模拟 (17)3.3.4总结 (18)第四章展望 (19)4.1LSPR传感器技术的商化 (19)4.2LSPR传感器的未来发展趋势 (19)参考文献 (21)致谢 (22)第一章引言近年来，纳米材料由于其独特的光学、电磁学和力学特性而得到了研究人员的广泛关注。
纳米光学中的等离子体共振效应研究
纳米光学中的等离子体共振效应研究近年来，纳米光学领域的研究取得了长足的进展，其中等离子体共振效应成为了研究的热点之一。
等离子体共振现象在纳米结构中的应用，既能够提高光传输的效率，又能够实现高灵敏度的传感器和探测器。
本文将探讨纳米光学中的等离子体共振效应的研究进展，并分析其在光学器件和光谱学中的应用。
一、等离子体共振效应的基本原理等离子体共振效应是指当金属纳米结构与光波相互作用时，产生的强烈的局域电磁场增强效应。
这一效应的基本原理可以通过折射率、散射和吸收等物理过程来解释。
当光波与纳米结构的界面相遇时，金属中的自由电子开始受到激励，产生强烈的电磁场增强效应，形成了局域的等离子体共振模式。
这个共振模式能够将入射光的能量高效转换为局部电磁场的能量，并在纳米结构表面形成强烈的电场或磁场分布。
二、纳米光学中的等离子体共振效应研究进展1. 等离子体共振效应的理论模型研究者们通过建立各种等离子体共振模型，对该效应进行了深入研究。
其中，经典的Mie理论、多极子近似、有限元方法等被广泛应用于纳米结构的电磁场模拟与分析。
这些模型与实验结果相结合，为研究者们提供了可靠的理论工具，有效解释了等离子体共振效应的物理机制。
2. 等离子体共振结构的设计与优化在纳米光学器件的设计和优化中，等离子体共振结构起到了重要的作用。
通过调控结构的尺寸、形状和材料等参数，可以调整等离子体共振的频率和强度。
常见的等离子体共振结构包括金、银等金属纳米颗粒、纳米棒、纳米壳以及周期性光栅等。
通过精确控制这些结构的几何参数，可以实现对光的聚焦、分离以及光场增强等功能。
3. 等离子体共振效应在传感器和探测器中的应用基于等离子体共振效应的传感器和探测器已经成为纳米光学研究的重点之一。
利用金属纳米结构表面等离子体共振频率的敏感性，可以实现对生物分子、气体和表面等物质的高灵敏度检测。
这对于生物医学领域的细胞检测、DNA测序和气体污染检测等具有重要的应用前景。
纳米材料中的表面等离子共振与局域场增强
纳米材料中的表面等离子共振与局域场增强随着纳米科技的快速发展，纳米材料在各个领域扮演着越来越重要的角色。
纳米材料的独特性质使其成为科学研究和工程应用中的热门话题之一。
其中，纳米材料中的表面等离子共振和局域场增强是两个引人注目的现象，对于理解和利用纳米材料具有重要意义。
表面等离子共振是一种发生在纳米材料表面的电磁现象。
当电磁波与纳米材料表面的自由电子相互作用时，发生共振现象，能量被高度集中在纳米材料的表面。
这种共振现象可以改变纳米材料的透明性、散射性和吸收性，从而对光的传播和相互作用产生重要影响。
表面等离子共振提供了一种有效的途径，可以实现纳米材料的光学定向和调控。
局域场增强，也被称为纳米光学增强效应，是指在纳米材料表面发生的电磁场增强现象。
当纳米材料和外界电磁场相互作用时，可以在纳米材料表面形成高强度的局域电磁场。
这种局域电磁场对电磁波的传播和相互作用产生强烈影响，波的能量被高度集中在纳米材料表面的纳米尺度区域内。
局域场增强现象可以大幅度提高很多光学过程的效率，例如拉曼散射、荧光发射和吸收等。
这种增强现象为构建高灵敏的光学传感器和加强各种光学过程的效果提供了新的途径。
纳米材料中的表面等离子共振和局域场增强相互联系，共同构建了纳米材料的光学特性。
表面等离子共振可以引起局域场的增强，而局域场的增强又进一步促进了表面等离子共振的产生。
这种相互作用导致了表面等离子共振和局域场增强之间的协同效应，使得纳米材料在光学研究和应用中具有巨大潜力。
利用纳米材料中的表面等离子共振和局域场增强效应，科学家们已经取得了许多重要的研究进展和应用成果。
例如，在生物传感器领域，研究人员利用纳米材料表面等离子共振的特性，设计和构建了高灵敏度的光学传感器，可以实现对微量生物分子的检测和监测。
同时，局域场增强效应的利用也使得纳米材料在催化剂设计和增强光催化反应方面发挥了巨大作用。
特别是金属纳米结构的表面等离子共振和局域场增强效应，被广泛应用于光电子学、能源储存和转换、纳米光子学等领域，为新一代高效能源设备和传感器的开发提供了新思路。
表面等离子体共振效应在光电催化中的应用及机理研究
表面等离子体共振效应在光电催化中的应用及机理研究杨皓;方萍萍;童叶翔【摘要】面对日益严峻的能源和环境问题,人们对可再生能源的需求日益增强.本文通过以金为核的二元及三元纳米粒子,设计了一种表面等离子体共振(surface plasmonic resonance,SPR)增强的光电催化剂.其中,金核通过SPR效应在光照下产生光热效应及光电效应,提高了材料的催化活性.光照条件下纳米粒子表面的局域热点温度可以通过4-甲氧基异腈苯探针分子利用表面增强拉曼光谱得到.同时利用对氨基苯硫酚(PATP)探针分子证实SPR产生的光电催化效应.最重要的是,通过定量计算得到了光热效应及光电效应在SPR增强的光电催化性能各自的贡献.这些结果为表面等离子体共振协助增强的光电催化反应提供理论依据,并为新型光电催化材料提供了新的设计思路.【期刊名称】《光散射学报》【年(卷),期】2018(030)003【总页数】9页(P236-244)【关键词】金纳米粒子;表面等离子体共振;光电催化;表面增强拉曼光谱【作者】杨皓;方萍萍;童叶翔【作者单位】中山大学化学学院,广州510275;中山大学化学学院,广州510275;中山大学化学学院,广州510275【正文语种】中文【中图分类】O431 引言催化是实现物质转化的重要化学途径,光电催化作为一种绿色的光电转换技术而得到人们的广泛关注[1-3]。
目前光电催化在水分解制氢、二氧化碳还原和环境污染治理等方面均取得了重要的进展,是解决能源短缺和环境污染问题的有效途径[4-6]。
近些年,光电催化的研究重点已经从紫外光区移到可见光区,但实现可见光区波长可控的光电催化仍然十分困难[7-8]。
而具有表面等离子体共振效应(surface plasmonic resonance,SPR)的金属纳米粒子可以吸收可见光,并将其转化为化学能,是实现可见光区波长可控的光电催化反应的重要途径。
表面等离子体是在金属表面存在的自由振动电子与光子相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波[9]。
局域表面等离子体共振谱学的信号增强研究
局域表面等离子体共振谱学的信号增强研究近年来，表面等离子体共振谱学(Surface Plasmon Resonance Spectroscopy, SPR)技术被广泛应用于生物学、化学、药学等领域中。
该技术以共振现象为基础，通过激光萃取方法，将物质分子与金属表面的电磁场相互作用转化为光学信号，从而实现了对生物分子相互作用的研究。
然而，在实际应用中，局域表面等离子体共振谱学(Localized Surface Plasmon Resonance Spectroscopy, LSPR)的信号强度常常较弱，导致其检测灵敏度降低。
因此，如何提高局域SPR信号的强度，成为了研究局域SPR谱学的重要课题之一。
目前，针对局域SPR信号强度较弱的问题，学者们采用了多种方法进行信号增强研究。
其中，较为常见的方法包括：1. 金纳米粒子增强法将金纳米粒子用作局域SPR信号增强的增强剂，能够提高局域SPR信号的强度。
具体来说，金纳米粒子与局域SPR信号作用后，产生的偶极共振能将局域SPR的电磁场进一步增强。
2. 表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)法将金纳米颗粒作为表面等离子体增强剂，将受体分子修饰在金颗粒表面，同时将受体分子和金颗粒固定在信号探头上，通过光纤耦合的方法实现局域SPR信号增强，同时检测拉曼散射光信号。
3. 有机薄膜修饰法通过修饰适当的有机薄膜，可以使得局域SPR的信号强度得到增强。
常见的有机薄膜修饰物包括二十四烷酸、聚乙烯醇、硅烷、差热分析。
以上三种常见的局域SPR信号增强方法，各有其优点和局限性。
因此，在进行局域SPR信号增强方案设计时，应充分考虑受体分子特性、试样矩阵、检测平台等因素，并选择合适的方法进行信号增强。
除此之外，一些新型的SPR信号增强方法也在不断涌现。
近年来，纳米杂化技术、荧光标记技术、质谱联用技术等方法都被应用于局域SPR信号增强研究中。
金属纳米粒子的表面等离子体共振效应研究
金属纳米粒子的表面等离子体共振效应研究金属纳米粒子广泛应用于生物医药、化学反应、激光技术等领域。
其独特的性质和表面等离子体共振效应使得其具有明显的应用前景和研究价值。
一、金属纳米粒子的制备方法纳米材料的制备方法多种多样，但主要包括两种，即物理方法和化学方法。
物理方法：1. 筛选法：用过滤和离心技术，在一定范围内筛选出需要的粒径。
2. 等离子体法：通过等离子体的爆发作用和开放式反应室技术制备金属纳米粒子。
化学方法：1. 化学还原法：通过还原剂将离子还原为原子并聚集形成金属纳米粒子。
2. 水相合成法: 用水相合成金属纳米粒子，具有纯度高、环保等优点。
二、金属纳米粒子的表面等离子体共振效应金属纳米粒子的表面具有富余的电子，当光照射到其表面时，这些电子会被激发产生表面等离子体共振效应（SPR）。
SPR 是一种光电子现象，能够使得光与金属之间交换能量并引起强烈的电磁场增强。
该效应是非常敏感的，当微小分子吸附到金属纳米粒子表面时，会引起SPR的变化，从而导致颜色的变化。
三、金属纳米粒子的生物应用1. 生物传感器应用：通过SPR技术，实现针对大分子结构的识别和测量。
2. 生物标记应用：通过将金属纳米粒子表面与生物结合，实现对生物分子的检测和测量。
3. 药物输送应用：将药物包裹在金属纳米粒子表面进行输送，提高药物的稳定性和疗效，减少药物毒性。
四、金属纳米粒子的环境应用1. 水处理应用：通过吸附、还原、光催化、电化学等方式对水中污染物进行去除。
2. 空气净化应用：金属纳米粒子对气体中的有害物质有良好的吸附和分解作用。
3. 吸附剂应用：金属纳米粒子具有良好的表面特性，可以作为吸附剂用于固体废物和污泥的处理中。
五、金属纳米粒子的未来发展随着纳米技术的发展，金属纳米粒子的应用场景将更加广泛和深入，但随之而来的安全性、环境友好性、生物相容性等问题也需要高度重视和研究。
相信通过技术的不断升级和完善，金属纳米粒子将在更多领域发挥着重要的作用，有可能会成为未来的主流材料之一。
金属纳米粒子表面等离子体共振效应的调控及相关应用
结论
表面等离子体共振生物传感器在微生物检测中具有广泛的应用前景。本实验 通过 SPR传感器成功检测了细菌细胞壁的厚度和成分，以及抗生素药物对细菌细 胞壁的作用。此外， SPR传感器还能够用于病毒的抗原和抗体，以及支原体的代 谢产物等的检测。因此， SPR传感器有望为微生物检测提供一种高灵敏度、无损 且快速的方法，从而为临床诊断和治疗提供有力支持。
结论
本次演示成功地制备了具有良好光学性质的金属纳米粒子，并通过调控其尺 寸、形状和组成以及表面修饰剂的类型和厚度，实现了对等离子体共振效应的有 效调控。这些成果对于优化光学器件的性能、提高生物医学检测的灵敏度以及设 计高效催化剂都具有重要的指导意义。然而，本研究仍存在一定的不足之处，例 如未能系统地研究各种因素（如溶液浓度、反应温度等）
对金属纳米粒子制备和等离子体共振效应的影响，未来研究可进一步拓展和 深化。
参考内容
在过去的几十年中，金属纳米结构表面等离子体共振在光电、催化、生物医 学等领域展现出了巨大的应用潜力。它是一种光与金属纳米结构相互作用的现象， 可以有效地增强和调控光吸收、散射和传播等。因此，实现对金属纳米结构表面 等离子体共振的调控和利用具有重要的实际意义。
在文献综述中，我们发现前人对金属纳米结构表面等离子体共振的调控和利 用主要集中在形状、尺寸、材料和环境因素等方面。这些研究为理解等离子体共 振现象提供了基础，但仍存在一些不足之处，如缺乏系统性和全面性，以及对某 些影响因素的机制研究不够深入等。
为了深入研究金属纳米结构表面等离子体共振的调控和利用，我们采用了理 论分析和实验测量相结合的方法。首先，利用光学模型对金属纳米结构的等离子 体共振特性进行理论计算；然后，通过纳米制备技术合成具有不同形状、尺寸和 材料的金属纳米结构样本；最后，利用光谱学和显微学技术对样品的等离子体共 振特性进行实验测量和数据分析。
局域化表面等离子体共振的研究与应用
局域化表面等离子体共振的研究与应用局域化表面等离子体共振技术是一种近几年来比较热门的研究领域，在生物传感和化学传感等领域有着非常广泛的应用。
本文将重点阐述局域化表面等离子体共振的原理、研究现状以及应用前景等方面。
一、局域化表面等离子体共振的原理局域化表面等离子体共振技术是基于表面等离子体共振（surface plasmon resonance，SPR）的一种新方法，在局部区域内引入了局部场增强效应，使得在该区域内样品和膜层的生物分子与传感分子之间的相互作用更加明显。
与传统表面等离子体共振相比，局域化表面等离子体共振更具有灵敏度和选择性，并且更适合于微小样品的检测。
局域化表面等离子体共振的原理是通过利用表面等离子体激元在金属表面上传播的特性，实现对样品中各种生物分子、化学分子的检测。
在实际应用中，局域化表面等离子体共振一般采用纳米孔阵列表面的结构，由于纳米孔阵列结构表现出局域化场增强效应，调制出随着探测物体到来的局部场增强，这样可以使得探针的生物分子或化学分子与样品分子结合时更容易检测到。
二、局域化表面等离子体共振的研究现状目前，局域化表面等离子体共振技术的研究方向主要集中在两个层面上，一是改变纳米孔阵列结构和材料的组成，探索新的局域化表面等离子体共振结构；另一个方向则是优化局域化表面等离子体共振技术的性能，提高其检测灵敏度和可重复性。
改变结构和材料的组成是近年来局域化表面等离子体共振技术的一个热点研究方向，通过探索新的结构和材料，可以优化局域化表面等离子体共振技术的性能。
近年来研究者们展开了一系列的实验，包括采用正方形、三角形等不同形状的纳米孔阵列来探究对于局域化表面等离子体共振性能的影响，以及探究在局域化表面等离子体共振中使用银或铝等不同材料的影响。
实验结果表明，采用银或铝作为局域化表面等离子体共振材料可以大幅提高其检测灵敏度，而采用不同形状的纳米孔阵列可以探索细微的结构影响，从而优化局域化表面等离子体共振技术。
2021金纳米粒子的性质、制备及运用范文2
2021金纳米粒子的性质、制备及运用范文 摘要： 近年来，由于金纳米粒子独特的物理化学性质以及良好的生物相容性和生物安全性，吸引越来越多的科研工作者对其展开广泛的研究和开发。
从金纳米粒子的合成方法、特性以及应用开发等方面的对金纳米粒子近年来的研究进展进行了比较详细的综述。
关键词： 金纳米粒子;合成方法; 应用开发; Abstract： Inrecent years, more and more researchers have been attracted to carry out extensive research and development on gold nanoparticles due to their unique physical-chemical properties,good biocompatibility and biosafety. In this paper, the recent research progress of gold nanoparticles was reviewed in detail from the synthetic methods, properties and application development. Keyword： Goldnanoparticles; Synthetisis method; Application development; 金是一种化学性质非常稳定的金属，常用于装饰和货币，但当其尺寸缩小至纳米级别时性质会发生奇特的变化。
金纳米粒子由于具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，会产生不同于块体金的特殊物理化学性质。
1、金纳米粒子的性质 1.1、表面等离子共振特性 在一束波长远大于金纳米粒子的入射光的影响下，金纳米粒子中的电子重新分布，产生库仑力，在方向相反的内外电场共同作用下其自由电子集体震荡发生共振的现象，即表面等离子共振（SPR）。
纳米尺度下的表面等离子体共振研究
纳米尺度下的表面等离子体共振研究近年来，纳米科技的迅猛发展已经引起了全球范围内的广泛关注。
在纳米尺度下，物质的特性发生了巨大的变化，为我们带来了许多前所未有的机遇和挑战。
表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）作为一种重要的纳米光电效应，在纳米科学与纳米技术研究中扮演着重要的角色。
SPR是一种光电效应，产生于金属表面等离子体的激发过程中。
在金属（通常为金或银）与介质（通常为空气或液体）之间，存在一种名为“表面等离子体”的集体振动模式。
当金属表面暴露在入射光的作用下时，金属中的自由电子与光子发生相互作用，形成一种电磁波共振，从而产生SPR。
SPR的共振条件由金属的折射率、入射光的波长和入射角度等因素决定。
SPR现象被广泛应用于光学传感、化学分析、生物医学等领域。
由于纳米尺度下的特殊性质，纳米结构在SPR研究中发挥着重要的作用。
通过调节纳米结构的形貌、尺寸和组分等参数，可以实现对SPR的调控和优化。
此外，纳米结构还可以提高光子与物质相互作用的强度，从而增强SPR信号的灵敏度和分辨率。
在纳米尺度下的表面等离子体共振研究中，金属纳米颗粒是最常用的纳米结构之一。
金属纳米颗粒具有较大的比表面积和光学活性，与光子的相互作用较强。
通过控制金属纳米颗粒的形状、大小和间距等参数，可以调控其SPR的共振波长和强度。
此外，金属纳米颗粒还可以作为基底或载体，用于固定和增强生物分子的SPR信号。
除了金属纳米颗粒，其他纳米结构如金属纳米线、纳米孔阵列和纳米薄膜等也被广泛研究。
这些纳米结构具有特殊的电子结构和光学特性，可以实现对SPR的理性设计和优化。
例如，金属纳米线具有长寿命、狭缝共振和耦合共振等特点，可以实现高灵敏度和高分辨率的传感性能。
纳米孔阵列和纳米薄膜则可以通过表面等离子体局域场增强效应，提高SPR的灵敏度和分辨率。
在表面等离子体共振研究中，纳米技术的发展为实现纳米尺度下的SPR提供了重要的手段。
湖南科技大学成绩单-化学化工学院
课程 上学期 下学期 课程/环节 属性 大学体育(3) 公基 中 83.0 大学英语(3) 公基 81.0 ▲化妆品与化妆 公选 83.0 基础化学实验Ⅱ(1) 专基 优 教师基本技能训练(1) 专基 86.0 马克思主义基本原理 公基 及格 普通物理学B(2) 专基 90.0 普通物理学实验B 专基 84.0 ▲外国文学名篇选读 公选 有机化学A(1) 专基 88.0 大学体育(4) 公基 及格 大学英语(4) 公基 73.0 分析化学A 专基 80.0 基础化学实验Ⅱ(2) 专基 76.0 教师基本技能训练(2) 专基 良 毛泽东思想和中国特色社会主义理论 公基 优 ▲散文欣赏与写作 公选 75.0 及格 ▲现(当)代文学名著选讲 公选 有机化学A(2) 专基 优 82.0 80.0 良
50.0 本学年应修学分合计 43.0 50.0 本学年已修学 43 绩点 38.4 平均学分绩点 3.24 应修总学分 185.5 185.5 已修总学分 公共选修应修学分 7.7 公共选修已修学分 10.5 湖南科技大学教务处(盖章)：
优 良
本学年应修学分合计 50.0 本学年应修学分合计 42.5 本学年应修学分合计 本学年已修学分合计 50.0 本学年已修学分合计 42.5 本学年已修学分合计 本学年合计 学分 50 绩点 57.9 平均学分绩点 3.04 本学年合计 学分 42.5 绩点 51.6 平均学分绩点 3.45 本学年合计 学分 50 毕业设计(论文)题目 创新技能学分 基于金纳米棒的局域表面等离子体共振性质检测铜离子 核对人签名： 备注：重修成绩加“*”标记；公选课加“▲” 学生所属学院成绩审核(盖章)
湖南科技大学学生成绩档案表
学号： 身份证号： 一年级 课程 课程/环节 属性 大学生心理健康教育与指导 公基 大学体育(1) 公基 ★大学英语(1) 公基 ★高等数学B(1) 专基 基础化学实验Ⅰ(1) 专基 计算机文化基础 公基 军事技能训练 公基 思想道德修养与法律基础 公基 无机化学A(1) 专基 C语言程序设计 专基 程序设计实验 专基 大学体育(2) 公基 大学英语(2) 公基 高等数学B(2) 专基 基础化学实验Ⅰ(2) 专基 军事理论 公基 普通物理学B(1) 专基 社会实践 公基 ▲生活中植物学 公选 无机化学A(2) 专基 中国近现代史纲要 公基 ▲中国文艺美学精华鉴赏 公选 取得 学分 1 1 4 4 1.5 2 1 3 4 2 1 1 6 4 3 1 2.5 2 1.5 4 2 1.5 姓名： 培养层次：本科 性别：女 学制：4 院(系)/部：化学化工学院 入学时间：2010年09月 二年级 取得 学分 1 5.5 1.5 3 1 3.5 2.5 1 1.5 4 1 2 4 3 1 6 1.5 1.5 4 上学期 下学期 92.0 88.0 良 良 中 83.0 94.0 优 优 92.0 78.0 85.0 86.0 良 良 81.0 优 及格 81.0 专业：化学 毕业时间： 三年级 课程/环节 高等有机化学 化学分离与富集 化学史 基础化学实验Ⅲ(1) 教师基本技能训练(3) 教育心理学 结构化学A 物理化学A(1) 现代教育技术 仪器分析A ▲安全工程学(公选) 化工见习 化工原理C 化工原理实验B 化学教学技能训练 化学教学论 教师基本技能训练(4) 文献检索 物理化学A(2) 现代分析测试技术 现代教育学 形势与政策(6) 中学化学实验研究 专业英语 课程 属性 专选 专选 专基 专基 专基 专基 专基 专基 专基 专基 公选 专业 专基 专基 专业 专业 专基 专选 专基 专选 专基 公基 专业 专业 取得 学分 2 2 1.5 3 1 2 4.5 4 2 2.5 1.5 2 4 1 2 2 1 1.5 4 2 2 0 2 2 上学期 下学期 76.0 83.0 83.0 优 优 71.0 86.0 84.0 87.0 83.0 优 良 77.0 中 优 84.0 优 92.0 77.0 88.0 85.0 良 90.0 81.0 课程/环节 波谱分析 催化化学 合成化学 化学奥赛与科技活动 教育测量与评价 教育实习 就业与创业指导 绿色化学 中级无机化学 中级物理化学 中学化学教材分析 毕业设计(论文) 中学化学教学研究 行政班级：10化学1班 四年级 课程 取得 上学期 属性 学分 专选 2 65.0 专选 2 76.0 专选 2 78.0 专选 2 72.0 专基 2 74.0 专业 8 良 公基 1 优 专选 2 79.0 专选 2 79.0 公选 2 82.0 专业 2 75.0 专业 12 专业 4 下学期
表面等离子体共振传感器的原理与应用
表面等离子体共振传感器的原理与应用表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）技术是一种非常重要的生物分子识别和量化的方法，这种技术最早由福克勒（Ritchie）于1968年提出。
表面等离子体共振传感器的原理是基于光的表面等离子体共振理论。
原理非常简单，一般而言都是在玻璃或金属表面涂上一层金膜。
当光线竖直入射于金膜表面时，会激发出表面等离子体波（surface plasmon wave），该波会沿着金膜表面传播，而且仅能传播到几个纳米的深度。
表面等离子体共振现象可以通过监测光在表面的反射来研究。
当物质吸附在金膜上时，其折射率改变会导致表面等离子体波的共振条件发生变化。
通过检测共振反射光的变化，可以定量测定吸附物的种类和数量。
因此，这种技术被广泛用于生物分子识别，包括了DNA、蛋白质、抗体、细胞等等的检测。
表面等离子体共振传感器利用生物分子相互作用的变化来检测生物分子的相互作用。
在传感器表面吸附上适当的受体分子，引入待检测的样品，如果样品中有与受体互相作用的物质，那么它们就会与试验表面固定的相应受体结合，从而改变表面等离子体波的性质，即激发出更大的反射光。
因此，可以通过控制等离子体共振产生的光信号的变化来识别样品中是否有特定分子的存在。
这种技术的信号响应速度快、高灵敏度、选择性强。
表面等离子体共振传感器已经广泛用于识别生物分子互作用，如果采用合适的表面修饰，甚至可以完全在水溶液中实现测量。
同时，SPR技术还被用于制备金属纳米粒子、染料散射和聚合物的结构表征等领域。
表面等离子体共振生物传感器作为一种新型的生物分析方法，已经为各种现代学科和技术领域的未来发展带来了广泛的应用前景。
SPR技术在生命科学、药物发现、病理生理学等领域可以实现快速的高通量分析，将成为新一代高通量功能性检测的突破口。
此外，在食品安全领域，表面等离子体共振传感器技术还可以用于食品的检测和质量控制，具有广阔的应用前景。
金属纳米结构表面等离子体共振的调控和利用
金属纳米结构表面等离子体共振的调控和利用一、引言金属纳米结构表面等离子体共振是一种新颖且引人注目的现象，它能够在纳米尺度上引发表面等离子体振动，产生极强的电场增强效应。
这一现象在光学、电子学、传感器和生物医学等领域具有潜在的应用价值。
本文将深入探讨金属纳米结构表面等离子体共振的调控和利用，带领读者进入一个未知领域，深度挖掘其潜力和应用前景。
二、概述金属纳米结构表面等离子体共振是指金属纳米结构在受激光照射时，表面自由电子被激发而引起的等离子体振动。
这种振动在可见光和红外区域表现出特定频率的共振特性，可以产生强烈的光场增强效应，从而被广泛应用于传感器、表面增强拉曼光谱等领域。
通过调控金属纳米结构的形貌、大小和排列方式，可以进一步调控其表面等离子体共振效应，实现在不同频段的光学响应，为光子学器件的设计和制备提供了新思路。
三、金属纳米结构表面等离子体共振的调控1. 形貌调控通过调控金属纳米结构的形貌，比如尺寸、形状和结构，可以实现对其表面等离子体共振的调控。
通过控制金纳米粒子的直径，可以调整其等离子体共振的频率，实现在不同波段的光学响应。
2. 材料选择不同金属材料具有不同的等离子体共振特性，因此材料的选择也是调控表面等离子体共振的重要手段。
比如银纳米结构表现出更强的等离子体共振效应，因此在一些高灵敏度传感器和光学器件中有广泛的应用。
3. 外界条件调控通过外界条件的调控，比如温度、压力和介质等，也可以对金属纳米结构表面等离子体共振进行调控。
这一手段对于生物医学领域的应用具有重要意义，可以实现在生物介质中的高灵敏度检测。
四、金属纳米结构表面等离子体共振的利用1. 传感器金属纳米结构表面等离子体共振具有高灵敏度和选择性，因此在化学、生物、环境等领域的传感器中有重要应用。
通过表面等离子体共振效应，可以实现对微量分子的检测，具有广阔的应用前景。
2. 表面增强拉曼光谱金属纳米结构表面等离子体共振效应还可以实现对拉曼光谱的增强，被广泛应用于化学成分分析、生物分子检测等领域。
光电材料中的局域表面等离子体共振效应研究
光电材料中的局域表面等离子体共振效应研究光电材料中的局域表面等离子体共振效应是目前研究的热点之一。
这一效应是指当纳米结构表面与电磁波相互作用时，表面激发出一种特殊的集体振动状态，即局域表面等离子体共振。
在这种状态下，表面会发生电磁场的放大和聚集效应，从而实现对光的高效捕获和放大，进而提高光电材料的性能。
因此，局域表面等离子体共振效应在光电传感器、太阳能电池、光电器件、表面增强拉曼光谱等领域有广泛应用。
如何实现局域表面等离子体共振效应？对于局域表面等离子体共振效应的实现，最重要的是要通过纳米结构的设计和制备来精确调控其表面形貌和大小，并控制其与光的相互作用。
因此，纳米制备技术和表界面化学成为了此领域的重要研究方向。
在纳米制备技术方面，可通过化学合成、物理蒸发、离子束刻蚀、激光退火等方法制备具有特定形貌、尺寸和结构的纳米结构。
例如，可利用光刻技术在表面形成金纳米线结构，可通过球形微粒的自组装生成具有规则排列的纳米颗粒。
在表界面化学方面，可将表面涂覆上一层特殊的分子，如二十二烷基镓酸盐分子，使纳米结构表面形成亲疏水性区域，从而实现对局域表面等离子体共振的调控。
应用局域表面等离子体共振效应的具体案例1. 光电传感器光电传感器是利用光电效应来检测化学、生物等分子的一种传感器。
当被测量分子与传感器表面结合时，表面等离子体共振现象会使传感器上的光场发生减弱，测量传感器上的减弱程度可反应出被测量分子的浓度和性质。
2. 太阳能电池在太阳能电池中，可利用局域表面等离子体共振效应来增强光吸收和电子输运的效果。
通过在太阳能电池表面涂覆一层金块（或某些金属粒子）使光的吸收面积和效率增加，提高太阳能电池的光电转换效率。
3. 光电器件局域表面等离子体共振在光电器件方面应用广泛，如可用于制造高效光纤、夜视设备、激光器等光电器件。
4. 表面增强拉曼光谱在表面增强拉曼光谱分析中，局域表面等离子体共振可以使激光通过表面时发生大约10^7倍的电场放大，从而可获得高灵敏度的拉曼光谱信号。
金属纳米结构表面等离子共振及应用
金属纳米结构表面等离子共振及应用刘海露;陈旭东【摘要】金属纳米结构表面等离子共振具有特殊的光学性质并且可以以一些非常独特的方式来操纵光波,在物理、化学、医药、生物、环境等领域有着广泛的应用.本文简单介绍了等离子共振的概念,分别从基础理论研究、仿真计算及应用研究三方面来概述表面等离子共振,并就其在现代光子学和光信息技术的发展方向作了展望.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2018(047)005【总页数】7页(P100-105,121)【关键词】金属纳米结构;制备;表面等离激元;应用【作者】刘海露;陈旭东【作者单位】中山大学化学学院,广东广州510275;中山大学化学学院,广东广州510275【正文语种】中文【中图分类】O6-1当光波入射到金属材料表面时，光和金属纳米颗粒中电子的相互作用能够增强电子的集体振动，如果电子振动频率与入射波的频率一致，外界光场就会被集体振动的电子俘获，使得金属材料表面自由电子与外界光电子耦合形成一种特殊的电磁模式。
共振电磁波作为在微纳尺度下进行光子操纵和集成的优良载体，可利用其过程中纳米金属表面能量转移、等离子体共振能量转移、金属增强发光等特性来研究表面等离激元现象，近年来该领域在实验和理论方面都取得了很大的进展，相关学术研究成果陆续在国际顶尖刊物上发表[1-5]。
本文将分别从基础理论研究、仿真计算及应用研究三方面来概述表面等离子共振，并就其发展方向作了展望。
1 基础理论研究金属纳米粒子组成、形态、尺寸及分布、表面形貌和表面电子结构，纳米阵列结构等对聚合物表面等离激元共振效应有着重要的影响，且不同厚度、不同形状的隔离层微结构对表面等离激元的调制效果也不同。
目前研究主要集中在如下五个方面。
1.1 金属纳米结构构建方法金属纳米结构的构建方法大致分为两类，即化学法(氧化还原法、模板法、电化学法等)和物理法(真空蒸镀法、等离子体溅射法等)。
金、银纳米材料由于合成方法简单、化学性能稳定、独特的光学性质成为最受欢迎的基材。
纳米材料的光学特性和应用
纳米材料的光学特性和应用随着科技的迅速发展，纳米技术正在越来越广泛地应用于各个领域。
纳米尺度的材料具有很多独特的性质，特别是其光学性质表现出来的效果更为明显。
因此，纳米材料已成为光学应用领域的热点研究对象之一。
本文将对纳米材料的光学特性和应用进行探讨。
一、纳米材料的光学特性纳米材料由于其小的尺寸和表面积，与光的相互作用具有许多独特的性质。
首先就是纳米金属颗粒的表面等离子共振现象，该现象的产生源于金属颗粒内部的自由电子与外界电磁波相互作用。
在金属颗粒的尺寸小于波长时，这些光子极容易被激发并呈现出极大吸收强度。
因此，这种现象可以被应用于传感、标记和提高材料的吸光度等方面。
其次，利用金属颗粒表面的局域表面等离子体共振现象，可以制备出一些具有局域表面等离子体共振性质的纳米结构。
这种结构常被称为“表面等离子体共振芯片”（Surface Plasmon Resonance chip，SPR）。
在这种芯片上，抗体、DNA等分子识别分子可以稳定地吸附在金属纳米颗粒表面，然后再将这些分子加入测试区域，通过分析测试结果来了解分子间的互作。
这种技术被广泛应用于蛋白质、抗生素等药物的研究。
此外，纳米材料的局域电子浓度随着纳米颗粒大小和形状的改变而不同，从而形成了一些表现出不同光学性质的结构。
例如，一些具有静电吸引作用的纳米颗粒聚集在一起，可以形成一个类似于单个金属颗粒表面等离子体共振的许多颗粒的群体效应。
这种群体效应可以使吸收峰的位置更加红移，同时也会使峰宽变窄，从而增强了表面等离子共振吸收光谱的响应。
因此，纳米材料的局域电子浓度随其大小和形状的改变而改变，导致了其光学特性的多样性和灵活性，从而拓展了其各种应用领域的通用性。
二、纳米材料在光学应用中的应用1. 纳米颜料纳米颜料就是一种由纳米颗粒制成的颜料，可以在产生色彩的同时，为基底材料提供保护。
而且纳米颜料粒子的尺寸小，可提高纸张回弹性，使颜色更鲜艳醒目。
纳米颜料不像普通颜料一样会因为其尺寸过大而导致颜色的减淡，而是可以保持原有的鲜艳度。
金属纳米粒子表面等离子体共振效应的调控及相关应用共3篇
金属纳米粒子表面等离子体共振效应的调控及相关应用共3篇金属纳米粒子表面等离子体共振效应的调控及相关应用1金属纳米粒子表面等离子体共振效应的调控及相关应用近年来，金属纳米粒子（MNP）表面等离子体共振（SPR）效应已逐渐成为研究热点，因其在光子学、生物医学、化学传感、催化反应等领域中应用广泛。
SPR效应是指当光线入射到金属纳米粒子表面时，产生的表面等离子体波与外界光场耦合起来，导致金属粒子周围的局部电场强度增强，使得金属纳米粒子表面的吸收、散射和透射光谱发生变化。
本文将探讨MNP表面SPR效应的调控机制及其在生物医学中的相关应用。
MNP表面SPR效应主要受纳米粒子的形状、大小、组成、介质折射率等因素影响。
针对这些因素，有许多调控方法可供选择，例如通过操控化学合成工艺得到不同形状的MNP，通过表面修饰、合金化、掺杂等方式调节MNP的组成，以及通过改变所处介质的折射率影响SPR效应。
此外，利用表面增强拉曼散射（SERS）技术，可以通过在MNP表面修饰适当的稳定剂或分子探针，实现对SPR效应的精准操控和检测。
在生物医学领域中，MNP表面SPR效应不仅具有独特的物理化学性质，还能与生物分子发生特异性作用，因而被广泛应用于诊断、成像、药物传递等方面。
例如，通过控制MNP的大小和表面修饰，可以实现对癌细胞的选择性识别和破坏；在病毒检测和分离中，可以利用MNP表面的亲和分子与病毒包膜蛋白的结合作用，对病毒进行分离和检测，具有重要的临床应用前景。
此外，在化学传感和催化反应领域中，MNP表面SPR效应也被广泛应用。
例如，在化学传感中，表面修饰具有特定功能的分子探针的MNP可以实现对特定化学物质的灵敏和选择性检测；在催化反应中，通过表面修饰和控制组成，可以实现高效和可重复的催化反应过程，具有广泛的应用前景。
总之，MNP表面SPR效应的调控和应用在许多领域中具有重要意义，通过研究纳米粒子表面SPR效应的机制和调控方法，不仅可以丰富我们对纳米材料的认识，还可为设计新型纳米材料提供重要的指导。
金、银纳米粒子的合成以及表面光谱特征和应用
金、银纳米粒子的合成以及表面光谱特征和应用一、本文概述随着纳米科技的飞速发展，金、银纳米粒子因其独特的物理和化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在对金、银纳米粒子的合成方法、表面光谱特征以及应用领域进行系统的综述。
我们将介绍金、银纳米粒子的主要合成方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并分析各种方法的优缺点。
随后，我们将深入探讨金、银纳米粒子的表面光谱特征，包括局域表面等离子体共振（LSPR）等光学性质，以及这些性质如何影响其在不同领域的应用。
我们将概述金、银纳米粒子在生物医学、光电器件、催化等领域的实际应用，以及未来可能的研究方向。
通过本文的综述，我们期望能够为读者提供一个全面而深入的理解，以推动金、银纳米粒子在科学研究和实际应用中的进一步发展。
二、金、银纳米粒子的合成方法金、银纳米粒子的合成是纳米科学研究的重要领域之一，其合成方法多样，包括物理法、化学法以及生物法等。
在这些方法中，化学法因其操作简便、产量高、粒径可控等优点而被广泛应用。
对于金纳米粒子的合成，最常用的方法是Frens法，也称为柠檬酸钠还原法。
该方法以氯金酸为原料，在加热条件下，用柠檬酸钠作为还原剂将金离子还原成金原子，从而形成金纳米粒子。
通过调整反应条件，如温度、pH值、还原剂浓度等，可以控制金纳米粒子的粒径和形貌。
银纳米粒子的合成则多采用化学还原法，如用硼氢化钠、氢气、抗坏血酸等还原剂还原银盐。
这些方法的主要原理是将银离子还原为银原子，然后通过控制反应条件，如温度、pH值、还原剂浓度和反应时间等，来实现对银纳米粒子形貌和尺寸的控制。
还有一些新兴的合成方法，如微波辅助法、声化学法、电化学法等，这些方法具有反应速度快、能耗低、操作简便等优点，为金、银纳米粒子的合成提供了新的选择。
金、银纳米粒子的合成方法众多，每种方法都有其独特的优点和适用条件。
在实际应用中，应根据具体需求和实验条件选择合适的合成方法，以获得具有理想形貌和尺寸的纳米粒子。
金属纳米材料表面等离子共振吸收的表征及其应用
627
657
410
618
407
405
541
539
557
H2O, n=1.333 EtOH, n=1.361
DMF, n=1.426
80(蓝色)和60nm(红色)的Ag纳米棱柱在不同介质中的UV-vis光谱
插图是Ag纳米球相应的光谱
Pastoriza-Santos, I., Nano Lett., 2002, 2, 903 Pastoriza-Santos, I., Langmuir, 2002, 18, 2888
金椭圆体
aspect ratio 1.94 2.35 2.48 3.08
金球
金纳米棒
顶部: 计算的紫外可见吸收光谱 底部: 实验的光谱
Au vol% 10 30 50 60 70
金薄膜
separation/nm
∞
15 7.5 1.5 1 0
多层金薄膜
Luis M., Langmuir, 2006, 22, 32
N+ C
N+ C
97nm 57nm 40nm 23nm 14nm 6nm
97nm
57nm 40nm 23nm 14nm 6nm
10-4M的PDI在不同直径的Au纳米粒子上的SERS谱图
Chung-ro Lee, J. Colloid Interface Sci., 2004, 271, 41
SPR检测原理
50000 0 0
5000 4000 3000 2000 1000
0 012345
100 80 60 40
20
5
10
15
Na的研究进展－纳米化学, 300
a. r. : 2.61 a. r. : 2.94 a. r. : 3.31
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。