关键词： 三维有序大孔材料   SiO2   Ag纳米颗粒   光学性能   稀土发光  

摘要： 近些年来,三维有序大孔材料（3DOM）的研究发展十分迅速,由纳米晶体相互连接组成的三维有序大孔材料具有独特的结构属性,如三维周期性和大的比表面积,这让它们可运用于催化、分离过滤和薄膜科学等领域。除了3DOM材料的结构特点,该材料还拥有独特的光学性质,如光子带隙特性,利用这一性质可以用来控制光的传播和制备基于折射率变化的传感器。通过对3DOM材料进行稀土掺杂,可以用来改善稀土离子光学性质的。稀土掺杂的3DOM材料可以运用于很多领域,例如：高效发光二极管、激光器、太阳能电池、光控开关以及光电调制器等。目前,对于稀土掺杂的3DOM材料的大量的研究多是集中在其独特的结构和光学特性上。然而,由于稀土离子掺杂的三维有序大孔材料自身结构存在表面缺陷多及稀土离子吸收弱等问题,导致其发光效率较低,这在一定程度上限制了其实际应用。因此,提高稀土掺杂的3DOM材料发光强度有利于拓宽其实际应用。本论文制备了稀土离子掺杂的Ag-SiO2三维有序大孔发光材料,研究了三维有序大孔材料中Ag的存在状态及其对稀土离子发光性能的影响。论文采用自组装方法和溶胶-凝胶法制备了Ag-SiO2三维有序大孔发光材料,研究了不同制备温度对Ag-SiO2三维有序大孔材料中Ag的存在状态及其发光性能的影响,实验结果表明,在SiO2：0.6mol%Ag三维有序大孔样品中,（1）当制备温度小于450℃时,Ag-SiO2三维有序大孔材料中Ag主要是以Ag+形式存在;（2）当烧结温度为大于450℃时Ag十逐渐转变成Ag+-Ag+,同时其中一部分的Ag+转变为Ag纳米颗粒,所以此时在SiO2 3DOM材料中银的状态主要以Ag+-Ag+和Ag纳米颗粒存在;（3）当烧结温度达到750℃时在SiO2 3DOM材料中只有Ag纳米颗粒。同时还研究了不同Ag掺杂浓度对650℃制备的Ag-SiO2三维有序大孔材料发光的影响。在280和345nm激发下,样品中Ag+-A g+发射峰强度随Ag浓度增加而先增后减,其主要原因是随着Ag浓度的增加Ag+-A g+的数量也增加。当Ag浓度为0.6mo1%时有最强发射。当Ag浓度达到0.8mol%时出现浓度淬灭。论文研究了550℃制备的Eu3+掺杂的Ag-SiO2三维有序大孔材料中Ag不同的状态对Eu3+离子发光性能的影响。结果表明,样品中存在着从Ag+离子和Ag+-Ag+到Eu3+离子的能量传递使的Eu3+离子的发光强度增加。此外,研究了750℃下制备的Eu3+掺杂的Ag-SiO2三维有序大孔材料中Ag纳米颗粒对Eu3+离子发光性能的影响。在样品中观察了Eu3+离子的荧光增强,其荧光增强是由于Ag纳米颗粒的表面等离子体效应引起的。最后,研究了750℃制备的稀土Tb3+离子掺杂的Ag-SiO2三维有序大孔材料中Ag纳米颗粒对稀土Tb3+离子的发光性质的影响。研究发现,Ag掺杂浓度对于Ag-SiO2:Tb3+ 3DOM材料中Ag的状态没有影响,Ag浓度的增加只是使最终形成的Ag纳米颗粒的数量增加。同时,在Ag-SiO2:Tb3+ 3DOM材料中还观察到了Tb3+离子的荧光增强,并研究了其荧光增强机理,其荧光增强是由于Ag纳米颗粒表面等离子体效应诱使Tb3+离子的辐射衰减速率的增加导致的。

关键词： 氧化石墨烯   ZnO量子点   Ag纳米颗粒   紫外光电探测   SERS  

摘要： 石墨烯,一种新型的由碳原子构成的二维材料,自2004年在实验上被发现后迅速引发了世界范围内的广泛关注。石墨烯具有独特的结构和诸多优良特性,被认为是与功能材料组装构建新型复合材料的理想结构单元,然而由于在规模化生产、绿色制备及自组装方面的限制,基于石墨烯制备复合材料仍存在较大挑战。氧化石墨烯,石墨烯的衍生物,其表面有丰富的含氧官能团等活性结构,这无疑使得利用氧化石墨烯作为构建单元成为最稳定、易于操作且成本最低的制备基于石墨烯材料复合结构的方法。本论文在采用改进的Hummers法制备得到不同尺寸的氧化石墨烯薄片的基础上,以氧化石墨烯为模板,通过简单组装、原位生长以及分步组装等方法将其与ZnO和Ag纳米粒子进行复合,制备了一系列功能化复合结构,并进一步研究了这些复合结构在光电方面的性质及应用,取得了一些有意义的成果,主要工作如下：1、在无需添加任何表面活性剂和稳定剂的条件下采用改进的Hummers法制备了不同尺寸的氧化石墨烯片,同时制备了ZnO量子点,通过简单组装的方法,将两者混合得到了氧化石墨烯/ZnO量子点复合结构,对其结构进行表征同时讨论了二者的复合机理。通过对其光学性质进行表征,从而探究二者之间的相互作用和可能存在的能量及电子转移过程。以复合结构为基础构建MSM紫外光电探测器,器件在325 nm的光照下表现出明显的明暗电流比,且具有较快的响应速度。2、通过原位生长的方法,以氧化石墨烯,硝酸银和柠檬酸钠为原料通过混合水热反应得到了Ag纳米颗粒／氧化石墨烯纳米复合结构,并讨论了原位生长的过程及原理。通过形貌表征,Ag颗粒均匀稳定地分布在氧化石墨烯片表面,并且由于氧化石墨烯在合成过程中提供了成核的场所,Ag颗粒的尺寸较为均一。氧化石墨烯的拉曼信号随着Ag纳米颗粒的沉积而显著增强,同时选取罗丹明6G(R6G)作为待检测分子,由于R6G分子与氧化石墨烯片之间强烈的电子相互作用,以及氧化石墨烯表面Ag纳米颗粒的聚集导致增强的的耦合电磁场,复合结构表现出对R6G较强的表面拉曼散射信号增强作用。3、采用分步组装的方法,首先通过水热反应使Ag纳米颗粒原位生长到氧化石墨烯片表面,再通过简单混合的方法将ZnO量子点与氧化石墨烯复合,得到稳定的氧化石墨烯/ZnO/Ag纳米复合结构。通过对其形貌进行表征,ZnO量子点致密地分布在氧化石墨烯片表面及Ag颗粒周围。对复合结构的光学性质进行表征,相较于ZnO量子点,氧化石墨烯/ZnO/Ag纳米复合结构紫外及可见范围的PL谱强度均有明显减弱,这也表明了在紫外光激发下,ZnO向氧化石墨烯和Ag发生电子转移的现象,这一现象也表明这种复合结构在光催化等领域有着潜在应用。

关键词： 表面等离子体共振   SiC   荧光增强  

摘要： 利用银纳米颗粒的表面等离子体共振来增强SiC的发光,成功制备了Ag@SiO2-SiC复合纳米结构并进行了表征,通过控制二氧化硅层厚度和SiC连接方式研究了银纳米颗粒表面等离子体共振对荧光增强效果的影响。结果表明:采用氨基修饰后Ag@SiO2与SiC结合比未修饰氨基得到更强的荧光增强效果。当银纳米颗粒与SiC之间没有间隔时,产生荧光猝灭;当二氧化硅层厚度为10nm时,荧光增强1.51倍;厚度为20nm时荧光增强1.15倍。

关键词： TiCl4水解   TiO2纳米颗粒   Ag纳米线阵列   包覆结构  

摘要： 采用水热法制备了TiO2纳米颗粒包覆Ag纳米线阵列结构。通过选区电子衍射手段确定了TiO2包覆层的晶体结构为锐钛矿。研究了TiCl4溶液浓度和温度对TiO2/Ag包覆结构形貌的影响,结果显示0.1 mol/L的TiCl4溶液能够得到连续均匀的TiO2包覆层,当TiCl4溶液浓度高于0.1mol/L时,水解产生的HCl在水热环境下会对Ag纳米线造成不同程度的腐蚀。80℃条件下能够得到较为均匀的TiO2包覆层和较高的结晶度;温度过低时,TiO2包覆层的结晶不明显,温度过高时,水解产生的HCl会对Ag纳米线产生腐蚀。

关键词： Au-Ag nanoparticles   z-scan   SERS   gripe water   SILVER NANOPARTICLES   GOLD NANOPARTICLES   SCATTERING  

摘要： In recent years there has been excessive progress in the 'green' chemistry approach for the synthesis of gold and silver nanoparticles. Bimetallic nanoparticles have gained special significance due to their unique tunable optical properties. Herein we report a facile one-pot, eco-friendly synthesis of Au-Ag bimetallic core-shell nanoparticles using gripe water as reducing as well as stabilizing agent. The as-synthesized Au-Ag nanoparticles are characterized using UV-Vis spectroscopy to determine the surface plasmon resonance, and using transmission electron microscopy to study the morphology and the particle size. The optical nonlinearity of the bimetallic nanoparticles investigated by z-scan technique using femtosecond Ti:sapphire is in the order of 10(9). The nonlinear optical parameters such as the nonlinear refractive index n(2), nonlinear absorption coefficient beta and the third order nonlinear susceptibility chi(3) are measured for various wavelengths from 700 nm to 950 nm. The Au-Ag nanoparticles are also used in surface enhanced Raman spectroscopic studies to enhance the Raman signals of rhodamine 6G.

关键词： 石墨烯   Ag纳米颗粒   液相混合   水热还原  

摘要： 采用液相混合与水热还原相结合的方法制备了一种颗粒直径在10～ 20 nm之间,分布均匀的石墨烯与Ag纳米颗粒复合材料.利用透射电子显微技术研究在不同反应阶段时石墨烯或氧化石墨烯表面颗粒的晶格结构与组成成分.研究结果表明,在液相混合阶段Ag＋与氧化石墨烯之间发生了氧化还原反应,Ag＋还原成为Ag纳米颗粒并附着于氧化石墨烯的表面,颗粒的直径在5 nm以下,分布均一;在水热还原氧化石墨烯阶段,Ag纳米颗粒发生了奥斯瓦尔德熟化现象,较小的Ag纳米颗粒随着水热反应的进行不断的溶解,并在较大的Ag颗粒表面凝聚,使得颗粒的尺寸增加.

关键词： TiO2纳米管   光沉积   Ag纳米颗粒   气相降解  

摘要： 采用二次氧化法制备蝶翅状阵列式二氧化钛纳米管(TiO2NTs),通过光化学还原不同浓度Ag+,在其表面均匀负载Ag纳米颗粒(Ag/TiO2NTs).利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X线衍射仪(XRD)和紫外漫反射(UV-DRS)等对纳米管的形貌、元素组成、晶型和紫外—可见漫反射吸收光谱进行表征,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)测试TiO2NTs和Ag/TiO2NTs对气相甲醇的紫外光催化降解性能.结果表明,Ag/TiO2NTs(0.01mol/L)在紫外光区表现出较好的吸收性能,肖特基结的形成使其光催化活性比纯TiO2NTs有显著提高.

关键词： 硼酸钙玻璃   Sm^3+   Ag聚集体   Ag纳米颗粒  

摘要： 采用熔融淬火技术制备了掺杂Sm3+的组分为30CaO-60B2O3-10AgNO3-xSm2O3(x=0.05,0.25,0.5,1,3,5(摩尔分数))硼酸钙玻璃。采用吸收光谱及荧光激发和发射光谱对样品的光谱性质进行了研究。样品吸收光谱测量表明样品中存在Ag聚集体和金属Ag纳米颗粒,Sm3+掺杂浓度的改变对金属Ag纳米颗粒的浓度产生影响,而对Ag聚集体的吸收影响较弱。样品的荧光光谱测量发现该系列样品均表现为宽带吸收和宽带发射特性,同时观察到了在405 nm激发下Sm3+的掺杂对Ag聚集体的发光产生了猝灭作用,但可改善样品发射光谱的成分,提高红色发射比例。色度学研究表明样品的色坐标随Sm3+掺杂浓度及激发波长变化。这些研究结果表明该系列样品是一种潜在的白光LED用荧光体材料。

关键词： Eu3+   Ag纳米颗粒   硼酸盐玻璃   配位结构   白光  

摘要： 采用高温熔融法制备了Eu-Ag共掺的硼酸盐玻璃，利用吸收光谱和发射光谱等研究了玻璃中网络形成体B2 O3含量变化和Eu离子共掺对于Ag在基质中赋存状态的影响。在Eu-Ag 共掺玻璃的吸收光谱中发现，随着B2 O3含量的增加，Ag纳米颗粒在410 nm附近的宽带吸收强度逐渐下降；玻璃在340 nm光源激发下，位于350～600 nm的蓝绿光区出现一个Ag分子团簇的宽带发光，且其发光强度随B2 O3含量的增加逐渐增强。在Eu或Ag单掺的玻璃中可分别观测到微弱的Eu3＋或Ag分子团簇的本征发射，而Eu-Ag共掺样品中Eu3＋和Ag分子团簇的发光都得到了显著的增强。并且Eu离子浓度的增加促进了Ag纳米颗粒在410 nm附近的宽带吸收。对Eu离子的添加促进 Ag 纳米颗粒析出的机理进行了讨论。同时，由于 Eu3＋的5 D0→7 FJ 的电子跃迁发射为橙红光，Ag纳米团簇可发射蓝绿光甚至黄光，因此通过玻璃结构的调控和 Eu离子掺杂浓度的调节可以实现玻璃的白光发射，这有望成为潜在的白光LED用玻璃照明材料。

关键词： Ag纳米颗粒   光催化合成   生长模式转换  

摘要： 利用AgNO3水溶液,通过严格控制TiO2薄膜的化学活性,系统研究了在TiO2表面光催化合成金属Ag纳米颗粒的生长行为。研究发现,光催化合成金属Ag纳米颗粒存在着两个完全不同的生长机制,分别对应着金属Ag纳米颗粒的各向同性和各向异性生长。当溶液浓度较低时,Ostwald熟化(OR)机制主导着金属Ag纳米颗粒的长大过程;当溶液浓度较高时,取向附生(OA)机制决定着金属Ag纳米颗粒长大成纳米片。原位消光光谱分析表明,OR机制和OA机制生长的前期具有相近消光特征,决定金属Ag纳米颗粒生长模式的关键是AgNO3溶液的浓度,更准确地说是金属Ag初级晶核的局域密度。在此基础上提出了有关光催化合成金属Ag纳米颗粒的生长模型。