基于金纳米棒等离子体效应非聚集离子比色传感器及AgBr@Au&Ag等离子体纳米光催化剂的开发与应用

论文摘要

金纳米棒（gold nanorods, GNRs）具有横向和纵向两个等离子体共振吸收（surface plasmon resonance,SPR）峰。其中纵向SPR（longitudinal surface plasmon resonance absorption, LPA）峰的位置取决于金纳米棒颗粒的长短轴比（R）。基于Cr（VI）对GNRs长轴方向选择性氧化刻蚀导致R变小,LPA发生蓝移;而S2–与GNRs的反应引起GNRs沿着横轴溶出的纵轴速度比快而导致R变大,LPA红移,GNRs颜色随着Cr（VI）、S2–的浓度的改变而变化,且波长的变化值（△λ）均与Cr（VI）、S2–的浓度成线性关系,依次开发测定痕量Cr（VI）、S2–的高灵敏、高选择性和快速响应的非聚集比色传感器,分别用于水体中Cr（VI）、S2–的在线分析,结果分别与ICP–MS法、亚甲基蓝法相吻合。同时,探讨了比色传感器测定Cr（VI）、S2–的反应机理。此外,以HAuCl4为前驱体、CTAB为稳定剂、NaBH4为还原剂,合成表面带负电荷的GNRs–,借助Ag+与CTAB中的Br–反应形成表面带正电的[AgBr]+,[AgBr]+与表面带负电的GNRs–通过静电自组装生成AgBr@Au,在超声波空化作用及GNRs催化作用合成了等离子体纳米光催化剂。用扫描电镜（SEM）、X-射线衍射法（XRD）及能谱（EDS）分析其组成为AgBr@Au&Ag。AgBr表面负载的金和银粒子强的等离子体共振效应,增加对太阳光的吸收,并且能有效阻碍光生电子与Ag+复合,增加了有效电子-空穴对,能够在25 min内实现太阳光光催化降解考马斯亮蓝（降解率为98.6%）,表现出强的可见光光催化降解能力。此外,初步探讨了AgBr@Au&Ag合成及其可见光催化降解的机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 金纳米粒子比色传感器及其研究进展
• 1.2.1 金纳米粒子SPR特性
• 1.2.2 比色传感器原理及其分类
• 1.2.2.1 交联聚集/解交联聚集比色法
• 1.2.2.2 非交联聚集比色传感器
• 1.2.2.3 非聚集比色法
• 1.2.3 比色传感器的应用
• 1.2.3.1 离子检测
• 1.2.3.2 小分子检测
• 1.2.3.3 生物活性物质检测
• 1.2.4 结论和展望
• 1.3 Ag@AgX （X = Cl,Br,I）核壳材料等离子体光催化剂
• 1.3.1 卤化银等离子体光催化剂概述
• 1.3.2 Ag@AgX （X = Cl,Br,I）制备方法及其应用
• 1.3.2.1 直接沉淀法
• 1.3.2.2 离子交换法
• 1.3.2.3 原位氧化还原法
• 1.3.3 Ag@AgX （X = Cl,Br,I）光催化原理
• 1.3.4 展望
• 1.4 选题的重要性和意义
• 1.5 本论文的构思
• 1.6 本论文的创新之处
• 参考文献
• 第2章 基于Cr（Ⅵ）对金纳米棒刻蚀作用非聚集比色传感器测定Cr（VI）
• 2.1 引言
• 2.2 实验
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 化学试剂
• 2.2.3 GNRs的合成
• 2.2.4 GNRs传感器测定Cr（VI）
• 2.2.5 饮用水和海水Cr（VI）的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 传感机理
• 2.3.2 测定Cr（VI）最佳条件优选
• 2.3.2.1 GNRs浓度的影响
• 2.3.2.2 pH 对测定Cr（VI）的影响
• 2.3.2.3 CTAB浓度的影响
• 2.3.2.4 反应温度和时间的影响
• 2.3.2.5 干扰实验
• 2.3.2.6 分析方法的标准曲线、线性范围与检出限
• 2.3.3 样品测定
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 2–'>第3章 金纳米棒溶出纵向表面等离子体共振吸收红移比色探针测定S^2–
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器与试剂
• 3.2.2 GNRs的合成
• 2–检测'>3.2.3 S^2–检测
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 SPR谱
• 2–最佳条件'>3.3.2 测定 S^2–最佳条件
• 3.3.2.1 GNRs浓度与用量
• 3.3.2.2 CTAB浓度
• 3.3.2.3 pH 值
• 3.3.2.4 反应温度和时间
• 3.3.2.5 干扰实验
• 3.3.2.6 标准曲线、线性范围、精密度与灵敏度
• 3.3.3 样品测定
• 3.3.4 机理探讨
• 3.4 结语
• 参考文献
• 第4章 静电自组装-超声波法合成AgBr@Au&Ag及其光催化降解考马斯亮蓝
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.2.1 AuNR 的制备
• 4.2.2.2 AgBr、AgBr@Au&Ag的制备
• 4.2.2.3 形貌观测、x射线衍射（XRD）及能谱分析
• 4.2.2.4 光催化降解考马斯亮蓝溶液研究
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 AuNR SPR光谱
• 4.3.2 SEM图、EDS 谱及XRD谱
• 4.3.3 AgBr@Au&Ag漫反射光谱
• 4.3.4 AgBr@Au&Ag催化光降解的稳定性
• 4.3.5 太阳光光降解考马斯亮蓝光谱
• 4.4 AgBr@Au&Ag合成及其可见光降解考马斯亮蓝机理
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 结论
• 致谢
• 攻读学位期间取得的科研成果清单