外加物理场对溶液贵金属纳米颗粒取向聚集生长的影响

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51071116
项目类别：
面上项目
资助金额：
40.0万
负责人：
宋晓平
依托单位：
西安交通大学
学科分类：
E0106.金属低维与亚稳材料
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
王胖胖；管文；张东岩；席莎；盛莹；
关键词：
取向聚集生长物理场单晶纳米结构贵金属纳米材料

项目摘要

溶液中纳米颗粒的取向聚集生长可形成具有不同形貌的单晶，且生长速率远大于传统的单晶生长速率，已成为化学、材料等学科的研究热点之一。然而，纳米颗粒的取向聚集生长需要使用有机物作为组装剂或方向剂。这些有机物作为杂质存在于晶体中不易去除，不仅造成了晶体缺陷，而且严重影响了晶体纯度和理化性能。因此，本项目拟研究在不使用有机物作为组装剂和方向剂的条件下，利用外加物理场，如电场和强磁场引导溶液中Ag、Au等贵金属纳米颗粒取向聚集生长成具有不同形貌单晶的过程。着重研究外加物理场对溶液中Ag、Au等贵金属纳米颗粒取向聚集生长的影响规律，如物理场的强度和方向对Ag、Au等贵金属纳米颗粒取向聚集生长的方向、速率及形貌的影响规律；外加物理场引导贵金属纳米颗粒取向聚集生长的物理本质，构造理论模型。研究结果将深化人们对纳米颗粒取向聚集生长的认识，具有较重要的理论意义和工程应用前景。

结项摘要

溶液中纳米颗粒的取向聚集生长可形成具有不同形貌的单晶类单晶体，且生长速率远大于传统的单晶生长速率，已成为化学、材料等学科的研究热点之一。然而，纳米颗粒的取向聚集生长需要使用有机物作为组装剂或方向剂。这些有机物作为杂质存在于晶体中不易去除，不仅造成了晶体缺陷，而且严重影响了晶体纯度和理化性能。因此，本项目研究了在不使用有机物作为组装剂和方向剂的条件下，利用外加物理场，如电场和强磁场引导溶液中Ag、Au 等贵金属纳米颗粒取向聚集生长成具有不同形貌单晶的过程。着重研究外加物理场对溶液中Ag、Au 等贵金属纳米颗粒取向聚集生长的影响规律，如物理场的强度和方向对Ag、Au 等贵金属纳米颗粒取向聚集生长的方向、速率及形貌的影响规律；外加物理场引导贵金属纳米颗粒取向聚集生长的物理本质，构造理论模型等。研究成果可概要总结为以下几点：.① 外加直流电场能引导Au纳米颗粒能取向生长成具有粗糙表面的Au单晶或类单晶多面型凝聚体。.② 外加磁场能引导Ag、Au等纳米颗粒能取向生长成一维单晶或准单晶凝聚体，如竹节状Ag纳米杆，谷穗状Ag纳米颗粒聚集体和Au的糖葫芦串阵列。.③ 提出了在磁场的引导下谷穗状Ag纳米颗粒聚集的生长机制。.④ 提出了一种非传统的还原机制：电子隧穿还原机制，拓展了传统还原过程的内涵，并由此提出了溶液中纳米结构的周期性成核和长大的新思路。.⑤ 本项目取得的主要研究成果发表在CrystEngComm（IF=3.88）、Crystal Growth & Design（IF=4.69）和Chemical Engineering Journal（IF=3.47）等国外学术期刊上，共发表相关学术论文13篇，最高影响因子为24.89。.上述研究结果将深化人们对纳米颗粒取向聚集生长的认识，具有较重要的理论意义和工程应用前景。.