摘 要

金纳米棒具有非常优良的光学性能，在固定的波段具有能够控制的性能和独特的表面等离子体共振现象，由于其稳定性很好、生物毒性较低、色彩非常鲜艳这些优良的特点，在储存信息、化工催化、医学生物领域中的应用引起了相关研究领域的极大兴趣。目前制备技术已经比较完善，各种需要的金纳米棒已经可以比较完整的制备。

本实验为了让金纳米棒可以在不同的溶液里面长时间存放，能够稳定存在，尝试不同的表面包裹剂和稳定剂来对金纳米棒进行表面改性。在探索不同的表面改性过程中，注意金纳米棒在不同的溶液中带电的情况，在溶液中分散的纳米棒其电荷性对于分散也有很大的关系，因此本实验着重研究不同的表面修饰剂下金纳米颗粒表面的带电性。开始制备金纳米棒用常规的添加CTAB的种子合成法，包裹二氧化硅用TEOS水解的方法。包裹后将CTAB包裹的金纳米棒和二氧化硅包裹的金纳米棒，分别加入不同PH的水和乙醇中，去测试Zeta电位。最后用Origin拟合处理数据，分析数据。

本实验意义在于对纳米棒进行不同的表面改性，使其能够稳定存在，通过测量Zeta电位，来分析其带电性和稳定性。为后续的应用打下基础。

关键词：金纳米棒；表面修饰；荷电荷性

Abstract

Gold nanorods have excellent optical properties in the UV-Visible-Near Infrared band with a unique controllable surface plasmon resonance (SPR) phenomenon due to their excellent stability, low biotoxicity, and very bright color Excellent features in the storage of information, extensive catalysis, biomedical applications in the field of research has aroused widespread concern. At present, the preparation technology has been relatively perfect, the need for gold nanorods can be relatively complete preparation.

In this experiment, the gold nanorods were surface modified with different surface coating agents, so that the gold nanorods could be stored in different organic and inorganic solutions for a long time. In the process of exploring different surface modification, note that the gold nanorods are charged in different solutions. The chargeability of the nanorods dispersed in the solution also has a great relationship with the dispersion. Therefore, this experiment focuses on different surface modification Charging of gold nanoparticles under gold. The preparation of gold nanorods was initiated by routine addition of CTAB to the seed synthesis method, which encapsulated silica with TEOS hydrolysis. After encapsulation, CTAB-coated gold nanorods and silica-coated gold nanorods were added to different pH water and ethanol to test the zeta potential. Finally, the fate of the data processing, analysis of data.

The significance of this experiment is to nano-rods for different surface modification, so that it can be stable, by measuring the Zeta potential, to analyze its chargeability and stability. Lay the foundation for subsequent applications.

Key Words：Gold nanorods，Surface modification，Surface nuclear charge

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 1

第1章 绪论 1

1.1 金纳米棒的发展概述 1

1.2 金纳米棒的合成方法 4

1.2.1 模板法 4

1.2.2 电化学合成发 4

1.2.3 种子生长法 5

1.3 金纳米棒的应用 8

1.3.1金纳米棒的光学应用 8

1.3.2 金纳米棒的医学应用 9

1.4 本实验的意义及内容 9

第2章 金纳米棒的表面改性 11

2.1 实验原料与仪器 11

2.1.1 实验原料 11

2.1.2 实验仪器及设备 11

2.2 实验部分 12

2.2.1 CTAB包裹的金纳米棒的制作 12

2.2.2 表面包裹二氧化硅实验 13

2.2.3 测量表面电荷的准备 14

2.3 实验的反思和总结 15

第3章 实验结果分析 16

3.1 金纳米棒的光谱分析 16

3.2 用zeta电位仪测试样品 17

3.2.1 电位仪原理 17

3.2.2 电位测定 17

3.3用origin拟合曲线以及结果分析 18

3.4结果总结 25

第4章 结论与展望 26

参考文献 27

致 谢 30

第1章 绪论

1.1金纳米棒的发展概述

自古以来，很多金属光学特性一直被人们广泛的关注，形状为球形的金、银纳米颗粒溶胶的合成方法可以追溯到罗马帝国时期和中国早期的王朝。然而，在过去的二十年，在可控制和可重复的方式下，化学家们合成了具有各向异性（非球形）的金属纳米粒子（MNP），并且已经真正开始关注各向异性的光学性质是否与形状有关。合成金属和半导体导线（或晶须）与纳米尺寸的以蒸汽−液体−固（VLS）三种形态存在的物质是上世纪60年代的技术，到了上世纪90年代的中期，化学家掌握了开发PED的简易合成胶体纳米棒技术。^[1]在已经合成的所有各向异性材料中，金纳米棒（AuNRs）已经引起了人们的极大关注。最初，金纳米棒制备的方法是电化学法，由多孔氧化铝和聚碳酸酯膜等模板来控制形状，在表面活性剂（通常的十六烷基三甲基铵溴）的存在下可以制得。^[2]这些“硬模板合成获得的材料，给研究人员提供了研究AuNRs光学性能细节的机会。第一个真正的方便的AuNRs合成的发展（在1999−2001年）^[2]是三步的种子生长的方法，可用于制备的纵横比（长度/直径）在8和20之间的金纳米棒，尺寸大概为150-1800nm×25 nm。这个简单的合成AuNRs的方法，提供了一些方便改进和控制形状的方法，促使人们开始对于制备不同形状的各向异性的金纳米棒兴趣激增。^[4]在过去的十年中，出现大量的有效的种子生长的合成方法，使研究人员在合成各种各样的AuNRs领域里充分探索。合成历史上重要时间线如图1-1。它的光学特性在生物医学，传感和光学中广泛应用^[5]。