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摘 要

现代材料技术的探究与发展在很大程度上依赖于现有的材料的改进以及新材料的产生。在纳米材料的研究方向中，Ag纳米材料因其独特的光、电、催化等特性及其在新能源材料、光电子学、信息存储、生物医疗及表面增强效应等领域的应用而受到众多研究领域的广泛关注。

本文采用多元醇法制备Ag纳米立方体，在油浴加热和磁力搅拌下，采用乙二醇为还原剂，AgNO3溶液为银源，PVP作为表面活性剂，而作为表面控制剂的NaCl，在O2共同作用下，刻蚀Ag颗粒，从而生成Ag纳米立方体。为了更好的控制立方体的尺寸，我们在溶液中再加入钝化剂NaBr，从而获得较均匀的纳米立方体。通过光学显微镜，扫描电子显微镜观察其形貌，紫外分光光度计测试其吸收光谱, 我们比较了三种不同添加剂对Ag纳米机构的影响，研究了Ag纳米立方体的生长机制和光学特性。结果表明，Cl是形成Ag纳米立方体的根本原因，而Br离子的加入则有利于形成尺寸均匀的Ag纳米立方体。

关键词：银纳米立方体，NaCl,NaBr, 光学性质

Preparation and Optical Properties of Silver

Nanocubes

Abstract

The exploration and development of modern materials technology heavily depends on the existing material improvements and the generation of new materials. In the research field of nanomaterials, Ag nanomaterials (such as Ag nanowire and nanocube) have been extensively studied in many fields in the world due to the unique characteristics of light, electricity and catalysis and the applications in new energy materials, optoelectronics, information storage, biomedicine and surface enhancement effects.

In this thesis, the Ag nanometer cubes were prepared by polyol method by reducing the inorganic salt into atoms under the condition of oil heating and stirring, and growing into Ag nanocubes with the protection of surfactants, PVP. We used three kinds of additives, NaCl, NaBr and the mixture, to investigate the difference in the morphology as well as the optical properties of the Ag nanostructures with the characterization by optical microscope, scanning electron microscope and the absorption spectrum. It was found that Ag nanocubes can be formed in the effect of Cl/O2 etching Ag nanoparticles. Furthermore, NaBr can act as the passivation additivce to adjust the size of Ag nanocubes. So we summarized that the co-influence of Cl and Br ions will be helpful for the synthesis of Ag nanocube with better size distribution.

Keywords：Silver, nanometer cubes, optical properties

目录

摘要…………………………………………………………………………………I

Abstract……………………………………………………………………………II

第一章绪论 2

1.1金属纳米立方体的研究进展与发展现状 2

1.2银纳米立方体的研究进展与制备方法 3

1.3本论文的主要研究内容 6

第二章制备银纳米立方体 8

2.1合成原理 8

2.2实验过程 9

2.3结果与分析 11

第三章小结 15

参考文献 16

致谢 18

第一章绪论

1.1 金属纳米立方体的研究进展与发展现状

在科技迅猛的发展的过程中，金属纳米材料自始至终占有重要的地位，扮演着重要的角色。但是在不同的程度上，技术方面，在现代的变革与发展中不只是依靠现已的材料，更重要的是依靠金属纳米材料的复合合成。

纳米材料具有多种优异性能，是一种有广阔的应用前景的功能材料^[1]。尤其是金属纳米在光学、催化、柔软性、电学、磁学等方面的应用和发展，都和材料的尺寸、形貌以及样式紧密的关联。对于我们常见的大部分金属纳米材料，都十分难以去保证纳米的粗细长短和生长的形貌能够得到统一，另一方面直接合成单分散的纳米立方体以便纯化，这种控制方法也不完善。目前，国内获得样貌尺寸单一的纳米立方体的方法有两种。第一种是直接合成制备这样的纳米立方体，对制备条件要求较高，如常用的水热法，不仅需要选择合适的前驱物、表面活性剂和反应溶液，并且在制备过程中需要精确控制反应溶液的配比、温度、反应时间甚至压力等制备条件；第二种是对所制备的具有较宽颗粒尺寸分布的纳米颗粒进行分离，纳米颗粒的分离具有较大的灵活性和优势，不仅可以对任何方法制备出的具有一定颗粒尺寸分布的纳米颗粒进行尺寸分离，而且可对不同形貌的纳米颗粒进行分离，同时在分离过程中还能实现对所制备的纳米颗粒进行纯化以除去过多的离子或副产物的目的。所以，在实验生产中大多会通过方法制备得到具有尺寸及（或）形貌差异的金属纳米颗粒，不过其中会包含尺寸大小不一的纳米颗粒和纳米线。然后用电泳法、尺寸排阻色谱法、膜过滤法、离心分离法等对金属纳米颗粒进行分离，从而得到单一的纯化金属纳米立方体。

但是，对于大多数金属纳米材料，很难控制它们的尺寸和形貌具有严格的单一性，另一方面通过直接控制合成的方法来获得单分散纳米也是困难的。在科学家的不断探索中，总结出了一些可以有效生长出纳米立方的制备方法，包括：高能机械球磨法等物理方法，模板法，晶种法等化学方法。

随着器件微型化和高度集成化的要求不断提高，传统的以硅为代表的半导体器件尺寸已经日益接近其物理极限。人们对新材料的渴望也愈来愈热切。金属纳米材料由于其优异的物理及化学性质，可能是满足量子器件要求的理想材料，并一直吸引着学术各界的研究兴趣。

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