（物理化学专业论文）pt金属纳米结构薄膜的制备及其电催化和原位红外光谱研究.pdf

中文摘要 摘要 纳米粒子的实际应用总是离不开对其进行组装，以形成特定结构的薄膜。不 同结构的纳米粒子薄膜经常表现出不同的特性，而且也表现出单个纳米粒子所不 具备的一些性质。如本研究组发现小分子( 如s c n 。、c o ) 吸附在p t 族金属及其合 金纳米结构薄膜上的异常红外效应( a i r e s ) ，而在单个纳米粒子上却表现为正常的 红外吸收。因此，纳米结构薄膜的制备及其性质研究是纳米科技发展的重要组成 部分。 本文主要的目的是发展不同的方法制备p t 金属纳米粒子以及有序纳米结构薄 膜，研究甲醇、c o 的电氧化行为，并利用电化学原位红外光谱技术( i n - s i t uf t i r s ) 系统地研究纳米粒子、纳米薄膜结构以及基底与异常红外效应( a i r e s ) 的关系，为 深入认识a i r e s 的本质提供了丰富的实验数据。本工作主要涉及以下研究内容： ( 1 ) 以表面覆盖s i 0 2 纳米粒子薄膜的铂碳( g c ) 电极为基底，采用电沉积的方法， 得到多种p t 纳米结构薄膜。薄膜的结构可以通过改变电极表面s i 0 2 覆盖层的厚度、 电解液的组成以及电沉积技术来控制。q ) 以s i 0 2 有序阵列为模板，采用溅射的 方法，制备了s i 0 2 p t 核壳结构有序阵列以及p t 空壳有序阵列。( 3 ) 发展了一种在 液一液和液一气界面组装亲水纳米粒子的方法，制备了多种不同结构的纳米粒子 薄膜( p t 、a u p t 、a g 、a u 、s i 0 2 ) 。( 4 ) 研究了电沉积法制备的叶状p t 纳米结构薄 膜，和化学法合成的s i 0 2 p t 核壳结构纳米粒子对c o 和甲醇的电氧化性能，并通 过电化学交流阻抗( e i s ) 技术研究了甲醇在不同研究电位下的动力学行为。 ( 5 ) i n - s i t u f t i r s 研究发现：吸附c o 的红外吸收行为与纳米粒子本身的结构以及纳米 粒子薄膜结构有关，纳米粒子之间的相互作用可以使吸附态c o 的吸收峰从正常红 外吸收到类f a n o 吸收或到异常红外吸收转变；纳米粒子表面上吸附态c o 的红外 吸收行为也与基底的材质有关，不同的基底上，吸附态c o 的红外吸收蜂的峰位以 及峰位随电位的变化规律不同，而且，对于较薄的粒子膜，基底在某种程度上还 可以影响吸收峰的方向，但并不能完全改变吸收峰的方向。可见，a i r e s 是纳米 材料本身所具有的一种特殊光学性质。 本研究结果对于发展纳米结构薄膜的制备方法，深入认识纳米粒子结构、纳 米薄膜结构与其性能的关系具有十分重要的意义。 关键词：p t 纳米粒子、电沉积、自组装、电氧化、电化学原位红外光谱 t 英文摘要 a b s t r a c t p r a c t i c a la p p l i c a t i o n so fn a n o p a r t i c l e sa r ea l w a y si n v o l v e di nt h ep r e p a r a t i o no f n a n o p a r t i c l ef i l m s ( n f s ) n f sw i t hd i f f e r e n ts t r u c t u r e so f t e ne x h i b i td i f f e r e n tp r o p e r t i e s ， s o m eo fw h i c ha r ea l s od i f f e r e n tf r o mt h o s eo fs i n g l en a n o p a r t i c l e f o re x a m p l e ，o u r r e s e a r c h g r o u ph a sf o u n dt h a ts m a l lm o l e c u l e s ( e g s c n 。，c o ) a b s o r b e do n n a n o s t r u c t u r e df i l m so f p tg r o u pa n dt h e i ra l l o y ss h o wt h ea b n o r m a li r e f f e c t s ( a i r e s ) ， w h i l et h o s es m a l lm o l e c u l e sa b s o r b e do nd i s p e r s e dn a n o p a r t i c l e se x h i b i tn o r m a li r f e a t u r e s t h e r e f o r e ，i ti ss i g n i f i c a n tt op r e p a r en a n o s t r u c t u r e df i l m sa n de x p l o r et h e i r p h y s i c a l a n dc h e m i c a l p r o p e r t i e s i nt h ed e v e l o p m e n to fn a n o s c i e n c ea n d n a n o t e c l m o l o g y , t h ep r e s e n tr e s e a r c hh a sd e v e l o p e ds o m em e t h o d st op r e p a r ep tn a n o p a r t i c l e sa n dp t n f s ，a n di n v e s t i g a t e dt h ee l e c t r o o x i d a t i o no fm e t h a n o la n dc oa b s o r b e do nt h o s ep t n f s a d d i t i o n a l l y , u s i n gc oa sap r o b em o l e c u l e ，t h ea r i e so fp tn f sh a v eb e e n s t u d i e di nd e t a i lb ye l e c t r o c h e m i c a li n - s i t uf t i r st e c h n i q u e ，w h i c hs h o w e d s o m e e f f e c t so nt h ei rs p e c t r a lf e a t u r e so fa b s o r b e dc o ( c o a d ) ，s u c ha st h es t r u c t u r eo f n a n o p a r t i c l e s ，t h es t r u c t u r eo fn f sa n dt h ep r o p e r t i e so fs u b s t r a t em a t e r i a l s t h o s e s t u d i e sp r o v i d e df u l le x p e r i m e n t a ld a t af o ru n d e r s t a n d i n gt h en a t u r eo f a i r e s t h em a i l c o n t e n t sa r eo u t l i n e da sf o l l o w s ：( 1 ) o n el a y e ro fs i 0 2n a n o p a r t i c l e sw a sc o v e r e do n t o t h es u r f a c eo fag l a s sc a r b o n ( g c ) e l e c t r o d e ，a n dt h e np tn f sw e r ef a b r i c a t e do n t og c s u r f a c eb ye l e c t r o d e p o s i t i o n u s i n gt h i sm e t h o d ，t h em o r p h o l o g yo fp tn f sw a s c o n t r o l l a b l eb yc h a n g et h et h i c k n e s so ft h es i 0 2l a y e r , t h ec o m p o n e n to fe l e c t r o l y t ea n d e l e c t r o d e p o s i t i o nt e c h n i q u e ( 2 ) u s i n ga no r d e r e da r r a yo fs i 0 2n a n o p a r t i c l e sa st h e t e m p l a t e ，o r d e r e da r r a y so fs i 0 2 p tc o r e s h e l ln a n o p a r t i c l e sa n dh o l l o wp tn a n o p a r t i c l e s w e r eo b t a i n e db yp h y s i c a lv a p o rd e p o s i t i o n ( 3 ) as i m p l em e t h o dw a sd e v e l o p e dt o a s s e m b l eh y d r o p h i l i cn a n o p a r t i c l e s ( e g p t ，a u p t ，a g ，a u ，s i 0 2 ) a tl i q u i d - l i q u i d a i r i n t e r f a c e s ，f o r m i n gc l o s e - p a c k e dn f s o rd e n d r i t i cn f s ( 4 ) e l e c t r o o x i d a t i o np r o p e r t i e s o fs m a l lm o l e c u l e s ( c o ，c h 3 0 h ) o i ll e a f - l i k ep tn a n o p a r t i c l ef i l ma n ds i 0 2 p t c o r e s h e l ln a n o p a r t i c l ee l e c t r o d ew e r ee x a m i n e d ，r e s p e c f i v e l y ，t h e nt h ee l e c t r o o x i d a t i o n k i n e t i c so fm e t h a n o lw a se x p l o r e db ye l e c t r o c h e m i c a la c i m p e d a n c es p e c t r o s c o p y i i 英文摘要 ( e i s ) ( 5 ) t h er e s u l t so fi n - s i t uf t i r si n d i c a t et h a ti rs p e c t r a lb e h a v i o ro fc o dh a sa c l o s e r e l a t i o n s h i pw i t h t h es t r u c t u r eo fn a n o p a r t i c l e so rn f s t l l ei n t e r a c t i o no f n a n o p a r t i c l e sc o u l dc a u s et h ea b s o r b a n c eb a n do fc o a dt ot r a n s f o r mf r o mn o r m a l a d s o r p t i o nt of a n o l i k es p e c t r a ll i n es h a p eo ra i r e s a d d i t i o n a l l y , s u b s t r a t e sl o a d e d n a n o p a r t i c l e so rn f s ，t os o m ee x t e n t ，a l s oa f f e c t e di rs p e c t r a lf e a t u r e so fc o a do n n a n o p a r t i c l es u r f a c e f o rd i f f e r e n ts u b s t r a t e s ，t h ei rr e s p o n s eo fc o a d t op o t e n f i a lw a s a l s od i f f e r e n t ，a n di f t h en fw a sv e r yt h i n ，c l o s et oam o n o l a y e r , t h es u b s t r a t ec o u l da l s o a f f e c tt h ed i r e c t i o no fi ra b s o r b a n c eb a n do fc o , a ，b u ti tc o u l d n tf u l l yc h a n g et h e d i r e c t i o no fc ob a n d s o b v i o u s l y , a i r e si so n eo fs p e c i a l o p t i c a lp r o p e r t i e so f n a n o m a t e r i a l s t h er e s u l t si n t h i sr e s e a r c hh a v ep r o v i d e ds o m em e t h o d so ft h ep r e p a r a t i o no f n a n o s t r u c t u r e df i l m s ，a n dg a v eo n ec l u ea b o u tt h er e l a t i o nb e t w e e nt h es t r u c t u r eo f n a n o p a r t i c l e s n f sa n dt h e i rp r o p e r t i e s k e yw o r d s ：p tn a n o p a r t i c l e s ，e 1 e c 打o d e p o s i t i o n ，s e l f - a s s e m b l y , e l e c t r o o x i d a t i o n ， e l e c t r o c h e m i c a lm 。s i t uf t i 飚 1 1 1 厦门大学博士后研究工作报告 第一章绪论 1 1 引言 纳米微粒由于其尺度小，体系中的电子数目较少，而其基态特性与所包含电 子数的奇偶性有关，因此，纳米微粒具有不同于本体材料的物理特性，诸如量子 效应、小尺寸效应、表面效应和界面效应、库仑阻塞效应、量子隧穿效应以及介 电限域效应。单个纳米微粒纵然有很多独特的物理和化学性质，但在实际应用中， 考虑的却是众多纳米粒子的整体行为。大量研究表明【1 。引 ，任何宏观材料的功能均 源于组成该材料单元之间相互作用的结果，在一个复合体系中，可以观察到单个 组分并不具有的一些性质。因此，纳米材料的结构是影响其性质的一个重要因素。 表1 1 列出了纳米材料的一些特殊性能。 表1 - 1 纳米材料的特殊性能 1 2 纳米结构薄膜材料的制备方法 纳米结构薄膜的制备方法多种多样，包括自然蒸发自组装、l b 膜组装、电泳 法、电沉积、溅射、刻蚀、模板法以及各种直接涂膜技术( 如滴涂法、旋转套膜法、 喷涂法等) 。以下将重点介绍与本报告相关的直接涂膜技术、自组装法以及胶体粒 第一章绪论 子模板法。 1 2 1 直接涂膜法 直接涂膜法就是将所制各的纳米微粒直接涂抹到基底表面，让溶剂自然蒸发 后得到的纳米结构薄膜。这种方法所得到的薄膜结构缺乏可控性。大多数得到的 薄膜中，纳米微粒均为无序结构，而且纳米微粒易于团聚。在溶剂蒸发的过程中， 纳米微粒在基底表面的分布方式取决于胶体溶液中的表面活性剂的种类、含量以 及基底表面的特性。 1 2 2 自组装法 对于金属和半导体纳米粒子而言，最简单的方法就是将一滴单分散胶体溶液 滴在一个合适的基底表面，让溶剂缓慢蒸发，就可以形成二维( 2 d ) 和三维( 3 d ) 有序 纳米结构薄膜。p i l e n i 等人 3 2 - 3 3 】研究发现，几乎所有保护剂稳定的纳米粒子其自组 装形成薄膜的有序程度都与胶体溶液的滴加速度有很大关系。当逐滴滴加( 等前一 滴溶剂挥发后再滴下一滴) 时，只能得到较小面积的有序结构薄膜；而当同时滴加 几滴，然后再等溶剂挥发，则所得的有序膜面积要大得多。 对纳米粒子能够自组装形成有序纳米结构薄膜的发现具有一定的偶然性，关 于自组装驱动力的认可，仍然存在争议。对于较浓的胶体溶液，通过将溶剂蒸发 到几乎干燥，就可以得到纳米粒子有序结构薄膜。在蒸发过程中，粒子之间必然 存在一个排斥作用力以防止粒子之间随机地相互聚合；而对于由非极性的配体保 护的中性胶体粒子分散系，则在上述蒸发过程中，粒子之间应该存在弱的吸引力， 而不是排斥力。不管怎样，目前普遍认为单分散胶体纳米微粒自发地形成有序纳 米结构的驱动力是由范德华力所引起的粒子间的相互作用力。因此，只要具备合 适的条件，纳米粒子就可以自发地形成有规则的排列。 在实际过程中，很多因素都可能对纳米粒子有序结构的形成有所贡献。如： 杂质的存在对有序纳米结构的形成有两个不同方面的贡献翊。其一是带电物种( 如 溴离子和四辛基铵离子) 和配体层有密切的关系，可将净电荷传递给团簇。这将导 致粒子间的排斥力增大，从而促使浓的胶体溶液形成有序纳米结构。另一方面， 中性物种( 如过量的巯基) 在熵的变化上能促使浓溶液的胶体粒子晶化。这主要表现 为：配体保护的胶体粒子晶化，使更多的溶剂释放出来，从而导致熵增加，而这 种增加的熵又补偿了胶体粒子在晶化过程中熵的损失【3 ”。 2 厦门大学博士后研究工作报告 自组装形成有序纳米结构薄膜的关键因素是纳米体系单位体积内粒子数增加 并发生相互作用，并且要保证组装过程中纳米粒子仍然处于单分散状态。因此， 用于组装的纳米粒子必须满足以下几个条件：( 1 ) 硬球排斥：( 2 ) 稳定，具有均匀 的粒径和相同的形状；( 3 ) 粒子间的范德华力；( 4 ) 无机纳米粒子胶体溶液中必须 存在某种合适的保护剂。除此以外，还要保证组装过程中粒子间的排斥力要大于 粒子间的不可逆聚合力。 通过这种方法，从理论上讲，所有的单分散纳米粒子分散体系均有可能组装 形成高度有序的纳米结构阵列，但在实际研究中，这种组装方法受很多因素影响， 组装条件要求十分严格，组装过程比较难控制，并且大多是在几百目的铜网上得 到的有序结构，而在其它基底上要想得到这种类似有序结构并不是十分容易。用 这种方法组装得到的有序膜面积最大也只能达到几个微米尺度。而且为了解决这 个问题，人们发展了直接将胶体粒子在液一液气界面进行组装的方法，其中最为 重要的方法就是l b 成膜技术。这种方法得到的薄膜可以控制粒子之间的间距，有 助于研究纳米粒子之间的相互作用，而且这种薄膜很容易转移到其它固态基底表 面，这在器件研究领域具有实际意义。 对于s i 0 2 、聚苯乙烯s ) 以及其它聚合物等这类热力学稳定性较强、且化学活 性比较低的材料形成的纳微米小球的组装一般采用以下几种方法： 自然沉降法【3 6 平面毛细组装技术【3 7 。3 9 恒温垂直斜面毛细作用组装技术 4 0 - 4 3 】 垂直提拉技术【删 特殊装置组装技术1 但是，这几种方法基于的共同思想是利用溶剂挥发所产生的毛细作用力将纳 米粒子紧密地结合在一起，从而形成有序结构。但不同的方法各自具有不同的优 缺点。方法需要依赖于重力作用，组装速度很慢，通常需要几周甚至几个月来完 成，尤其对于直径 在a u p t 和p t 纳米粒子表面上吸附c o 的红外吸收行为与基底的材质有 关，不论纳米粒子的薄膜的厚薄，不同的基底上，吸附c o 的红外吸收峰位的大小 以及随电位的变化规律都是不同的，而且，对于较薄的粒子膜，基底在某种程度 上，还可以影响吸收峰的方向。但对于较厚的粒子膜，基底对吸收峰的方向基本 没有影响。 吸附c o 的红外吸收行为与纳米粒子本身的结构以及纳米粒子形成的 薄膜结构有关。纳米粒子之间的相互作用可以使吸附c o 的吸收峰方向发生倒反， 即呈现异常红外效应( a i r e s ) 。 参考文献 1 y a m a g u c h i k ，y o s h i d a l ，s u g i u r a l ，m i n o u r a h ，j p h y s c h e m b 1 9 9 8 ，1 0 2 ，9 6 7 7 2t e r a n i s h it ，h o s o em ，t a n a k at ，m i y a k em ，p h y s c h e m b1 9 9 9 ，1 0 3 ，3 8 1 8 3k u oc w ，s h i uj - y ，c h e np ，s o m o r j a ig a ，p h y s c h e m b2 0 0 3 ，1 0 7 ，9 9 5 0 4c o l l i e rc p ，s a y k a l l yi u ，s h i a n gj j ，h e n r i c h ss e ，h e a t hj r ，s c i e n c e ，1 9 9 7 ，2 7 7 ，1 9 7 8 5d e c h e r ，g s c i e n c e1 9 9 7 ，2 7 7 ，1 2 3 2 6f e n d l e rj h ，c h e m r e v ，1 9 8 7 ，8 7 ，8 7 7 7z h a ox k ，x us ，f e n d l e rj h ，j p h y s ( ? h e m ，1 9 9 0 ，9 4 ，2 5 7 3 8y o g e v ，d ；e f i i m a , s j p 碲s c h e m 1 9 8 8 ，9 2 ，5 7 5 4 9s c h w a r t zh ，h a r e ly ，e f r i m as ，l a n g m u i r , 2 0 0 1 ，1 7 ，3 8 8 4 1 0k u m a ra ，m a n d a l s ，m a t h e ws p ，s e l v a k a n n a np r ，e ta l ，l a n g m u i r ，2 0 0 2 ，18 ，6 4 7 8 11b e r m a na ，b e l m a nn ，g o l a ny ，l a n g m u i r ，2 0 0 3 ，1 9 ，1 0 9 6 2 1 2d r y f er a w , s i m ma o ，k r a l jb ，a m c h e m s o c ，2 0 0 3 ，1 2 5 ，1 3 0 1 4 1 3l i n y ，s k a f f h ，e m r i c kt ，d i n s m o r ea d ，r u s s e l lt p ，s c i e n c e , 2 0 0 3 ，2 9 9 ，2 2 6 1 4d a il l ，s h a r m ar ，w uc - y ，l a n g m u i r , 2 0 0 5 ，2 1 ，2 6 4 1 1 5m a y y ak s ，s a s t r ym ，l a n g m u i r , 1 9 9 9 ，1 5 ，1 9 0 2 异7 第五章液一气、渡一液组装金属纳米粒子薄膜及其性质研究 1 6w y r w a d ，b e y e rn ，s c h m i dg ，n a n o l e t t ，2 0 0 2 ，2 ，4 1 9 1 7d u a nh ，w a n gd ，k u r t hd g ，m 6 h w a l dh ，a n g e w c h e m i n t e d ，2 0 0 4 ，4 3 ，5 6 3 9 l8r e i n e k ef ，h i c k e ys gk e g e l ，w k ，e ta l ，a n g e n c h e m i n t e d ，2 0 0 4 ，4 3 ，4 5 8 1 9b i n k s ，b p c u r r o p i n c 0 l t o i di n t e r f a c es c i 2 0 0 2 ，7 ，2 1 2 0h uj - w ，h a ng b ，r e nb ，s u ns - g ，t i a nz q ，l a n g m u i r2 0 0 4 ，2 0 , 8 8 3l 2 1s c h m i d g ，l e h n e r t a ，m a i mj o ，b o v i nj o ，a n g e w c h e m i n t e d ，1 9 9 1 ，3 0 ，8 7 4 2 2h e n g l e i na ，j p h y s c h e m ，b ，2 0 0 0 ，1 0 4 ，2 2 0 1 2 3t e k a i a - e l h s i s s e nk b o n e tf ，s i l v e r tp y ，e ta l ，a l l o y sc o m p d ，1 9 9 9 ，2 9 2 ，9 6 2 4y o n e z a w at ，t o s h i m an ，m 0 1 c a t a l ，1 9 9 3 ，8 3 ，1 6 7 2 5g a r c i a g u t i e r r e zd ，g u t i e r r e z - w i n gc ，m i k i y o u s h i d am ，j o s e y a e a m a nm ，a p p l , p 枷a ，2 0 0 4 ，7 9 ，4 8 l 2 6g a r c i a g u t i e r r e zd ，g u t i e r r e z - w i n gc ，g i o v a n e t t il ，r a m a l l o - l 6 p e zj m ，r e q u e j o f g ，j o s e - y a c a m a nm ，p h y s c h e m b ，2 0 0 5 ，1 0 9 ，3 8 1 3 2 7w um l ，c h e nd h ，h u a n gt - c ，c h e m m a t e r ，2 0 0 1 ，1 3 ，5 9 9 2 8d a m l ec ，b i s w a sk ，s a s t r y m ，l a n g m u i r ，2 0 0 1 ，1 7 ，7 1 5 6 2 9m a n d a ls ，m a n d a l ea b ，s a s t r ym ，m a t e r c h e m ，2 0 0 4 ，1 4 ，2 8 6 8 3 0f r e n sg n a t u r e p h y s s c i ，1 9 7 3 ，2 4 1 ，2 0 3 1l i us y ，m ay h ，a r l l e ss p ，p e r r u c h o tc ，w a t t sjf ，l a n g m u i r ，2 0 0 2 ，1 8 ，7 7 8 0 3 2r e m i t ah ，e t c h e b e r r ya ，b e l l o n ij ，p h y s c h e m 最2 0 0 3 ，1 0 7 ，3 1 3 3y o n e z a w at ，t o s h i m an ，c h e m s o c ，f a r a d a yt r a n s ，1 9 9 5 ，9 1 ，4 11 1 3 4b o r c h e r th ，h a u b o l ds ，h a a s em ，w e l l e rh ，e ta l ，n a n ol e t t ，2 0 0 2 ，2 ，1 5 1 3 5l u l ，s u n g ，z h a n g h ，w a n g h ，x is ，h uj ，e ta l ，m a t e r c h e m ，2 0 0 4 ，1 4 ，1 0 0 5 3 6s a n t o se ，l e i v ae p m ，v i e l s t i c hw ：l i n k eu ，一e l e c t r o a n a l c h e m ，1 9 8 7 ，2 2 7 ，1 9 9 3 7k i t a m u r af t a k e d am ，t f 汰a h a s h im ，i t om ，c h e m p h y s l e f t ，1 9 8 7 ，1 4 2 ，318 3 8k u n i m a t s uk ，s h i m a z uk ，k i t ah ，ze l e c t r o a n a l c h e m ，1 9 8 8 ，2 5 6 ，3 7 l 3 9m o r i m o t oyy e a g e re b ，e l e c t r o a n a l c h e m ，1 9 9 8 ，4 4 1 ，7 7 4 0l u n aa m c ，g i o r d a n om c ，a t r i aa j ，e l e c t r o a n a lc h e m ，1 9 8 9 ，2 5 9 ，1 7 3 4 1o r t sj m ，f e r n a n d e z - v e g a a ，f e l i uj m ，e ta l ，ze l e c t r o a n a lc h e m ，1 9 9 2 ，3 2 7 ，2 6 1 4 2l i nw f ，1 w a s i t at v i e l s t i c hw j ，p h y s c h e m b ，1 9 9 9 ，1 0 3 ，3 2 5 0 厦门大学博士后研究工作报告 4 3 丁楠，分予筛限域p d 纳米粒子电极体系增强红外吸收及电子传输机理研究，硕 士学位论文，厦门大学，2 0 0 2 4 4k u n i m a t s u k ，s e k ih ，g o l d e nw g e ta l ，s u r fs c i ，1 9 8 5 ，1 5 8 ，5 9 6 4 5l ug q ，s u ns g ，c h e ns p ，e ta 1 ze l e c t r o a n a l c h e m ，1 9 9 7 ，4 2 1 ，1 9 4 6 卢国强，蔡丽蓉，孙世刚等利学翅掘1 9 9 9 ，4 4 ，11 6 5 4 7l u g q ，s u ns g ，c h e n s p ，e ta l ，l a n g m u i r , 2 0 0 0 ，1 6 ：7 7 8 4 8z h e nm s ，s u ns g ，一e l e c t r o a n a l c h e m ，2 0 0 1 ，3 1 ，7 4 9 4 9c h e nz ，s u ns g ，d i n gn ，c h i n e s es c i b u l l e t 玩2 0 0 1 ，4 6 ，1 4 3 9 5 0c h e nw ，s u ns - g ，z h o uz y ，c h e ns - p ，p h y s c h e m b ，2 0 0 3 ，1 0 7 ，9 8 0 8 5 1v a i lh a r d e v e l dr ，h a r t o gf a d v c a t a l ，1 9 7 2 ，2 2 ，7 5 5 2 贡辉，博士学位毕业论文，厦门大学，2 0 0 3 5 3z h uy ，u c h i d ah ，w a t a n a b em ，l a n g m u i t , 1 9 9 9 ，1 5 ，8 7 5 7 5 4 k r a u t ho ，f a h s o l d gp u c c i a ，c h e m p h y s ，1 9 9 9 ，1 1 0 ，3 1 1 3 5 5p r i e b ea ，s i n t h e rm ，f e h s o l dge ta l ，c h e m p h y s 2 0 0 3 ，11 9 ，4 8 8 7 5 6b u r g it ，p 枷c h e m c h e m p h y s ，2 0 0 1 ，3 ，2 1 2 4 5 7k r a u t h0 ，f a h s o l dgp u c c i a ，m 0 1 s t r u c t ，1 9 9 9 ，4 8 2 4 8 3 ，2 3 7 5 8k r a u t h0 ，f a h s o l dgm a g gn ，e ta l ，o r c h e m p h y s ，2 0 0 0 ，11 3 ，6 3 3 0 5 9b j e r k e a e ，g r i f f i t h sp r ，t h e i s sw ，a n a l c h e m ，1 9 9 9 ，7 l ，1 9 6 7 6 0g o n gh ，s u ns gl i1 1 , e ta l ，e l e c t r o c h i m a c t a2 0 0 3 ，4 8 ，2 9 3 3 6 1g o n gh ，s u nsgc h e n y j ，e ta l ，zp h y s c h e m b ，a c c e p t e d 6 2 陈友江，方波电位法制备纳米结构p t 薄膜阵列及其原位红外和拉曼光谱研究， 硕士学位论文，厦门大学，2 0 0 4 6 3 陈卫，不同聚集态p t 纳米粒子的合成、表面组装及其电化学和特殊红外性能 研究，博士学位毕业论文，厦门大学，2 0 0 3 6 4t e r a n i s h it ，h o s o em ，t a n a k at ，m i y a k em ，zp h y s c h e m b ，1 9 9 9 ，1 0 3 ，3 8 1 8 6 5w uc x ，l i nh ，c h e ny j ，e ta l ，a b n o r m a li re f f e c t so fp tn a n o s t r u c t u r e ds u r f a c e s u p o nc oc h e m i s o r p t i o nd u et o i n t e r a c t i o na n de l e c t r o n h o l ed a m p i n g ，c h e m e h y s ，s u b m i t t e d 6 6t o p p i n gj ，p m c r s o c l o n d o n ，s e na ，1 9 2 7 ，11 4 ，6 7 8 9 第五章液一气、液一液组装金属纳米粒子薄膜及其性质研究 6 7w uc x ，z h a ow j1 w a m o t om ，e ta l ，zc h e m 肋”，2 0 0 0 ，11 2 ，1 0 5 4 8 6 8j a n an rg e a r h e a r tl ，m u r p h yc j ，z 聃声c h e m e2 0 0 1 ，1 0 5 ，4 0 6 5 6 9g o l ea ，m u r p h yc j ，c h e m m a t e r ，2 0 0 4 ，1 6 ，3 6 3 3 7 0s u ny ，x i ays c i e n c e ，2 0 0 2 ，2 9 8 ，2 1 7 6 厦门大学博士后研究工作报告 图5 1a u p t 纳米粒子h r t e m 照片 9 1 第五章液一气、液一液组装金属纳米粒子薄膜及其性质研究 图5 - 2a u p t 纳米粒子的s e m 照片。 图5 3a u p t 纳米粒子形成过程示意图。 望塑查堂堡圭厘堕窒三堡塑堂 p a r t i c l ed i a m e t e r ( n m ) 图5 - 4a u p t 纳米粒子尺度分布立方图。 图5 - 5a u p t 纳米粒子e d s 能谱。 一零coil3dj_一口on一 第五章液一气、液一液组装金属纳米粒子薄膜及其性质研究 4 05 06 07 08 09 0 2 0 d e g r e e 图5 6 a u p t 纳米粒子x r d 谱。 一声蠢一岩iio菪h 厦门大学博士后研究工作报告 兮 d 、 备 晶 口 旦 j 言 ； 雷 耋 b i n d i n ge n e r g y ( e v ) b i n d i n ge n e r g y ( e v ) 图5 7a u p t 纳米粒子x p s 能谱。( a ) 中的a 谱线为金种子的能谱，b 谱线为a u p t 纳米粒子的能谱，a u 元素结合能；( b ) a u p t 纳米粒子的能谱，p t 元素的结合能。 9 5 第五章液一气、液一液组装金属纳米粒子薄膜及其性质研究 图5 _ 8 在液一气界面形成的a u p t 纳米粒子薄膜转移到光学玻璃上的数码照片。图 中标尺每一个小格为1m m 。 厦门大学博士后研究t 作报告 图5 - 9 在液一气界面形成的a u p t 纳米粒子薄膜转移到g c 表面上，不同放大倍率 下的s e m 照片。 9 7 第五章液一气、液一液组装金属纳米粒子薄膜发其性质研究 图5 1 0 在液一液界面形成的a u p t 纳米粒子薄膜转移到g c 表面上，不同放大倍 率下的s e m 照片。 厦门大学博士后研究工作报告 0 8 0 0 40 00 4 0 81 2 e n ( s c e ) 图5 一1 1 转移到g c 表面的a u p t 纳米粒子薄膜( a u p t f g c ) 电极在0 5m o l lh 2 s 0 4 溶液中的c v 曲线。扫描速率为5 0m v s 。 5 0 1 0 0 0 4 o o0 40 8 1 2 e n ( s c e ) 图5 1 2a u p t f g c 电极在0 5m o l l h 2 s 0 4 溶液中饱和吸附c o 后的c v 曲线。扫描 速率为5 0 m v s 。 o 0 0 0 佰 们 5 。e o d 主 第五章液一气、液一液组装金属纳米粒子薄膜及其性质研究 2 4 0 0 2 2 0 02 0 0 0 1 8 0 0 矿c m 一1 1 薹i 2 2 0 0 2 1 0 0 2 0 0 01 9 0 0 伊c m 一1 图5 1 3 在o 5m o l lh 2 s 0 4 溶液中，吸附在a u p t f g c 电极表面的c o 的i n s i t uf t i r 谱图。e s = 一0 2 5 0 2 0 v ；e r = 1 2 0 v ；采谱电位间隔为0 0 5 v 。 1 0 0 t 上 c_0_【节凹弓 瑾门大学博士后研究工作报告 2 0 8 0 2 0 7 6 吕2 0 7 2 o 、82 0 6 8 f 2 0 6 4 2 0 6 0 0 3- 0 2 0 10 00 1 0 2 哆( s c e ) a b 图5 1 4 在图5 1 3 中线性吸附c o l 的两个吸收峰a 和b 的峰位随电位e s 的变化关 系。 0 0 9 0 0 0 8 5 3 80 0 8 0 o o 0 0 7 5 0 0 7 0 0 3 0 20 10 00 1 0 2 e s n ( s c e ) 图5 1 5 在图5 - 1 3 中线性吸附c o l 的吸收峰的峰面积随电位风的变化关系。 1 0 l 第五章液一气、液一液组装金属纳米粒子薄膜及其性质研究 | i 伊c m 一1 弘 2 2 0 0 2 1 0 0 2 0 0 0 矿，c m 一1 图5 1 6 在0 5m o l lh 2 s 0 4 溶液中，吸附c o 在滴加到g c 表面的a u p t 纳米粒子 ( a u p t p g c ) 上的i n - s i t u f t i r 谱图。e s 0 2 5 0 2 0 v ；e r = 1 2 0 v ；采谱电位间 隔为0 ，0 5 v 。 1 0 2 厦门人学博士后研究工作报告 2 0 8 3 2 0 8 2 o2 0 8 1 目 迫2 0 8 0 o i 岁2 0 7 9 2 0 7 8 2 0 7 7 0 3- o 2 2 0 5 8 2 0 5 6 吕2 0 5 4 o 、