铜双胞胎纳米晶体的无种子湿合成
Sheng Zhang1, Junheng Gao1, Fu Tang1
1State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials, School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, P. R. China. lidong@mater.ustb.edu.cn.
Nanoscale
|November 8, 2023
概括
这项研究介绍了一种新的,无种子的湿合成铜 (Cu) 双胞胎纳米结构,包括大型十面体和二面体. 这些结构表现出强烈的近红外等离子体共振和高光热效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 铜 (Cu) 双胞胎纳米结构的传统合成需要贵金属种子.
- 种子容易受到氧化蚀刻,使合成复杂化,并引入杂质.
研究的目的:
- 开发一种通用,无种子的湿法,用于合成各种Cu双胞胎纳米结构.
- 调查化物离子和烯胺在控制Cu种子形成和结构中的作用.
- 描述合成纳米结构的光学和光热特性.
主要方法:
- 无种子湿合成Cu-双胞胎纳米结构.
- 使用不同数量的化物离子 (Cl-) 和烯胺.
- 优化初始加热速度.
- 使用热力学建模来了解种子的形成.
- 使用局部表面等离子体共振 (LSPR) 和光热转换效率测量来表征纳米结构.
主要成果:
- 成功合成了大型Cu十面体 (长达300nm),单双双 Cu右双金字塔,以及没有贵金属种子的Cu纳米棒.
- 证明了离子和烯胺度以及加热速率对纳米结构形成具有关键影响.
- 理论分析证实了离子在调整Cu种子的吉布斯自由能量和确定有利的种子结构中的作用.
- 在近红外区域实现了强大的局部表面等离子体共振,用于十面体和二面体.
- 在808nm激光照射下,大型Cu十面体的光热转换效率为52.9%,为Cu纳米晶体最高.
结论:
- 已经建立了一种新的多功能无种子湿合成方法,用于Cu-双胞胎纳米结构.
- 该研究提供了通过前体化学和反应动力学来控制Cu纳米结构形态的基本见解.
- 合成的大型Cu十面体和二面体由于其增强的光学特性,显示出在近红外等离子体和光热疗法中应用的巨大潜力.
