新形金纳米片的简单制备与生长机制

王长顺 阚彩侠 倪媛 徐海英

引用本文: 王长顺, 阚彩侠, 倪媛, 徐海英. 新形金纳米片的简单制备与生长机制[J]. 物理化学学报, 2014, 30(1): 194-204. doi: 10.3866/PKU.WHXB201311053 shu
Citation:  WANG Chang-Shun, KAN Cai-Xia, NI Yuan, XU Hai-Ying. Facile Preparation and Growth Mechanism of New-Type ld Nanoplates[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(1): 194-204. doi: 10.3866/PKU.WHXB201311053 shu

新形金纳米片的简单制备与生长机制

  • 基金项目:

    南京航空航天大学基本科研项目(NZ2013204)资助 (NZ2013204)

摘要:

在室温(~30 ℃)条件下,氯金酸(HAuCl4)均匀混合在粘稠的表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)胶体(水为溶剂)中,HAuCl4可以被PVP还原,从而形成纳米片. 本工作中,通过调整晶体生长条件,成功合成了大量新形貌的单晶金纳米片(厚度数十纳米,尺寸为数个微米). 例如,在晶体生长初期阶段,通过引入温度变化(如降温10-20 ℃),形成的金纳米片主要是六角星形,并伴有盾状、内凹外凸的三角状、截角的、三叉的及多台阶等新形纳米片. 结合理论计算,阐明了金纳米片的生长机制:在一定条件下,金(111)晶面不仅可以沿着<110>方向生长成为常规的三角或六角纳米片,还可以沿<211>、<321>等不同方向生长成含有更高指数侧面的新形金纳米片.

English

    1. [1]

      (1) Lal, S.; Link, S.; Halas, N. J. Nat. Photonics 2007, 1, 641.doi: 10.1038/nphoton.2007.223

      (1) Lal, S.; Link, S.; Halas, N. J. Nat. Photonics 2007, 1, 641.doi: 10.1038/nphoton.2007.223

    2. [2]

      (2) De, M.; Ghosh, P. S.; Rotello, V. M. Adv. Mater. 2008, 20,4225. doi: 10.1002/adma.v20:22(2) De, M.; Ghosh, P. S.; Rotello, V. M. Adv. Mater. 2008, 20,4225. doi: 10.1002/adma.v20:22

    3. [3]

      (3) Zijlstra, P.; Chon, J.W.; Gu, M. Nature 2009, 459, 410.doi: 10.1038/nature08053(3) Zijlstra, P.; Chon, J.W.; Gu, M. Nature 2009, 459, 410.doi: 10.1038/nature08053

    4. [4]

      (4) Vigderman, L.; Khanal, B. P.; Zubarev, E. R. Adv. Mater. 2012,24, 4811. doi: 10.1002/adma.201201690(4) Vigderman, L.; Khanal, B. P.; Zubarev, E. R. Adv. Mater. 2012,24, 4811. doi: 10.1002/adma.201201690

    5. [5]

      (5) Liu, X.W.;Wang, D. S.; Li, Y. D. Nano Today 2012, 7, 448.doi: 10.1016/j.nantod.2012.08.003(5) Liu, X.W.;Wang, D. S.; Li, Y. D. Nano Today 2012, 7, 448.doi: 10.1016/j.nantod.2012.08.003

    6. [6]

      (6) ng, J. X.; Li, G. D.; Tang, Z. Y. Nano Today 2012, 7, 564.doi: 10.1016/j.nantod.2012.10.008(6) ng, J. X.; Li, G. D.; Tang, Z. Y. Nano Today 2012, 7, 564.doi: 10.1016/j.nantod.2012.10.008

    7. [7]

      (7) Dykman, L.; Khlebtsov, N. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2256.doi: 10.1039/c1cs15166e(7) Dykman, L.; Khlebtsov, N. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2256.doi: 10.1039/c1cs15166e

    8. [8]

      (8) Rycenga, M.; Cobley, C. M.; Zeng, J.; Li,W. Y.; Moran, C. H.;Zhang, Q.; Qin, D.; Xia, Y. N. Chem. Rev. 2011, 111, 3669. doi: 10.1021/cr100275d(8) Rycenga, M.; Cobley, C. M.; Zeng, J.; Li,W. Y.; Moran, C. H.;Zhang, Q.; Qin, D.; Xia, Y. N. Chem. Rev. 2011, 111, 3669. doi: 10.1021/cr100275d

    9. [9]

      (9) Dreaden, E. C.; Alkilany, A. M.; Huang, X. H.; Murphy, C. J.;El-Sayed, M. A. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2740. doi: 10.1039/c1cs15237h(9) Dreaden, E. C.; Alkilany, A. M.; Huang, X. H.; Murphy, C. J.;El-Sayed, M. A. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2740. doi: 10.1039/c1cs15237h

    10. [10]

      (10) Li, Z.; Zhang, S.; Halas, N. J.; Nordlander, P.; Xu, H. Small2011, 7, 593. doi: 10.1002/smll.v7.5(10) Li, Z.; Zhang, S.; Halas, N. J.; Nordlander, P.; Xu, H. Small2011, 7, 593. doi: 10.1002/smll.v7.5

    11. [11]

      (11) Auguie, B.; Barnes,W. L. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 143902.doi: 10.1103/PhysRevLett.101.143902(11) Auguie, B.; Barnes,W. L. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 143902.doi: 10.1103/PhysRevLett.101.143902

    12. [12]

      (12) Naumov, I. I.; Li, Z. Y.; Bratkovsky, A. M. Appl. Phys. Lett.2010, 96, 033105. doi: 10.1063/1.3273859(12) Naumov, I. I.; Li, Z. Y.; Bratkovsky, A. M. Appl. Phys. Lett.2010, 96, 033105. doi: 10.1063/1.3273859

    13. [13]

      (13) Ray, P. C. Chem. Rev. 2010, 110, 5332. doi: 10.1021/cr900335q(13) Ray, P. C. Chem. Rev. 2010, 110, 5332. doi: 10.1021/cr900335q

    14. [14]

      (14) Ming, T.; Zhao, L.; Xiao, M. D.;Wang, J. F. Small 2010, 6,2514. doi: 10.1002/smll.201000920(14) Ming, T.; Zhao, L.; Xiao, M. D.;Wang, J. F. Small 2010, 6,2514. doi: 10.1002/smll.201000920

    15. [15]

      (15) Yu, Y. Y.; Chang, S. S.; Lee, C. L.;Wang, C. R. C. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 6661. doi: 10.1021/jp971656q(15) Yu, Y. Y.; Chang, S. S.; Lee, C. L.;Wang, C. R. C. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 6661. doi: 10.1021/jp971656q

    16. [16]

      (16) Link, S.; Mohamed, M. B.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B1999, 103, 3073.(16) Link, S.; Mohamed, M. B.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B1999, 103, 3073.

    17. [17]

      (17) van der Zande, B. M. I.; Bohmer, M. R.; Fokkink, L. G. J.;Schonenberger, C. Langmuir 2000, 16, 451. doi: 10.1021/la9900425(17) van der Zande, B. M. I.; Bohmer, M. R.; Fokkink, L. G. J.;Schonenberger, C. Langmuir 2000, 16, 451. doi: 10.1021/la9900425

    18. [18]

      (18) Jana, N. R.; Gearheart, L.; Murphy, C. J. J. Phys. Chem. B 2001,105, 4065.(18) Jana, N. R.; Gearheart, L.; Murphy, C. J. J. Phys. Chem. B 2001,105, 4065.

    19. [19]

      (19) Busbee, B. D.; Obare, S. O.; Murphy, C. J. Adv. Mater. 2003, 15,414. doi: 10.1002/adma.200390095(19) Busbee, B. D.; Obare, S. O.; Murphy, C. J. Adv. Mater. 2003, 15,414. doi: 10.1002/adma.200390095

    20. [20]

      (20) Sun, Y. G.; Xia, Y. N. Adv. Mater. 2002, 14, 833. doi: 10.1002/1521-4095(20020605)14:11<833::AID-ADMA833>3.0.CO;2-K(20) Sun, Y. G.; Xia, Y. N. Adv. Mater. 2002, 14, 833. doi: 10.1002/1521-4095(20020605)14:11<833::AID-ADMA833>3.0.CO;2-K

    21. [21]

      (21) Chen, S. H.; Carroll, D. L. Nano Lett. 2002, 2, 1003. doi: 10.1021/nl025674h(21) Chen, S. H.; Carroll, D. L. Nano Lett. 2002, 2, 1003. doi: 10.1021/nl025674h

    22. [22]

      (22) Sun, Y. G.; Mayers, B.; Xia, Y. N. Nano Lett. 2003, 3, 675.doi: 10.1021/nl034140t(22) Sun, Y. G.; Mayers, B.; Xia, Y. N. Nano Lett. 2003, 3, 675.doi: 10.1021/nl034140t

    23. [23]

      (23) Okada, N.; Hamanaka, Y.; Nakamura, A.; Pastoriza-Santos, I.;Liz-Marzan, L. M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8751. doi: 10.1021/jp048193q(23) Okada, N.; Hamanaka, Y.; Nakamura, A.; Pastoriza-Santos, I.;Liz-Marzan, L. M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8751. doi: 10.1021/jp048193q

    24. [24]

      (24) Kan, C. X.; Zhu, X. G.;Wang, G. H. J. Phys. Chem. B 2006,110, 4651. doi: 10.1021/jp054800d(24) Kan, C. X.; Zhu, X. G.;Wang, G. H. J. Phys. Chem. B 2006,110, 4651. doi: 10.1021/jp054800d

    25. [25]

      (25) Li, C. C.; Sato, R.; Kanehara, M.; Zeng, H. B.; Bando, Y.;Teranishi, T. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48, 6883.doi: 10.1002/anie.v48:37(25) Li, C. C.; Sato, R.; Kanehara, M.; Zeng, H. B.; Bando, Y.;Teranishi, T. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48, 6883.doi: 10.1002/anie.v48:37

    26. [26]

      (26) Sau, T. K.; Rogach, A. L. Adv. Mater. 2010, 22, 1781. doi: 10.1002/adma.v22:16(26) Sau, T. K.; Rogach, A. L. Adv. Mater. 2010, 22, 1781. doi: 10.1002/adma.v22:16

    27. [27]

      (27) Chen, A. Q.; Deprince, A. E., III; Demortiere, A.; Joshi-Imre,A.; Shevchenko, E. V.; Gray, S. K.;Welp, U.; Vlasko-Vlasov, V.K. Small 2011, 7, 2365. doi: 10.1002/smll.v7.16(27) Chen, A. Q.; Deprince, A. E., III; Demortiere, A.; Joshi-Imre,A.; Shevchenko, E. V.; Gray, S. K.;Welp, U.; Vlasko-Vlasov, V.K. Small 2011, 7, 2365. doi: 10.1002/smll.v7.16

    28. [28]

      (28) Tao, A. R.; Habas, S.; Yang, P. D. Small 2008, 4, 310.(28) Tao, A. R.; Habas, S.; Yang, P. D. Small 2008, 4, 310.

    29. [29]

      (29) Tian, N.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G.; Ding, Y.;Wang, Z. L. Science2007, 316, 732. doi: 10.1126/science.1140484(29) Tian, N.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G.; Ding, Y.;Wang, Z. L. Science2007, 316, 732. doi: 10.1126/science.1140484

    30. [30]

      (30) Xia, Y. N.; Xiong, Y. J.; Lim, B.; Skrabalak, S. E. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48, 60. doi: 10.1002/anie.200802248(30) Xia, Y. N.; Xiong, Y. J.; Lim, B.; Skrabalak, S. E. Angew. Chem. Int. Edit. 2009, 48, 60. doi: 10.1002/anie.200802248

    31. [31]

      (31) Homan, K. A.; Chen, J.; Schiano, A.; Mohamed, M.;Willets, K.A.; Murugesan, S.; Stevenson, K. J.; Emelianov, S. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1673. doi: 10.1002/adfm.201001556(31) Homan, K. A.; Chen, J.; Schiano, A.; Mohamed, M.;Willets, K.A.; Murugesan, S.; Stevenson, K. J.; Emelianov, S. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1673. doi: 10.1002/adfm.201001556

    32. [32]

      (32) Kan, C. X.;Wang, C. S.; Li, H. C.; Qi, J. S.; Zhu, J. J.; Li, Z. S.;Shi, D. N. Small 2010, 6, 1768. doi: 10.1002/smll.201000600(32) Kan, C. X.;Wang, C. S.; Li, H. C.; Qi, J. S.; Zhu, J. J.; Li, Z. S.;Shi, D. N. Small 2010, 6, 1768. doi: 10.1002/smll.201000600

    33. [33]

      (33) Xia, Y. N.; Xia, X. H.;Wang, Y.; Xie, S. F. MRS Bull. 2013, 38,335. doi: 10.1557/mrs.2013.84(33) Xia, Y. N.; Xia, X. H.;Wang, Y.; Xie, S. F. MRS Bull. 2013, 38,335. doi: 10.1557/mrs.2013.84

    34. [34]

      (34) Morriss, R. H.; Bottoms,W. R.; Peacock, R. J. J. Appl. Phys.1968, 39, 3016. doi: 10.1063/1.1656724(34) Morriss, R. H.; Bottoms,W. R.; Peacock, R. J. J. Appl. Phys.1968, 39, 3016. doi: 10.1063/1.1656724

    35. [35]

      (35) Kan, C. X.;Wang, C. S.; Zhu, J. J.; Li, H. C. J. Solid State Chem. 2010, 183, 858. doi: 10.1016/j.jssc.2010.01.021(35) Kan, C. X.;Wang, C. S.; Zhu, J. J.; Li, H. C. J. Solid State Chem. 2010, 183, 858. doi: 10.1016/j.jssc.2010.01.021

    36. [36]

      (36) Washio, I.; Xiong, Y. J.; Yin, Y. D.; Xia, Y. N. Adv. Mater. 2006,18, 1745.(36) Washio, I.; Xiong, Y. J.; Yin, Y. D.; Xia, Y. N. Adv. Mater. 2006,18, 1745.

    37. [37]

      (37) Courty, A.; Henry, A. I.; ubet, N.; Pileni, M. P. Nat. Mater.2007, 6, 900. doi: 10.1038/nmat2004(37) Courty, A.; Henry, A. I.; ubet, N.; Pileni, M. P. Nat. Mater.2007, 6, 900. doi: 10.1038/nmat2004

    38. [38]

      (38) Radha, B.; Kulkarni, G. U. Crystal Growth & Design 2011, 11,320. doi: 10.1021/cg1015548(38) Radha, B.; Kulkarni, G. U. Crystal Growth & Design 2011, 11,320. doi: 10.1021/cg1015548

    39. [39]

      (39) Jin, R. C.; Cao, Y. C.; Hao, E.; Metraux, G. S.; Schatz, G. C.;Mirkin, C. A. Nature 2003, 425, 487. doi: 10.1038/nature02020(39) Jin, R. C.; Cao, Y. C.; Hao, E.; Metraux, G. S.; Schatz, G. C.;Mirkin, C. A. Nature 2003, 425, 487. doi: 10.1038/nature02020

    40. [40]

      (40) Li, C. C.; Cai,W. P.; Cao, B. Q.; Sun, F. Q.; Li, Y.; Kan, C. X.;Zhang, L. D. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 83.(40) Li, C. C.; Cai,W. P.; Cao, B. Q.; Sun, F. Q.; Li, Y.; Kan, C. X.;Zhang, L. D. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 83.

    41. [41]

      (41) Yao, L. Z. Foundation of Crystal Growth; University of Scienceand Technology of China Press: Hefei, 1995; pp 258-310, 409-429. [姚连增. 晶体生长基础. 合肥: 中国科学技术大学出版社, 1995: 258-310; 409-429.](41) Yao, L. Z. Foundation of Crystal Growth; University of Scienceand Technology of China Press: Hefei, 1995; pp 258-310, 409-429. [姚连增. 晶体生长基础. 合肥: 中国科学技术大学出版社, 1995: 258-310; 409-429.]

    42. [42]

      (42) Kan, C. X.; Cai,W. P.; Li, C. C.; Zhang, L. D. J. Mater. Res.2004, 20, 320.(42) Kan, C. X.; Cai,W. P.; Li, C. C.; Zhang, L. D. J. Mater. Res.2004, 20, 320.

    43. [43]

      (43) Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7729. doi: 10.1021/jp0209289(43) Kamat, P. V. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7729. doi: 10.1021/jp0209289

    44. [44]

      (44) Wiley, B.; Sun, Y. G.; Chen, J. Y.; Cang, H.; Li, Z. Y.; Li, X. D.;Xia, Y. N. MRS Bull. 2005, 30, 356. doi: 10.1557/mrs2005.98(44) Wiley, B.; Sun, Y. G.; Chen, J. Y.; Cang, H.; Li, Z. Y.; Li, X. D.;Xia, Y. N. MRS Bull. 2005, 30, 356. doi: 10.1557/mrs2005.98

    45. [45]

      (45) Germain, V.; Li, J.; Ingert, D.;Wang, Z. L.; Pileni, M. P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8717. doi: 10.1021/jp0303826(45) Germain, V.; Li, J.; Ingert, D.;Wang, Z. L.; Pileni, M. P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8717. doi: 10.1021/jp0303826

    46. [46]

      (46) Aherne, D.; Ledwith, D. M.; Gara, M.; Kelly, J. M. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2005. doi: 10.1002/adfm.v18:14(46) Aherne, D.; Ledwith, D. M.; Gara, M.; Kelly, J. M. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2005. doi: 10.1002/adfm.v18:14

    47. [47]

      (47) Duan, J. Y.; Zhang, Q. X.;Wang, Y. L.; Guan, J. G. Acta Phys. - Chim. Sin. 2009, 25, 1405. [段君元, 章桥新, 王一龙, 官建国.物理化学学报, 2009, 25, 1405.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090731(47) Duan, J. Y.; Zhang, Q. X.;Wang, Y. L.; Guan, J. G. Acta Phys. - Chim. Sin. 2009, 25, 1405. [段君元, 章桥新, 王一龙, 官建国.物理化学学报, 2009, 25, 1405.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090731

    48. [48]

      (48) Wang, Z. L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1153. doi: 10.1021/jp993593c(48) Wang, Z. L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1153. doi: 10.1021/jp993593c

    49. [49]

      (49) Xue, C.; Metraux, G. S.; Millstone, J. E.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8337. doi: 10.1021/ja8005258(49) Xue, C.; Metraux, G. S.; Millstone, J. E.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8337. doi: 10.1021/ja8005258

    50. [50]

      (50) Xiong, Y. J.;Washio, I.; Chen, J. Y.; Cai, H. G.; Li, Z. Y.; Xia, Y.N. Langmuir 2006, 22, 8563. doi: 10.1021/la061323x(50) Xiong, Y. J.;Washio, I.; Chen, J. Y.; Cai, H. G.; Li, Z. Y.; Xia, Y.N. Langmuir 2006, 22, 8563. doi: 10.1021/la061323x

    51. [51]

      (51) Nam, H. S.; Hwang, N. M.; Yu, B. D.; Yoon, J. K. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 275502. doi: 10.1103/PhysRevLett.89.275502(51) Nam, H. S.; Hwang, N. M.; Yu, B. D.; Yoon, J. K. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 275502. doi: 10.1103/PhysRevLett.89.275502

    52. [52]

      (52) Cao, Y. L.; Ding, X. L.; Li, H. C.; Yi, Z. G.;Wang, X. F.; Zhu, J.J.; Kan, C. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1273. [曹艳丽,丁孝龙, 李红臣, 伊兆广, 王祥夫, 朱杰君, 阚彩侠. 物理化学学报, 2011, 27, 1273.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110604(52) Cao, Y. L.; Ding, X. L.; Li, H. C.; Yi, Z. G.;Wang, X. F.; Zhu, J.J.; Kan, C. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1273. [曹艳丽,丁孝龙, 李红臣, 伊兆广, 王祥夫, 朱杰君, 阚彩侠. 物理化学学报, 2011, 27, 1273.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110604

    53. [53]

      (53) Hoppe, C. E.; Lazzari, M.; Pardinas-Blanco, I.; Lopez-Quintela,M. A. Langmuir 2006, 22, 7027. doi: 10.1021/la060885d(53) Hoppe, C. E.; Lazzari, M.; Pardinas-Blanco, I.; Lopez-Quintela,M. A. Langmuir 2006, 22, 7027. doi: 10.1021/la060885d

    54. [54]

      (54) Wang, C. S.; Kan, C. X.; Zhu, J. J.; Zeng, X. L.;Wang, X. F.; Li,H. C.; Shi, D. N. Journal of Nanomaterials 2010, 969030.(54) Wang, C. S.; Kan, C. X.; Zhu, J. J.; Zeng, X. L.;Wang, X. F.; Li,H. C.; Shi, D. N. Journal of Nanomaterials 2010, 969030.

    55. [55]

      (55) Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7756. doi: 10.1063/1.1316015

      (55) Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7756. doi: 10.1063/1.1316015

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  965
  • 文章访问数:  2082
  • HTML全文浏览量:  150
文章相关
  • 发布日期:  2014-01-01
  • 收稿日期:  2013-08-23
  • 网络出版日期:  2013-11-05
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章